第五章-冰川地貌课件.ppt

第五章 冰川地貌在高纬和高山等气候寒冷地区，如果降雪的积累大于消融，积雪将逐年加厚。在一系列物理过程影响下，积雪就变为冰川。冰川本身就是一种地貌，也是寒冷地区重要的地貌营力，可塑造一系列冰川地貌。,第一节 冰川和冰川作用 一、冰川的形成 1.冰川：指极地或高山地区由积雪变质而成沿着地面自行流动的冰体。现代冰川的总面积约1627.7万平方公里，占全球陆地总面积的10.9，主要分布在两极地区和一部分高山上。,中国是世界上中、低纬度山岳冰川最多的国家之一。现代冰川面积约5.7万平方公里，总储量约5万亿立方米，分布在喜马拉雅山、昆仑山、天山、祁连山和横断山脉，青藏高原内部山区亦有散布。是许多江河水源的重要补给来源。,2.雪线：多年积雪区的下界称为雪线，雪线是纯物质的平衡线，在雪线上雪的积累量与消耗量相等，所以有人又称雪线为零物质平衡线。只有在雪线以上，雪的积累量大于消耗量，雪才能积累形成冰川，因此雪线是冰川的生命线。,（1）季节雪线：季节变化就能引起雪线的升降，这种临时现象叫做季节雪线。（2）影响雪线的因素主要有三个：温度 降雪量 地形条件,3.成冰作用（成冰过程）：（1）粒雪：刚从空气中降下的雪称为新雪，具棱角状。新雪降到地面以后在自动圆化作用下，由棱角状转变为圆球状，这种圆球状的雪我们称为粒雪。粒雪密度小，孔隙度大，导热率低。,（2）冰川冰：一种具有塑性的、透明的浅蓝色多晶冰体。由粒雪经成冰作用而成。冰川冰的密度一般为0.830.92克/厘米3，富含气泡。成冰作用分为冷型和暖型两种。,冷型成冰作用是在低温干燥环境下，粒雪在粒雪层静压力下进行重结晶作用而逐渐变成冰。这种重结晶冰密度较小，晶粒较细，气泡多而压力大，成冰过程很慢。,暖型成冰作用：是在温湿环境下，冰雪融水沿粒雪层内的孔隙渗浸，降温时以粒雪为核心再结晶或冻结成冰。视融水数量多寡可分别形成渗浸重结晶冰、渗浸冰或渗浸冻结冰，统称冻结冰。其密度较大，晶粒较粗，气泡少，成冰过程较快。,具有塑性状态的冰川冰形成后，受到很大的压力便缓慢变形和流动，并越过雪线流到消融区，成为冰川。,二、冰川的运动 指冰川的移动。在压力作用下，冰的晶体之间的相互位置就可以发生变动，从而产生塑性形变，这是冰川运动的前提条件。导致冰川运动的主要因素是重力和压力。此外，还有冰川厚度、坡度等。,1.冰川的运动是控制冰川活动的基本过程和能量的来源。运动的形式一般分为重力流和挤压流、拉张流。2.运动的特点是：速度很慢（但有的冰川有时运动也很快，速度可达110公里/年）。,冰川的不同部位运动速度不同，边缘运动速度慢，中间快；表面运动速度快，底部运动速度慢。不同类型不同性质的冰川运动速度也不相同。冰川运动使积累区的冰量得以输出，并对冰川温度有很大影响。,3.冰川运动速度：单位时间内冰川移动的距离。由于冰川运动速度很慢，单位常以厘米/昼夜或公里/年计。冰川运动速度随季节有变化。冰川运动速度具有日变周期性，且昼间速度大于夜间。冰川运动速度与冰川冰的补给量和消融量的多少有关。,三、冰川类型 按照一定的形态特征、性质等所进行的冰川分类。方案很多，但不统一。1.按照冰川的物理性质分为海洋性冰川和大陆性冰川两种。,2.据冰川的形态、规模和地形条件可把冰川分为以下几种类型：山岳冰川。呈线状，一般分布在中低纬度高山地区。又可分为冰斗冰川、悬冰川、山谷冰川或山地冰川。山麓冰川。由山谷冰川超越山地范围，流出山口，在山前平地汇合而成。,大陆冰川。规模最大的一类冰川，面积可达数百万平方公里。主要在两极发育。又可分为冰盖和冰盾。高原冰川。又称平顶冰川。一般发育在中低纬地区的高原上，是大陆冰川和山地冰川的过渡类型。冰帽。,四、冰川作用 冰川对陆地表面的塑造和建设作用。冰川作用包括侵蚀作用、搬运作用和堆积作用。1.冰川侵蚀作用 冰川对地表具有很大的侵蚀破坏能力。冰蚀作用包括挖蚀（刨蚀或拔蚀）作用和磨蚀作用。,（1）冰川的挖蚀作用，主要因冰川自身的重量和冰体的运动，致使底床基岩破碎，冰雪融水渗入节理裂隙，时冻时融，从而使裂隙扩大，岩体不断破碎，冰川就像铁犁铲土一样，把松动的石块挖起带走。在基岩凸起的背流面和裂隙发育的地方，挖蚀作用表现明显。,（2）冰川的磨蚀作用，是由冰川对冰床产生的巨大压力所引起的。通过冰川的运动，就可促使底部石块压碎；压碎了的岩屑冻结于冰川的底部，成为冰川对冰床进行刮削、锉磨的工具，从而造成一些粒级较细的冰碛物，以粉砂、粘土为主。常见冰川擦痕。,2.冰川的搬运作用 冰川侵蚀产生的大量松散岩屑和由山坡上崩落下来的碎屑，进入冰川体后，随冰川运动向下游搬运，其搬运的岩屑即冰碛物。表碛、内碛、底碛、侧碛、中碛、终（尾）碛,3.冰川的堆积作用冰川消融后，不同形式的搬运物质，堆积下来形成相应的堆积物和堆积地貌。如基碛、侧碛、终碛。,冰碛物的特征归纳成八点：（1）大小混杂，缺乏分选。经常是巨大的石块和细微的泥质物的混合物。（2）无成层现象。即结构趋向于块体状，没有平整的纹理或均匀的层理。（3）冰碛物中有擦痕石和具有微弱擦痕的颗粒；其上有磨光面和冰川擦痕。,（4）皆由碎屑物组成，其成分为各种矿物和岩石的混合物，其中有些曾经长途搬运而成多面体岩块，亦有未经长途搬运而成磨圆卵石（冰下冰碛物中）；（5）由于沉积期间承受了巨大的压力，因此，可能比周围其他沉积物更为坚实；,（6）碎屑物多数无定向排列，砾石少定量排列，长条形碎屑物可能有一个共同的方向。（7）一般磨圆度差，绝大部分棱角鲜明。由于破裂和局部磨蚀，部分岩屑形状以次棱角占优势。（8）冰碛层可能位于具有擦痕的基岩或沉积底床上。,第二节 冰川地貌冰川地貌分为冰蚀地貌、冰碛地貌和冰水堆积地貌三类。一、冰蚀地貌冰蚀地貌主要有冰斗、刃脊、角峰、冰川谷、羊背石等。,1.冰斗、刃脊、角峰 冰斗：由山地冰川侵蚀而成的三面环山的围状凹地。冰斗由冰斗壁、盆底和冰斗出口处的冰槛所组成。围谷或冰窖：当谷地源头有数个冰斗汇合或冰斗进一步扩展时，冰槛往往不明显或消失，这种地貌称围谷或冰窖。,冰斗湖：当冰川消退后，冰斗底部往往积水产生冰斗湖。刃脊：当山岭两坡发育了冰斗，随着冰斗的进一步扩大，斗壁后退，岭脊不断变窄，最后形成刀刃状的锯齿形山脊，称为刃脊。角峰：由三个以上的冰斗发展所夹峙的尖锐山峰，叫做角峰。如珠穆朗玛峰，外形呈巨大的金字塔形。,2.冰川谷、悬谷、峡湾冰川谷：是冰川下蚀和展宽形成的槽谷，谷底自上游向下游变窄，谷地两侧常有谷肩和冰川切削山嘴而成的三角面，横剖面呈U形或槽形，故又称U形谷或槽谷。,冰床上常有冰川差别侵蚀形成的冰坎与冰盆。这种差别侵蚀与冰床基岩的岩性、节理、构造及冰前期河床纵剖面的原始起伏有关。悬谷：由干、支冰川的侵蚀能力不同所造成的支冰川谷底高于干冰川谷底的地貌特征，是山地冰川地貌所特有的特征。,峡湾：是冰川谷的一种特殊形式。在大陆冰川或岛屿冰盖入海处常形成许多峡湾，它是过去溢出冰川的通道。目前峡湾仍在海面以下。,3.羊背石与鲸背石。羊背石：是冰床上由冰蚀作用形成的石质小丘，常成群分布，远望犹如匍匐的羊群，故称羊背石。羊背石平面上呈椭圆形，剖面形态两坡不对称；迎冰流面以磨蚀作用为主，坡度平缓作流线形，表面留下许多擦痕刻槽、磨光面等痕迹；背流面则在冻融风化和冰川挖蚀作用下，形成表面坎坷不平作锯齿状的陡坡。,鲸背石：是迎冰面与背冰面均作流线型，挖蚀作用基本不存在，说明冰底滑动应以水层滑动为主，是更暖而冰下多水的条件下形成的冰蚀丘陵。羊背石在一般山地冰川的冰床上均易于出现，鲸背石则多属大陆冰盖下的产物。羊背石和鲸背石的长轴方向，与冰川运动方向平行，因而可以指示冰川运动的方向。,二、冰碛地貌 冰碛地貌可分为冰碛丘陵、侧碛堤和终碛堤等。1.冰碛丘陵（基碛丘陵）：是冰川后退过程中，由于冰体的逐渐消融，原来的表碛、内碛、中碛都堆积在底碛之上形成低矮而波状起伏的冰碛丘陵。洼地常常积水。冰碛丘陵以大陆冰川区分布最广，高度由数十米至百余米。大规模的山岳冰川区也能形成冰碛丘陵，分布在冰川谷的底部，高度较小。,2.侧碛堤（侧碛垅）与中碛堤（中碛垅）：侧碛堤位于山谷冰川的两侧，常成条状岗地。两条侧碛会合形成中碛堤，它位于冰川谷的中间。,3.终碛垅（终碛堤）：当冰川末端补给与消融处于平衡时，冰碛物就会在冰舌前端堆积成弧形长堤，称为终碛垄（堤）。如果冰川后退是断续进行的，则可形成数道终碛堤。故根据终碛堤的分布及条数，可以确定与此相应的冰川作用范围及冰川退缩的阶段性和冰期的次数。,终碛垄的形态不对称，这种不对称有三方面的表现：横剖面不对称，即外坡陡、内坡缓；高度不对称，即内低外高；溢出山口的冰川终碛垄往往向一侧偏转，它表现在东西流向的冰川上最为明显。终碛垄内侧地势较低，常积水成湖。,4.鼓丘：它是主要由冰碛物组成的一种流线型丘陵。平面上呈蛋形，长轴与冰流方向一致。鼓丘两坡不对称，迎冰坡陡，背冰坡缓，一般高度数米至数十米，长度多为数百米左右。鼓丘内有时含有基岩核心，形如羊背石，它局部出露于迎冰坡，或完全被冰碛物所埋藏。,三、冰水堆积地貌 冰水是冰川的融水，因此冰水与冰川的动态息息相关。同时冰水又具有流水作用的一般特征。冰水作用主要是将冰碛物进行再搬运和再堆积，因此冰水堆积物有的具冰川作用的痕迹。堆积物经分选，形成层理，其中砾石磨圆度较好。冰水堆积地貌主要有冰水扇、冰水平原、季候泥、蛇形丘等。,1.冰水扇及冰水平原 冰融水从冰川两侧和底部流到冰川末端，汇成冰前河流。冰前河流将大量碎屑物质堆积于终碛堤的外围，形成了顶端厚、向外变薄的扇形冰水堆积体，叫做冰水扇。,几个冰水扇相互连接就成为冰水平原，又名外冲平原。冰水扇堆积物由分选中等的沙砾组成，含少量漂砾，向下游粒径明显变小，磨圆度显著变好，常有层理出现但极不规则。,2.冰水湖及季候泥 冰水湖又称冰前湖、冰缘湖：指在冰川作用区外围，由冰川融水补给的湖泊。湖泊中的沉积物主要是冰川泥砾，夹有冰川漂砾和冰碛透镜体，并在湖中形成冰水三角洲。,季候泥：冰水湖泊中的沉积，有明显的季节变化，夏天冰融水增多，携带颗粒较粗的泥沙入湖沉积，颜色变浅；秋季冰融水骤减，冬季湖泊封冻，悬浮的粘土胶粒沉淀，颜色较深。这样就形成季候泥，亦称纹泥，,3.冰砾阜、冰砾阜阶地 冰砾阜是一种圆形的或不规则的小丘，由一些初经分选、略具层理的粉沙、沙和细砾组成；其上常覆有薄层冰碛物。它是由冰面或冰川边缘湖泊、河流中的冰水沉积物，在冰川消融后沉落到底床上堆积而成。在山岳冰川和大陆冰川中都发育冰砾阜。,冰砾阜阶地只发育在山岳冰川谷中，由冰水沙砾层组成，形如河流阶地，呈长条状分布于冰川谷地的两侧。它是由冰缘河流的沉积，在其与原冰川接触一侧，因冰体融化失去支撑而坍塌，从而形成了阶梯状陡坎，沿槽谷两壁伸展。,4.锅穴 指分布于冰水平原上的一种圆形洼地，深数米，直径十余米至数十米。锅穴是埋藏在沙砾中的死冰块融化引起塌陷而成。5.蛇形丘它是一种狭长、弯曲如蛇行的高地。两坡对称，丘脊狭窄；一般高度1530米，高者达70米；长度由几十米到几十千米，北美有长达400千米的。,5.蛇形丘蛇形丘是一种狭长而曲折的岗地，蜿蜒伸展如蛇形，故名蛇形丘。蛇形丘两坡对称，丘脊狭窄。大的蛇形丘长达数十公里，有的还爬上高坡。蛇形丘主要分布在大陆冰川地区。蛇形丘的组成物质主要是略具分选的沙砾堆积，夹有冰碛透镜体，具有交错层理和水平层理结构。,蛇形丘具有多种成因，常见的是冰下隧道堆积。在冰川消融期间，冰融水很多，沿着冰裂隙渗入冰下，在冰川底部流动，形成冰下隧道。在隧道中的冰融水流受到上游强大的静水压力，挟带着许多冰碛物不断搬运、堆积，并可逆坡运行，直至冰水堆积物堵塞隧道。当冰体全部融化后，这种隧道堆积出露地表，成为蛇形丘。,另外，有些学者认为蛇形丘是“冰前三角洲建造”形成。即冰川连续后退，由冰水三角洲堆积物组成。根据瑞典的蛇形丘发育情况，蛇形丘由许多小段组成的，呈串珠状。每段组成物质上游是粗大的砾石，地形细狭；下游为细小的沙粒，地形宽大。上游属冰下隧道堆积，下游是隧道口外扇形堆积。随着冰川节节后退，隧道口也逐步后移，这样就出现了一段段的堆积物。这种分段组成的蛇形丘又称绳结蛇形丘。,四、一些特殊的冰川地貌冰蘑菇、冰洞、冰塔、冰台、冰舌、冰柱、冰裂隙、冰云、冰雾、冰锥、冰川湖（冰蚀湖和冰碛湖）、冰山、冰丘冰面湖等等,第三节 冰川地貌的组合与发育一、冰川地貌的组合不同类型的冰川分布在不同的地带，冰川作用的方式和强度也有差异，因而地貌组合也有区别。山地冰川地貌：以侵蚀地貌为主；大陆冰川地貌：多是冰碛地貌和冰水堆积地貌。,1.山地冰川地貌组合有明显的垂直分布规律。山岳冰川地貌由山顶至山麓，地貌组合依次为冰斗、刃脊、角峰带位于雪线以上，为冰蚀地貌带。冰川谷、侧碛堤和冰碛丘陵带位于雪线以下，终碛堤以上，为冰蚀-冰碛地貌带。,终碛堤带位于山谷冰川末端，为冰碛地貌带。冰水扇和外冲平原带位于终碛堤以外，为冰水堆积地貌带。,2.大陆冰川地貌组合表现为水平分布规律。以终碛垄为界，垄内以冰碛地貌为主，发育冰碛丘陵和冰退终碛垄等；垄外以冰水堆积地貌为主，发育外冲平原、冰水三角洲和锅穴等。,二、冰川地貌的发育1.冰川发育以前的流水地貌。2.支流上游发育冰川3.山谷冰川发育全盛时期4.冰退以后出露的冰川地貌,第四节 成冰期及冰川作用的影响一、成冰期 最早的冰川作用发生在大约23亿年前的早古生代。研究比较清楚的四次大冰期是：震旦纪、早古生代（O3-S1)晚古生代（C3-P1)、第四纪（Q）,二、冰川作用的影响1.地壳均衡调整2.海平面变化3.水系和水文条件改变4.生物变迁,第五节 古冰川遗迹的确定 深入研究各种地貌和堆积物的特点以及它们之间的相互关系。妥善区别冰碛物与其他成因的堆积物。注意研究冰川地貌、冰碛物以外的能指示冰期环境的有关证据，如冰缘现象、古植被、古动物群、黄土等。,冰期的划分。地貌划分法：a冰斗方法；b槽谷方法；c冰渍、冰水阶地。沉积划分法：a终渍堤；b冰渍间的相互关系。,