第七章 冰川的地質(zhì)作用.doc

第七章 冰川的地質(zhì)作用教學(xué)目的要求：了解冰川的形成、運(yùn)動(dòng)和類(lèi)型，掌握冰蝕地貌、冰磧地貌以及冰磧物的特征。了解冰水沉積物及其地貌，了解古代冰川活動(dòng)及冰川作用的影響。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)是冰蝕地貌、冰磧地貌及冰磧物的特征。第一節(jié)冰川概述冰川是陸地上由積雪形成并以緩慢的速度移動(dòng)的巨大冰體。一、冰川的形成（一）雪線常年積雪區(qū)的下部界線。 雪線以上年降雪量大于年消融量，形成終年積雪區(qū)，為冰川的積累區(qū)； 雪線以下年降雪量小于年消融量，只有季節(jié)性積雪，稱(chēng)為冰川的消融區(qū)。雪線高度各地不一，主要受下列因素影響：氣溫：雪線高度與氣溫成正比；降雪量：雪線高度與降雪量成反比；地形：雪線高度與坡度成正比。（二）成冰過(guò)程 太陽(yáng)輻射壓力、溫度壓力（重力）新鮮雪花粒雪冰體冰川重結(jié)晶反復(fù)融、凍流動(dòng)二、冰川的運(yùn)動(dòng)不停地運(yùn)動(dòng)是冰川的重要特征，但其運(yùn)動(dòng)的速度卻非常緩慢，多數(shù)觀測(cè)點(diǎn)的年流速只有數(shù)米到數(shù)十米。肉眼往往難以覺(jué)察冰川的運(yùn)動(dòng)。冰川運(yùn)動(dòng)的速度是通過(guò)固定在冰川上的樁位的變化加以測(cè)定的。引起冰川運(yùn)動(dòng)的主要原因是重力和壓力。三、冰川的基本類(lèi)型按冰川的規(guī)模大小，外部形態(tài)特征分為，大陸冰川和山岳冰川：大陸冰川為大面積覆蓋在陸地上，冰層厚度可達(dá)數(shù)千米的冰流。它的中央厚，向四周變薄，冰川作放射狀流動(dòng)，總的輪廓大致呈盾形，常稱(chēng)為冰蓋。起運(yùn)動(dòng)不受地形的影響，主要由冰層的自重壓力使冰體從積雪區(qū)的中央部分向四周流動(dòng)，在邊緣部分往往形成許多冰舌。山岳冰川分布在中低緯度的高山區(qū)。特點(diǎn)是規(guī)模小，冰層薄，它的形成和運(yùn)動(dòng)受地形和重力的影響。根據(jù)地形及形態(tài)不同可分為：冰斗冰川 發(fā)育在山坡或谷源呈圍椅狀洼地中的冰川。規(guī)模中等，大的面積可達(dá)10平方公里以上，小的不足1平方公里。輪廓近似于卵圓形，有時(shí)呈三角形。由冰斗內(nèi)長(zhǎng)期積雪而成。表面常呈凹形，向冰川出口處微傾，但無(wú)明顯的冰舌，多分布在雪線附近，主要靠冰斗后壁發(fā)生的雪崩和冰崩補(bǔ)給。冰體很少向外流動(dòng)。一旦積累多于消融，冰川便越過(guò)前緣流出而成漫出冰川。懸冰川 分布在雪線高度附近山坡上無(wú)明顯粒雪盆或冰舌的小型冰川。山坡上的積雪，在適宜的條件下形成懸貼于山坡上的冰川而不下降到山麓。它的規(guī)模較小，是冰川發(fā)育的雛形，當(dāng)氣候進(jìn)一步變冷和降雪增加時(shí)，可發(fā)展成峪冰川。山谷冰川 從粒雪盆流出或山坡雪崩補(bǔ)給而形成的有伸入谷地的長(zhǎng)大冰舌的冰川。由降落在雪線以上的積雪在重力和壓力下形成。具有明顯的粒雪盆和冰舌兩部分，補(bǔ)給和消融基本平衡。規(guī)模較大，長(zhǎng)達(dá)幾公里至幾十公里，厚度可達(dá)幾百米。運(yùn)動(dòng)速度較快，每年可達(dá)數(shù)十米乃至一、二百米。運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和方向取決于谷底的坡度。形態(tài)多樣，可分為單式山谷冰川、復(fù)式山谷冰川、樹(shù)枝狀山谷冰川和網(wǎng)狀山谷冰川，還有一些特殊的類(lèi)型。若干冰流匯合，常造成彼此并列或相互重疊的冰川組合。山谷冰川是山岳冰川成熟的標(biāo)志，具有山岳冰川的各種特性，對(duì)周?chē)h(huán)境有巨大影響，是冰川工作研究的重點(diǎn)。山麓冰川 若干條山谷冰川的寬大末端在山麓相互連接在一起的部分。往往由多條山谷冰川向山麓作扇形伸展，相互連接而成。為介于山岳冰川和大陸冰川之間的一種類(lèi)型。如北美洲阿拉斯加的馬拉斯庇那冰川。山麓冰川往往是幾條山谷冰川從山地流出，在山麓地區(qū)擴(kuò)展、相互連接而成一片寬闊的冰原，運(yùn)動(dòng)速度很慢，分布亦不受下伏地形限制。當(dāng)山谷冰川從山地流出，在山麓帶擴(kuò)展或匯合成一片廣闊的冰原，叫山麓冰川。阿拉斯加在太平洋沿岸就有許多山麓冰川，最著名的是馬拉斯平冰川，馬拉斯平冰川目前處于退縮階段，冰面多冰磧，生長(zhǎng)著云杉和白樺。山麓冰川是山岳冰川和大陸冰川之間過(guò)渡類(lèi)型。平頂冰川 是在平坦的山脊或山平頂冰川頂面上發(fā)育的冰川。有的像白色的冰雪帽子蓋在山頂上，規(guī)模較小的又稱(chēng)冰帽。它的特點(diǎn)是沒(méi)有表磧，沒(méi)有露出冰面的角峰崖。冰川上層是粒雪，下層是冰川冰，一般厚度不大，數(shù)量也極少。在中國(guó)天山、祁連山、喜馬拉雅山和青藏高原北部均有分布。大陸冰川和山岳冰川的主要特征大陸冰川山岳冰川（阿爾卑斯式冰山）規(guī)模大，主要分布在南極洲、格凌蘭和冰島等地，呈面狀分布不受地形約束。厚度大。南極大陸冰蓋面積達(dá)1300萬(wàn)Km2，平均厚2千米以上，最后達(dá)4800m。以年流動(dòng)幾十米的速度流入海洋。主要分布在中低緯度高山區(qū)，流動(dòng)在山谷中。規(guī)模小，長(zhǎng)度一般為數(shù)公里到數(shù)十公里，厚度從幾百米到近千米。較大的山岳冰川可形成復(fù)式山岳冰川，可分為主冰川、支冰川。年流速數(shù)米到數(shù)十米，進(jìn)入消融區(qū)融化形成冰磧地貌。第二節(jié) 冰川的剝蝕作用與冰蝕地貌一、冰川的剝蝕作用冰川剝蝕作用冰川在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)地面巖石的破壞作用。包括挖掘作用和磨蝕作用。1挖掘作用 冰川將冰床底部及兩側(cè)基巖破碎，并將破碎物掘起帶走。 冰溜面 在冰川的流經(jīng)的谷底和谷壁基巖上常見(jiàn)到光滑而據(jù)平行的細(xì)刻痕磨光面。冰溜面上的刻痕稱(chēng)為冰川擦痕，這種冰川擦痕形態(tài)像釘子，尖端指向冰川的運(yùn)動(dòng)方向。 2磨蝕作用 凍結(jié)在冰川底部或邊部的巖塊在運(yùn)動(dòng)中，象銼刀一樣不斷研磨和刮削著谷底及兩側(cè)的基巖，其本身也同時(shí)被磨損。二、冰蝕地貌冰斗、刃脊和角峰（根據(jù)冰斗形成于雪線附近的特點(diǎn)，所以古冰斗的高度就標(biāo)志著古雪線的大致高度。喜馬拉雅山區(qū)有一些古冰斗，它們的位置高踞于現(xiàn)代雪線之上，這顯然是山體在近期仍處于強(qiáng)烈上升的證據(jù)。）冰川槽谷（“U”型谷）、冰蝕洼地、羊背石（可以指示冰川運(yùn)動(dòng)的方向）、懸谷。第三節(jié) 冰川的搬運(yùn)與沉積作用一、冰川的搬運(yùn)作用將剝蝕的產(chǎn)物及墜落冰面的風(fēng)化物一起凍結(jié)于冰體中，像傳送帶一樣將它們帶到冰川下游和末端，稱(chēng)為冰川的搬運(yùn)作用。冰川搬運(yùn)的特點(diǎn)是：1.被搬運(yùn)無(wú)與冰固結(jié)在一起搬運(yùn)，搬運(yùn)過(guò)程無(wú)分選，絕大部分無(wú)摩擦（無(wú)磨圓）。2.山岳冰川搬運(yùn)距離不長(zhǎng)，搬運(yùn)能力很強(qiáng)，可將直徑數(shù)十米的巨石運(yùn)走（稱(chēng)為漂礫）。大陸冰川范圍廣，搬運(yùn)距離長(zhǎng)，冰山能將大量粗大碎層物帶入深海沉積。3.被冰川搬運(yùn)的碎層物統(tǒng)稱(chēng)為冰磧石，按其在冰體中的部位分為：表磧；底磧；側(cè)磧；內(nèi)磧；中磧；二、冰川的堆積作用與冰磧物由冰川搬運(yùn)并堆積下來(lái)的物質(zhì)稱(chēng)為冰磧物。冰磧物的主要特征是：全由碎屑物組成，絕大部分碎屑棱角分明。大小混雜，無(wú)分選性，礫石與粘土共存。有時(shí)含有寒冷型生物化石。有的冰磧礫石表面具有磨光面和擦痕，冰川擦痕常具平行的或交叉的釘頭鼠尾形。具有擦痕的冰磧石稱(chēng)為條痕石。不具有層理構(gòu)造。三、冰磧地貌冰磧物堆積的各種地形總稱(chēng)冰磧地貌。它是研究古冰川和恢復(fù)古地理環(huán)境的重要依據(jù)。主要的冰磧地貌有冰磧丘陵、側(cè)磧堤、終磧堤、鼓丘等。冰磧丘陵 由于冰體融化，原來(lái)的表磧、內(nèi)磧、中磧都沉落在底磧上，稱(chēng)為基磧，在地表形成波狀起伏的冰磧丘陵。有些則沿谷地兩側(cè)形成中磧堤和側(cè)磧堤。終磧堤 當(dāng)冰川的補(bǔ)給和消融處于平衡時(shí)，即冰前位置穩(wěn)定，大量冰磧物被送到冰川前端堆積構(gòu)成的弧形高地。終磧堤的位置指示冰川前端所到的邊界，可以推知古冰川活動(dòng)的范圍和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。冰磧丘陵 是冰川消融后，原來(lái)的表磧、內(nèi)磧、中磧都沉落到底磧之上，合稱(chēng)基磧。是大陸冰川地區(qū)分布最廣的冰磧，多成片分布，低洼處沉積較厚，高地很薄，呈波狀起伏，相對(duì)高度數(shù)十米到數(shù)百米，洼地往往積水成湖，又稱(chēng)冰磧湖。鼓丘 是一種主要由冰磧物組成的流線形丘陵，通常高數(shù)十米、長(zhǎng)數(shù)百米長(zhǎng)軸與冰流方向平行，迎冰面陡而背冰面緩。四、冰水沉積物及地貌冰雪融化形成的水叫冰水，由冰水搬運(yùn)和堆積的沉積物為冰水沉積物。冰水沉積物常構(gòu)成下列特征性地貌：1.冰水扇在冰川外緣、終磧堤外側(cè)形成的扇形堆積。2.紋泥（季侯泥）在冰川前緣洼地由冰水注入湖泊而形成的紋層狀沉積。一般夏季較粗（淺色）、冬季教細(xì)（深色），兩者構(gòu)成一個(gè)年層，據(jù)此可推算冰川沉積的年代。3.蛇形丘是狹長(zhǎng)而曲折的高地，兩坡對(duì)稱(chēng)且較陡，蜿蜒如蛇形，由礫石和粗砂構(gòu)成并具有一定的分選性和不規(guī)則的交錯(cuò)層理。它是在冰體下部的冰融隧道中由冰融水將冰磧物沖刷、搬運(yùn)并再堆積而成。第四節(jié) 古代冰川現(xiàn)在地球上存在著的冰川，稱(chēng)為現(xiàn)代冰川。地質(zhì)歷史上的冰川，稱(chēng)為古代冰川。最早的冰川作用發(fā)生在距今約23億年前的早元古代，隨后出現(xiàn)過(guò)幾次顯著的冰期：南華紀(jì)大冰期（7億年前）、石炭二疊紀(jì)大冰期（3億年前）以及第四紀(jì)大冰期（200萬(wàn)年前）。第四紀(jì)以前的冰川活動(dòng)形成的地貌形態(tài)早已被破壞殆盡，主要是根據(jù)冰川堆積物冰磧巖及寒冷生物化石的出現(xiàn)來(lái)判定。因此第四紀(jì)是研究古代冰川的主要對(duì)象。一、冰期和間冰期在第四紀(jì)，地球上出現(xiàn)了幾次大的寒冷與溫暖氣候交替。冰期指氣候變冷，地球上冰川面積擴(kuò)大的時(shí)期。最大冰期時(shí)，冰川覆蓋了陸地面積的32（現(xiàn)代冰川覆蓋了陸地面積10），那時(shí)北美歐洲許多地面為冰流覆蓋，就象南極大陸冰川一樣。間冰期指氣候轉(zhuǎn)暖，冰川面積大大縮小的時(shí)期。二、我國(guó)第四紀(jì)