第七章冰川和冰緣地貌南極冰蓋第十二章

冰川地貌與凍土地貌主要內(nèi)容

第一節(jié)冰川作用與冰川地貌第二節(jié)凍土地貌第一節(jié)冰川作用與冰川地貌在高緯及高山寒冷地區(qū)，形成終年不化的積雪，且積雪逐年增厚，在本身的重壓和其它一系列物理過(guò)程作用下，逐漸變成微蘭色透明的的冰川冰。冰川冰是多晶固體，具有塑性，并沿著斜坡或在冰層自身的壓力作用下緩慢的流動(dòng)和滑動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)的冰體就叫冰川。世界上現(xiàn)代冰川約占陸地面積的10%，集中了全球85%的淡水資源。全部融化可以使海洋面上升66米。冰川是塑造地表形態(tài)的巨大外力之一。冰川進(jìn)退引起海平面升降和地殼均衡運(yùn)動(dòng)。冰川流經(jīng)地區(qū)由于受冰川的侵蝕、搬運(yùn)和堆積作用，一旦冰川消失或退縮，形成一系列獨(dú)特的冰川地貌。一、冰川的形成冰川形成在雪線(xiàn)以上，一個(gè)地區(qū)的高度如果沒(méi)有超過(guò)雪線(xiàn)，就不可能有冰川。（一）雪線(xiàn)山區(qū)積雪隨著季節(jié)而變化，冬季積雪區(qū)擴(kuò)大，積雪高度也下降，夏季積雪區(qū)縮小，積雪高度也上升。在氣候變化不大的若干年內(nèi)，每年最熱月積雪區(qū)的下限總是上升和回復(fù)到大體同一海拔高度，因而在這個(gè)高度以上成為多年積雪區(qū)，以下為季節(jié)積雪區(qū)。其間的界限叫雪線(xiàn)。雪線(xiàn)處的年降雪量等于年消融量。影響雪線(xiàn)的主要因素：（二）成冰過(guò)程冷型成冰作用：在高緯度地區(qū)，溫度終年在00C以下，巨厚的粒雪層對(duì)下部產(chǎn)生巨大的壓力，從而排出空氣，使粒雪重結(jié)晶變成冰川。這種成冰作用主要靠厚層雪的巨大壓力進(jìn)行，所以叫壓力成冰，也叫冷型成冰作用。這種冰川冰密度小、氣泡多、成冰過(guò)程歷時(shí)長(zhǎng)。暖型成冰作用：在中低緯山地，積雪的表面白天吸收太陽(yáng)熱，發(fā)生融化，雪水沿著雪花間的扎隙下滲，到夜間重新凍結(jié)，這佯反復(fù)交替進(jìn)行，新雪變成粒雪，粒雪變成冰川冰。這種成冰作用主要是在熱力條件的變化下進(jìn)行的，所以叫熱力成冰，也叫暖型成冰作用。這種冰密度較大，含氣泡少，透明度高，成冰時(shí)間短。（二）成冰過(guò)程二、冰川的類(lèi)型冰川按其形態(tài)、規(guī)模及所處地形條件，可分為大陸冰川和山岳冰川兩大類(lèi)型。（一）山岳冰川主要分布在中低緯度的高山地區(qū)，匯集和流動(dòng)于山間低洼處。雪線(xiàn)高出海平面很多，冰川累積區(qū)面積不大，冰川形態(tài)受地形的限制。按照其發(fā)育規(guī)模和形態(tài)可以分為以下幾類(lèi)：1．冰斗冰川冰川規(guī)模較小，面積一般數(shù)平方千米，無(wú)明顯的積累區(qū)與消融區(qū)，三面為圍椅形陡壁，朝向山坡一面開(kāi)口，開(kāi)口處有一冰坎，阻止冰雪下流，冰體局限在凹地中。冰斗冰川橫斷山脈2.懸冰川懸冰川是發(fā)育在較陡山坡上的一種短小冰川。有時(shí)冰斗冰川補(bǔ)給量增大，冰川越過(guò)冰坎溢出，短小的冰舌懸掛在山坡上，稱(chēng)之為懸冰川。懸冰川的冰舌末端為一陡坎，如冰雪補(bǔ)給不足，經(jīng)常發(fā)生周期性崩落，稱(chēng)為冰崩。3.山谷冰川當(dāng)有大量冰雪補(bǔ)給時(shí)，冰斗冰川迅速擴(kuò)大，大量冰體從冰斗中溢出，并進(jìn)入山谷形成山谷冰川。山谷冰川以雪線(xiàn)為界有明顯的冰雪積累區(qū)和消融區(qū)。山谷冰川長(zhǎng)可由數(shù)千米至數(shù)十千米，厚幾十米至數(shù)百米。祁連山七一冰川云南梅里雪山的明永冰川

4．山麓冰川

多條山谷冰川在山麓帶匯合、漫流，形成寬闊的冰原，叫山麓冰川。單條山谷冰川在山門(mén)外擴(kuò)展成扇形的寬冰川，亦稱(chēng)山麓冰川。山麓冰川是山谷冰川向大陸冰川轉(zhuǎn)化的過(guò)渡形態(tài)。山麓冰川5.平頂冰川它發(fā)育在平坦的山脊、山頂面或高原上的冰川。有時(shí)它像白色冰雪帽子蓋在山頂上，所以又稱(chēng)冰帽。冰帽四周常伸出許多冰舌。平頂冰川上層往往無(wú)表磧而為粒雪覆蓋，下層則為冰川冰。平頂冰川

（二）大陸冰川大陸冰川是面積最廣、冰層厚度最大的一種大型冰川。大陸冰川的運(yùn)動(dòng)基本下受下伏地形的影響。在大陸冰川中，表面凸起如盾的叫冰盾。冰盾的中央為積雪區(qū)，邊緣為消融區(qū)，冰川自中心向四周運(yùn)動(dòng)。另一種是表面起伏較大、規(guī)模也更大的冰川，稱(chēng)為大陸冰蓋。冰蓋面積可達(dá)幾百萬(wàn)平方千米，厚度可達(dá)千米以上(南極冰蓋最厚達(dá)4267m)。在第四紀(jì)冰期時(shí)，冰川曾廣泛覆蓋北美及歐州大陸?，F(xiàn)代大陸冰川主要分布在兩極地區(qū)，如南極、格陵蘭和冰島等地。南極冰蓋南極冰蓋海螺溝冰川冰瀑海螺溝在四川甘孜境內(nèi)，四川最高峰貢嘎山峰的（東坡）腳下，冰川的位置只有海拔3000多米，是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的為數(shù)極少的低緯度、低海拔現(xiàn)代冰川之一，距成都282公里。冰舌融水高大的冰塔林絨布冰塔林冰川融水南極三、冰川運(yùn)動(dòng)冰川冰積累到一定厚度，冰層表面或地面具有一定的坡度，冰川冰就發(fā)生運(yùn)動(dòng)，這種順坡運(yùn)動(dòng)的冰川冰就是冰川。冰川不同于其他自然界冰體的最主要特征：冰川的緩慢運(yùn)動(dòng)。冰川之所以能運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)楸ū且环N冰晶聚臺(tái)物。在低溫條件下，冰晶體相互結(jié)合十分緊密，當(dāng)冰層厚度達(dá)到某一臨界厚度時(shí)，冰層下部受到上部冰層的較大壓力，冰的融點(diǎn)降低，這時(shí)，下部冰層的內(nèi)部則是冰、水和水汽三相共存的物質(zhì)狀態(tài)。在緩慢增加的壓力作用下，冰晶體之間相互位置就可以變動(dòng)，冰就產(chǎn)生塑性變形，具可塑性。冰川一般可分為上下兩層，上層容易斷裂，是脆性帶，厚20～30m，下層是塑性帶。塑性帶的存在是冰川運(yùn)動(dòng)的根本原因，表面的脆性帶是被下部的塑性帶托著前進(jìn)的。三、冰川運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致冰川運(yùn)動(dòng)的因素，主要是重力和壓力。由底床坡度引起的流動(dòng)叫重力流；由冰面坡度引起的流動(dòng)叫壓力流。前者多見(jiàn)于山岳冰川，后者多見(jiàn)于大陸冰川。冰川運(yùn)動(dòng)速度非常緩慢，只有流水速度的幾萬(wàn)分之一，肉眼不易覺(jué)察。山岳冰川流速一般為每年幾十至數(shù)百米。地區(qū)日平均速度cm/d平均年速度m/y阿爾卑斯山20-4080-150阿爾泰山20-3570-120天山40-50140-180帕米爾60-80220-300喜馬拉雅山200-300700-1300格林蘭：冰蓋/溢出冰川7-8；300-270025-30；1100-9900南極：冰蓋/溢出冰川3-35；80-23010-130；300-1200三、冰川運(yùn)動(dòng)冰川運(yùn)動(dòng)主要通過(guò)冰川內(nèi)部的塑性變形和塊體滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。冰川運(yùn)動(dòng)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。冰川的不同部位運(yùn)動(dòng)速度各異。從冰川的縱剖面來(lái)看，一條坡度均一的冰川，在雪線(xiàn)附近，冰川厚度最大，流速最快，從雪線(xiàn)向上和向下，流速遞降；從橫剖面來(lái)看，冰川中央流速大于兩側(cè)。由于冰川各部位的運(yùn)動(dòng)速度不一致，使冰川表面及冰層內(nèi)部產(chǎn)生一系列的冰川裂隙和冰層褶皺。四、冰川作用與冰川地貌冰川在流動(dòng)過(guò)程中破壞冰床巖體，并將破壞產(chǎn)物搬運(yùn)到其它地方堆積下來(lái)的作用，稱(chēng)為冰川的地質(zhì)作用，簡(jiǎn)稱(chēng)冰川作用。冰川作用包括侵蝕、搬運(yùn)和堆積三個(gè)方面。（一）冰蝕作用與冰蝕地貌1.冰蝕作用冰川有很強(qiáng)的侵蝕力，估計(jì)冰川的全部侵蝕力可超過(guò)一般河流10～20倍。冰蝕作用包括挖蝕和磨蝕兩種。（1）挖蝕作用在冰川流動(dòng)區(qū)，冰體的巨大壓力使冰床基巖破碎，冰雪融水滲入基巖節(jié)理裂隙，反復(fù)融凍，使松動(dòng)的巖塊與冰川再凍結(jié)在一起，被冰川帶走，這種作用稱(chēng)為冰川的挖蝕作用，也稱(chēng)掘蝕作用。冰床上如果有因節(jié)理而已經(jīng)松動(dòng)的巖塊，其突出部分能與冰凍結(jié)在一起，冰川向前移動(dòng)時(shí)即把巖塊掘出帶走。在冰斗后背，冰川的侵蝕方式就是如此。（2）磨蝕作用被挖蝕的巖石碎塊被運(yùn)動(dòng)的冰川所攜帶，對(duì)沿途的床底和兩側(cè)基巖進(jìn)行磨銼，不斷地挖深床底和開(kāi)寬谷地，這種作用稱(chēng)為冰川的磨蝕作用，或稱(chēng)刨蝕作用。一條冰川究竟以磨蝕作用為主還是挖蝕作用為主，主要取決于冰川基巖的巖性?；◢弾r節(jié)理發(fā)育，有利于挖蝕作用的進(jìn)行。因此，花崗巖地區(qū)冰磧物的漂礫特別多而且巨大。冰川的挖蝕、磨蝕作用的結(jié)果就形成一系列的冰蝕地貌。2.冰蝕地貌由冰川侵蝕作用所形成的地貌稱(chēng)為冰蝕地貌。冰蝕地貌與其它動(dòng)力所形成的地貌明顯不同，其典型地貌有雪線(xiàn)附近及其以上的冰斗、刃脊和角峰，雪線(xiàn)以下的冰川谷、懸谷，及冰川底部的羊背石。（1）冰斗冰斗是一種圍椅狀洼地，向下坡有一開(kāi)口外，其它三面是陡峭的巖壁，冰斗由冰斗壁、冰斗出口處高起的冰坎和盆地所組成。（2）刃脊和角峰（3）冰川谷（4）羊背石巖石磨光面（二）冰川搬運(yùn)堆積作用及其地貌1.冰川的搬運(yùn)作用冰川在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，按帶著許多冰凍風(fēng)化及冰蝕作用所形成的巖石碎屑向下運(yùn)動(dòng)。冰川搬運(yùn)的這些物質(zhì)稱(chēng)為冰磧物，其中直徑大于1m的巖塊叫漂礫。被冰川搬運(yùn)并和冰川一起運(yùn)動(dòng)的冰磧叫運(yùn)動(dòng)冰磧。據(jù)冰磧物在冰川體內(nèi)的位置，可分為不同的冰磧類(lèi)型：出露在冰川表面的叫表磧，夾在冰內(nèi)的叫內(nèi)磧，分布在冰川底部的叫底磧，分布在冰川邊緣的叫側(cè)磧；兩條冰川匯合后，側(cè)磧合并為中磧，在冰川末端圍繞著冰舌前端的冰磧物叫終磧(前磧或尾磧)。

漂礫漂礫漂礫

冰磧物類(lèi)型終磧冰舌終磧表磧（粗）明永冰川表磧（細(xì)）明永冰川表磧與側(cè)磧中磧底磧1.冰川的搬運(yùn)作用冰川的搬運(yùn)力巨大，它不僅能將冰磧物搬運(yùn)很遠(yuǎn)的距離，而且還能將巨大的巖塊搬運(yùn)到很高的部位。冰期時(shí)，斯堪的納維亞的巨礫被搬到000km的英國(guó)東部、波蘭和俄羅斯平原。喜馬拉雅山的山地冰川，能搬運(yùn)重達(dá)萬(wàn)噸以上的直徑為28m的巨石。英國(guó)蘇格蘭的冰磧物被抬舉到500m的高度，中國(guó)西臧東南部的一些大型山谷冰川，把花崗巖的冰磧物抬舉達(dá)200m。2．冰川的堆積作用冰川消融以后，冰磧物堆積下來(lái)，形成各種冰川堆積地貌。冰川堆積物的粒度懸殊很大，大漂礫的直徑可達(dá)數(shù)十米，粒徑很小的粘土只有0.005mm，這些顆粒大小不一的冰磧物，它們的比例在不同地區(qū)和不同時(shí)期的冰磧物中是不同的。3.冰磧地貌冰川在運(yùn)動(dòng)中攜帶大量的冰磧物，冰川消融后，這些冰磧物就地堆積成各種冰磧地貌。冰磧地貌主要有：冰磧丘陵、側(cè)磧堤、終磧堤和鼓丘等。（1）冰磧丘陵由于冰川消融，原來(lái)隨冰川運(yùn)行的表磧、內(nèi)磧和中磧都沉落到底磧之上，合稱(chēng)基磧，形成低矮的、波狀起伏的冰磧丘陵，或稱(chēng)基磧丘陵。冰磧丘陵的形態(tài)很不規(guī)則，大小不等，分布零亂，丘陵之間常有寬淺的沼澤和湖洼，還有密布的細(xì)流，通行較困難。（2）側(cè)磧堤隨著冰川消融，原聚集于山谷冰川兩側(cè)邊緣的大量碎屑物質(zhì)出露地表，形成了與冰川流向平行的長(zhǎng)條狀堤，稱(chēng)為側(cè)磧堤。其末端常和原冰舌前