《地质地貌学》第十二章-冰川与冻土地貌

第七章冰川和冰缘地貌南极冰盖第十二章

冰川地貌与冻土地貌主要内容

第一节冰川作用与冰川地貌第二节冻土地貌第一节冰川作用与冰川地貌在高纬及高山寒冷地区，形成终年不化的积雪，且积雪逐年增厚，在本身的重压和其它一系列物理过程作用下，逐渐变成微兰色透明的的冰川冰。冰川冰是多晶固体，具有塑性，并沿着斜坡或在冰层自身的压力作用下缓慢的流动和滑动。这种运动的冰体就叫冰川。世界上现代冰川约占陆地面积的10%，集中了全球85%的淡水资源。全部融化可以使海洋面上升66米。冰川是塑造地表形态的巨大外力之一。冰川进退引起海平面升降和地壳均衡运动。冰川流经地区由于受冰川的侵蚀、搬运和堆积作用，一旦冰川消失或退缩，形成一系列独特的冰川地貌。一、冰川的形成冰川形成在雪线以上，一个地区的高度如果没有超过雪线，就不可能有冰川。（一）雪线山区积雪随着季节而变化，冬季积雪区扩大，积雪高度也下降，夏季积雪区缩小，积雪高度也上升。在气候变化不大的若干年内，每年最热月积雪区的下限总是上升和回复到大体同一海拔高度，因而在这个高度以上成为多年积雪区，以下为季节积雪区。其间的界限叫雪线。雪线处的年降雪量等于年消融量。影响雪线的主要因素：（二）成冰过程冷型成冰作用：在高纬度地区，温度终年在00C以下，巨厚的粒雪层对下部产生巨大的压力，从而排出空气，使粒雪重结晶变成冰川。这种成冰作用主要靠厚层雪的巨大压力进行，所以叫压力成冰，也叫冷型成冰作用。这种冰川冰密度小、气泡多、成冰过程历时长。暖型成冰作用：在中低纬山地，积雪的表面白天吸收太阳热，发生融化，雪水沿着雪花间的扎隙下渗，到夜间重新冻结，这佯反复交替进行，新雪变成粒雪，粒雪变成冰川冰。这种成冰作用主要是在热力条件的变化下进行的，所以叫热力成冰，也叫暖型成冰作用。这种冰密度较大，含气泡少，透明度高，成冰时间短。（二）成冰过程二、冰川的类型冰川按其形态、规模及所处地形条件，可分为大陆冰川和山岳冰川两大类型。（一）山岳冰川主要分布在中低纬度的高山地区，汇集和流动于山间低洼处。雪线高出海平面很多，冰川累积区面积不大，冰川形态受地形的限制。按照其发育规模和形态可以分为以下几类：1．冰斗冰川冰川规模较小，面积一般数平方千米，无明显的积累区与消融区，三面为围椅形陡壁，朝向山坡一面开口，开口处有一冰坎，阻止冰雪下流，冰体局限在凹地中。冰斗冰川横断山脉2.悬冰川悬冰川是发育在较陡山坡上的一种短小冰川。有时冰斗冰川补给量增大，冰川越过冰坎溢出，短小的冰舌悬挂在山坡上，称之为悬冰川。悬冰川的冰舌末端为一陡坎，如冰雪补给不足，经常发生周期性崩落，称为冰崩。3.山谷冰川当有大量冰雪补给时，冰斗冰川迅速扩大，大量冰体从冰斗中溢出，并进入山谷形成山谷冰川。山谷冰川以雪线为界有明显的冰雪积累区和消融区。山谷冰川长可由数千米至数十千米，厚几十米至数百米。祁连山七一冰川云南梅里雪山的明永冰川

4．山麓冰川

多条山谷冰川在山麓带汇合、漫流，形成宽阔的冰原，叫山麓冰川。单条山谷冰川在山门外扩展成扇形的宽冰川，亦称山麓冰川。山麓冰川是山谷冰川向大陆冰川转化的过渡形态。山麓冰川5.平顶冰川它发育在平坦的山脊、山顶面或高原上的冰川。有时它像白色冰雪帽子盖在山顶上，所以又称冰帽。冰帽四周常伸出许多冰舌。平顶冰川上层往往无表碛而为粒雪覆盖，下层则为冰川冰。平顶冰川

（二）大陆冰川大陆冰川是面积最广、冰层厚度最大的一种大型冰川。大陆冰川的运动基本下受下伏地形的影响。在大陆冰川中，表面凸起如盾的叫冰盾。冰盾的中央为积雪区，边缘为消融区，冰川自中心向四周运动。另一种是表面起伏较大、规模也更大的冰川，称为大陆冰盖。冰盖面积可达几百万平方千米，厚度可达千米以上(南极冰盖最厚达4267m)。在第四纪冰期时，冰川曾广泛覆盖北美及欧州大陆。现代大陆冰川主要分布在两极地区，如南极、格陵兰和冰岛等地。南极冰盖南极冰盖海螺沟冰川冰瀑海螺沟在四川甘孜境内，四川最高峰贡嘎山峰的（东坡）脚下，冰川的位置只有海拔3000多米，是目前世界上已发现的为数极少的低纬度、低海拔现代冰川之一，距成都282公里。冰舌融水高大的冰塔林绒布冰塔林冰川融水南极三、冰川运动冰川冰积累到一定厚度，冰层表面或地面具有一定的坡度，冰川冰就发生运动，这种顺坡运动的冰川冰就是冰川。冰川不同于其他自然界冰体的最主要特征：冰川的缓慢运动。冰川之所以能运动，是因为冰川冰是一种冰晶聚台物。在低温条件下，冰晶体相互结合十分紧密，当冰层厚度达到某一临界厚度时，冰层下部受到上部冰层的较大压力，冰的融点降低，这时，下部冰层的内部则是冰、水和水汽三相共存的物质状态。在缓慢增加的压力作用下，冰晶体之间相互位置就可以变动，冰就产生塑性变形，具可塑性。冰川一般可分为上下两层，上层容易断裂，是脆性带，厚20～30m，下层是塑性带。塑性带的存在是冰川运动的根本原因，表面的脆性带是被下部的塑性带托着前进的。三、冰川运动导致冰川运动的因素，主要是重力和压力。由底床坡度引起的流动叫重力流；由冰面坡度引起的流动叫压力流。前者多见于山岳冰川，后者多见于大陆冰川。冰川运动速度非常缓慢，只有流水速度的几万分之一，肉眼不易觉察。山岳冰川流速一般为每年几十至数百米。地区日平均速度cm/d平均年速度m/y阿尔卑斯山20-4080-150阿尔泰山20-3570-120天山40-50140-180帕米尔60-80220-300喜马拉雅山200-300700-1300格林兰：冰盖/溢出冰川7-8；300-270025-30；1100-9900南极：冰盖/溢出冰川3-35；80-23010-130；300-1200三、冰川运动冰川运动主要通过冰川内部的塑性变形和块体滑动来实现。冰川运动速度大小主要受冰川厚度、冰川下伏地形坡度、冰川表面坡度等因素控制。冰川的不同部位运动速度各异。从冰川的纵剖面来看，一条坡度均一的冰川，在雪线附近，冰川厚度最大，流速最快，从雪线向上和向下，流速递降；从横剖面来看，冰川中央流速大于两侧。由于冰川各部位的运动速度不一致，使冰川表面及冰层内部产生一系列的冰川裂隙和冰层褶皱。四、冰川作用与冰川地貌冰川在流动过程中破坏冰床岩体，并将破坏产物搬运到其它地方堆积下来的作用，称为冰川的地质作用，简称冰川作用。冰川作用包括侵蚀、搬运和堆积三个方面。（一）冰蚀作用与冰蚀地貌1.冰蚀作用冰川有很强的侵蚀力，估计冰川的全部侵蚀力可超过一般河流10～20倍。冰蚀作用包括挖蚀和磨蚀两种。（1）挖蚀作用在冰川流动区，冰体的巨大压力使冰床基岩破碎，冰雪融水渗入基岩节理裂隙，反复融冻，使松动的岩块与冰川再冻结在一起，被冰川带走，这种作用称为冰川的挖蚀作用，也称掘蚀作用。冰床上如果有因节理而已经松动的岩块，其突出部分能与冰冻结在一起，冰川向前移动时即把岩块掘出带走。在冰斗后背，冰川的侵蚀方式就是如此。（2）磨蚀作用被挖蚀的岩石碎块被运动的冰川所携带，对沿途的床底和两侧基岩进行磨锉，不断地挖深床底和开宽谷地，这种作用称为冰川的磨蚀作用，或称刨蚀作用。一条冰川究竟以磨蚀作用为主还是挖蚀作用为主，主要取决于冰川基岩的岩性。花岗岩节理发育，有利于挖蚀作用的进行。因此，花岗岩地区冰碛物的漂砾特别多而且巨大。冰川的挖蚀、磨蚀作用的结果就形成一系列的冰蚀地貌。2.冰蚀地貌由冰川侵蚀作用所形成的地貌称为冰蚀地貌。冰蚀地貌与其它动力所形成的地貌明显不同，其典型地貌有雪线附近及其以上的冰斗、刃脊和角峰，雪线以下的冰川谷、悬谷，及冰川底部的羊背石。（1）冰斗冰斗是一种围椅状洼地，向下坡有一开口外，其它三面是陡峭的岩壁，冰斗由冰斗壁、冰斗出口处高起的冰坎和盆地所组成。（2）刃脊和角峰（3）冰川谷（4）羊背石岩石磨光面（二）冰川搬运堆积作用及其地貌1.冰川的搬运作用冰川在运动过程中，按带着许多冰冻风化及冰蚀作用所形成的岩石碎屑向下运动。冰川搬运的这些物质称为冰碛物，其中直径大于1m的岩块叫漂砾。被冰川搬运并和冰川一起运动的冰碛叫运动冰碛。据冰碛物在冰川体内的位置，可分为不同的冰碛类型：出露在冰川表面的叫表碛，夹在冰内的叫内碛，分布在冰川底部的叫底碛，分布在冰川边缘的叫侧碛；两条冰川汇合后，侧碛合并为中碛，在冰川末端围绕着冰舌前端的冰碛物叫终碛(前碛或尾碛)。

漂砾漂砾漂砾

冰碛物类型终碛冰舌终碛表碛（粗）明永冰川表碛（细）明永冰川表碛与侧碛中碛底碛1.冰川的搬运作用冰川的搬运力巨大，它不仅能将冰碛物搬运很远的距离，而且还能将巨大的岩块搬运到很高的部位。冰期时，斯堪的纳维亚的巨砾被搬到000km的英国东部、波兰和俄罗斯平原。喜马拉雅山的山地冰川，能搬运重达万吨以上的直径为28m的巨石。英国苏格兰的冰碛物被抬举到500m的高度，中国西臧东南部的一些大型山谷冰川，把花岗岩的冰碛物抬举达200m。2．冰川的堆积作用冰川消融以后，冰碛物堆积下来，形成各种冰川堆积地貌。冰川堆积物的粒度悬殊很大，大漂砾的直径可达数十米，粒径很小的粘土只有0.005mm，这些颗粒大小不一的冰碛物，它们的比例在不同地区和不同时期的冰碛物中是不同的。3.冰碛地貌冰川在运动中携带大量的冰碛物，冰川消融后，这些冰碛物就地堆积成各种冰碛地貌。冰碛地貌主要有：冰碛丘陵、侧碛堤、终碛堤和鼓丘等。（1）冰碛丘陵由于冰川消融，原来随冰川运行的表碛、内碛和中碛都沉落到底碛之上，合称基碛，形成低矮的、波状起伏的冰碛丘陵，或称基碛丘陵。冰碛丘陵的形态很不规则，大小不等，分布零乱，丘陵之间常有宽浅的沼泽和湖洼，还有密布的细流，通行较困难。（2）侧碛堤随着冰川消融，原聚集于山谷冰川两侧边缘的大量碎屑物质出露地表，形成了与冰川流向平行的长条状堤，称为侧碛堤。其末端常和原冰舌前