冰川与冻土地貌.ppt

冰川与冻土地貌 第一节 冰川地貌第二节 冻土地貌 第一节 冰川地貌 一 冰川概述二 冰蚀地貌三 冰碛地貌四 冰水地貌 冰面地貌 一 冰川概述 冰川是指发生在陆地上 由大气固态降水演变而成的 常处于运动状态的运动冰体 1 冰川 冰川是地球表层系统最大的淡水储水体 约占淡水总储量的85 冰川覆盖面积约占陆地总面积的10 左右 其中南极洲和北美洲的格陵兰半岛分布面积最大 冰川主要分布在高寒高纬高山地区 冰川分布受雪线高度控制 冰川分布表 2 雪线 雪线 正常气候年份每年的最热月积雪区的下限为雪线 大致在同一海拔高度 雪线以上为多年积雪区 以下为季节积雪区 影响雪线高度的因素有温度 降水量 地形等 纬度越低雪线越高 纬度越高雪线越低 降雪量影响 地形影响 3 冰川的形成过程 冰川的形成过程 新雪 粒雪 冰川冰 冰川 新雪 密度小于0 1克每立方厘米 呈放射状的多棱角形 孔隙度70 左右 粒雪 新雪降落地表 大晶粒发生饱和凝结 小晶粒发生升华 雪花晶粒的合并重结晶形成粒雪 粒雪密度在0 4 0 7左右 表面通常发生圆化 孔隙度降低 冰川冰形成 冷性成冰 粒雪形成后 在低温干燥的环境中 下部的粒雪在静压力的作用下 排出空气发生重结晶形成冰川冰 这一成冰过程叫冷性成冰 晶粒偏小 热性成冰 在夏季白天表层粒雪融化 沿粒雪空隙下渗 到了夜间下渗水以粒雪晶粒为中心冻结重结晶 这种成冰过程称为热性成冰 冰的密度大 起泡少 透明度高 冰川形成 冰川冰的塑性运动就形成冰川 4 冰川类型 按冰川的形态 规模和所处的地形条件可分为 大陆冰川 主要分布在两极大陆 形态受下伏地形控制 冰川运动从中心向四周呈放射状流动 可分为冰盾和冰盖 冰盾 山岳冰川发育在高山地区的冰川 主要分布在中低纬地区 根据所在位置又可分为冰斗冰川 主要分布在雪线附近 悬冰川 发育在山坡上的短小冰川 山谷冰川 发育在山谷中 山岳冰川 山岳冰川 山岳悬冰川 山岳悬冰川 高原冰川 是山岳冰川和大陆冰川的过度类型 发育和覆盖在起伏和缓的高地上 又称冰帽 山麓冰川 山谷冰川流出谷口在山麓带扩展或汇合成的广阔冰原 高原冰川 山麓冰川 海洋性冰川 按冰川发育的气候条件和冰川温度状况 分为海洋性冰川和大陆性冰川两种 海洋性冰川称暖冰川海洋性气候地区粒雪线在年降水2000 3000mm地区附近以暖渗浸再结晶成冰过程为特征冰川的温度接近压力融点 冰川运动速度快 一般为100m a 最快达500m a 冰川尾端常伸入到森林带 冰川作用强 北冰洋冰川 海洋冰川 大陆性冰川 大陆性冰川称冷冰川大陆性气候粒雪线在年降水1000mm以下的区域主体的温度经常保持在 5 10 冷渗透再结晶成冰过程冰川运动速度缓慢 约为30 50m a 冰川尾端不会越过森林上限冰川作用较弱 5 冰川运动 冰川的运动 速度小 一年只前进数米或数百米 冰川的运动由冰川厚度 下伏地形坡度 冰川表面的坡度等因素控制 冰川运动分为内部流动和底部滑动 冰川运动冰面中央部分速度最快 表面向底面速度递减 冰川运动具有季节性 消融量大运动相对快 冰川冰的运动还取决于补给量和消融量相互增长 6 冰川作用 冰川侵蚀作用冰川侵蚀作用 冰川对地表的破坏作用 主要有拨 挖 蚀 底部和后部冻融交替 磨蚀 冰川磨蚀作用 冰川运动时 冻结在冰川底部的碎石突出冰外 像锉刀一样不断的对冰川底床进行消磨和刻蚀 冰川挖蚀作用 冰川自身的重量和冰体运动 使底床基岩破碎 冰雪融水渗入节理裂隙 时冻时融 从而使裂隙扩大 岩石不断破碎 冰川就像铁犁铲土一样 把松动的石块挖起带走 冰川搬运作用 冰川搬运作用的碎屑物称为冰碛物 按位置可分为 表碛 内碛 底碛 侧碛 终碛 两条冰川合并侧碛成为中碛 巨大的砾石为漂砾 冰川搬运作用 冰川侵蚀下来的松散碎屑以及由山坡崩落下来的碎屑 进入冰川体后随冰川运动向下游搬运 漂砾 冰川沉积运作用冰川消融后 以各种形式被搬运的物质 堆积下来 形成各类冰碛物 冰川沉积物特征 结构疏松 堆积杂乱 无层理 无分选 磨圆 砾石上可见冰川擦痕 二 冰蚀地貌 冰蚀地貌 冰川在形成和运动过程中侵蚀作用为主形成的地貌形态 冰斗 冰川槽谷 刃脊与角峰 冰川擦痕 羊背石 冰碛湖与峡湾 冰斗 发育在冰川源头 典型的冰斗是一围椅状的洼地 三面为陡崖 一面向下坡有一开口 开口处通常有一岩槛 一般分布在雪线附近 冰川槽谷 冰川槽谷 冰川运动形成或改造而成的槽形谷地 通常横剖面呈U型 谷肩发育典型 谷壁平直 纵剖面通常由岩槛和洼地交替呈阶梯状平面形态通常中上游宽深而下游窄浅主冰川谷深宽 支冰川谷浅窄 主支谷交汇处往往呈悬交状态 被称为悬谷 刃脊与角峰 相邻冰斗之间的山脊 通常由于冰斗壁的后退呈刀刃状 因此为刃脊 几个冰斗所交汇形成的山峰 称为角峰 冰川擦痕 冰川擦痕 冰川搬运和运动过程中 冰碛物与谷壁或谷底相互摩擦成的深痕称为擦痕 长度几厘米到几米 深度为数毫米 成钉形 擦痕的粗端指向上游 羊背石 冰川基岩槽谷底部常成群分布着由基岩组成的小丘 远望犹如匍匐的羊群 故称羊背石 平面呈椭圆形 长轴方向与冰流方向一致 迎冰面通常长平缓并留有擦痕 背冰面短陡不平 羊背石 冰碛湖 峡湾 三 冰碛地貌 冰碛地貌形态 冰碛丘陵 侧碛堤 终碛堤 鼓丘等 冰碛物的特征 粒度差异大 可见粗大砾石 岩性和矿物成分受冰川作用区域基岩控制 不具备明显的层理 但有明显的定向排列 磨圆性差 多呈棱角状或次棱角状 可见擦痕和裂口 冰碛丘陵 基碛丘陵 冰川消融后 原来的表碛 内碛 中碛落带冰川谷底 与底碛一起构成基碛 冰碛丘陵 基碛等冰碛物受冰川谷底地形起伏或冰碛物分布的影响 堆积或覆盖而成的起伏丘陵称为冰碛丘陵 侧碛堤 是由侧碛堆积而成的 侧碛是冰舌两旁表碛不断由冰面滚落到冰川与山坡之间堆积起来的 有一部分则是山坡上的碎屑滚落到冰川边缘堆积而成的 冰川退缩后 在原山岳冰川两侧形成条状高地 即侧碛堤 终碛堤 冰川上游搬运来的物质通常在冰川末端处堆积成弧形的堤 称为终碛堤 鼓丘 由冰砾碎屑组成或覆盖而成的丘状地形 平面呈椭圆形 长轴与冰流方向一致 纵剖面呈不对称的上凸形 迎冰面陡 背冰面缓 分布在终碛堤内 四 冰水地貌 冰面地貌 冰川融水具有一定的侵蚀搬运能力 能将冰碛物再搬运堆积 形成冰水堆积物 冰川边缘由冰水堆积物组成的各种地貌 称冰水堆积地貌 常见的冰水堆积地貌有 冰水扇 冰水湖 冰砾阜 冰砾阜阶地 锅穴 蛇行丘 季候泥等 常见的冰面地貌有 冰裂隙 冰瀑布 冰面河 冰面湖 冰蘑菇 冰塔林 冰水扇 冰川底部的冰融水携带大量的沙砾从冰川末端排出 在终碛堤外堆积成扇形地 称为冰水扇 几个冰水扇相连就形成冰水平原 冰水湖 由冰川融冻水积水成湖就为冰水湖 冰砾阜 是指由于冰川消融后冰面上的沉积物沉落到底床上堆积而成的一种圆形的或不规则的小丘 锅穴 分布于冰水平原上 由于底冰融化引起地表塌陷成洼地状的地貌形态 蛇行丘 狭长而曲折的垄岗地形 冰下隧道形成 冰水三角洲堆积而成 季候 纹 泥 冰水湖由于季节变化 接纳冰水沉积物颗粒粗细 颜色深浅差别形成 冰砾阜阶地 山地谷冰川融溶 冰水河流携带的冰碛物成阶状分布在谷地的两侧形成冰砾阜阶地 冰面地貌 冰裂隙 冰面河 冰面湖 冰蘑菇 冰塔林 冰瀑布 十 冰川地貌发育的几点认识 不同冰川类型发育不同组合的冰川地貌 山地冰川地貌类型最为复杂 以侵蚀地貌为主 大陆冰川地貌类型相对简单 多为冰碛地貌和冰水堆积地貌 冰川地貌发育和分布的地带性问题 山地冰川的地貌分布具有典型的垂直分带性 雪线以上为角峰 刃脊 冰斗为主的冰蚀地貌 雪线以下到终碛堤之间为槽谷 侧碛堤 终碛堤 擦痕 羊背石等冰蚀 冰碛地貌 冰川外缘为冰水堆积地貌 大陆冰川地貌组合具有明显的水平分带性 终碛堤内发育冰碛地貌 以外发育冰水堆积地貌 一 概述二 冻土地貌 第二节 冻土地貌 一 冻土概述 0度及0度以下含有冰体的各种土体和岩体称为冻土 冻土分为多年冻土和季节冻土 高纬 高寒高山地区 如果处于大陆性气候控制下 地表上部通常会发生周期性的冻融 活动层 而下部则长期处于冻结状态 永冻层 这种土层被称为多年冻土 1 冻土概念及分布 世界上陆地上25 有多年冻土分布 俄罗斯和加拿大是冻土分布面积最大的国家 我国多年冻土主要分布在东北北部山区 西北高山区 青藏高原区 冻土面积占全国面积的23 左右 冻土类型 2 地下冰 地下冰 冻土中所含的冰体称为地下冰 按成因和埋藏方式可分为构造冰 洞脉冰和埋藏冰 构造冰 土层中原有的水分 由于温度降低发生冻结成为构造冰 洞脉冰 地表水渗入土层冻结而成 又分为脉冰和洞穴冰 埋藏冰 原来已成冰后被埋藏于地下的冰体 3 冻融作用 寒冻地区 由于温度引起的冻融导致土体或岩体的破坏 扰动和移动等现象称为冻融作用 冻融作用的方式有 冰冻风化 冰冻扰动 融冻泥流 冰冻扰动 活动层每年秋末以来自地表向下冻结时 底部的永冻层起阻挡作用结果使得中间尚未冻结的融区在上下方的挤压作用下发生塑性变形 形成各种弯曲形态的冰卷泥 或称为冻融扰动构造 二 冻土地貌 石海 寒冻风化作用下 岩石发生崩解破碎 形成大片巨石角砾就地堆积在平坦的地面上 形成石海 石海形成条件 气温经常在0度上下波动 日温差大 且有一定的湿度 物理风化强烈 地形较为平坦 风化岩石不易移动多数保留在原地 岩石质地坚硬节理发育块状结构 石海形成后很少移动 有研究认为是多年冻土的标志 也有学者认为依据石海线可推测雪线的位置 石河 山坡上冻融作用所产生的风化碎屑带入沟谷在重力作用下发生位移形成石河 石冰川 冰川退缩或消融所搬运的冰碛物在冰川槽谷中在冻融作用下缓慢顺谷移动形成石冰川 多边形构造土是多年冻土区广泛分布的一种微地貌形态 由松散堆积物组成的地表 因冻裂作用和冻融分选作用而形成多边形裂隙 从平面上如裂隙组成环形 多边形 从剖面上看 裂隙为楔形 根据楔形的充填物可分为冰楔 沙楔 冰楔裂隙被地表水周期性的注入冻结 使裂隙扩大并为冰体填充 剖面成楔状 称为冰楔 沙楔 当气温转暖 冰楔融化被松散沙土填充就成为沙楔 石环 石圈 石带在颗粒大小混杂而又饱含水分的松散土层中 冻融作用产生的垂直分选和水平分选 使砾石由地下被抬升到地面 再集中到边缘 并呈环状分布 而细粒土或碎石则位于中间 冻融分选在重力和融冻泥流作用的参与下 石环过渡到椭圆形的石圈 石圈再过渡到狭长形的石带 石环 石圈 冰核丘 土溜阶坎 热融地貌 由于热融作用产生的地貌形态 有热融滑塌和热融沉陷 热融滑塌发生在斜坡上的底冰融化 土体在重力作用下沿冻融界面发生滑塌 平坦地面上