冰川地貌與凍土地貌

關(guān)于冰川地貌與凍土地貌㈠、冰川作用

1、冰蝕作用

2、搬運作用

3、堆積作用第2頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1、冰蝕作用冰蝕作用方式:有挖蝕和磨蝕二種。拔蝕（挖蝕）是冰川運動時，一方面以自身的推力將冰床上的碎屑物挖起，另方面又把與冰川凍結(jié)在一起的冰床上的巖石拔起，帶向下游。刨蝕（磨蝕）是冰川中所挾帶的巖塊，以巨大的動壓力研磨冰床基巖的一種作用。冰川的重量很大，冰川滑動時，不僅把巖石壓碎，而且還挾帶著這些巖塊進一步挫磨冰床，結(jié)果使冰床加深，巖石表面也常常被磨光和刻劃，出現(xiàn)磨光面、刻槽和擦痕，槽深數(shù)厘米，長數(shù)十厘米，具有釘頭鼠尾的特點，頭部粗而深，表示冰流的來向第3頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰蝕作用的發(fā)生位置與作用結(jié)果冰蝕作用主要發(fā)生在山岳冰川的中、上游和大陸冰川的中心地區(qū)。受大陸冰川冰蝕的地面，起伏和緩，多形成洼地，積水后成湖泊，如更新世大陸冰川作用下的北歐、北美的北部等地均屬冰蝕作用明顯的地區(qū)，現(xiàn)代地面風(fēng)化層很薄，甚至基巖裸露第4頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．搬運作用

冰川具有巨大的搬運能力，能將成千上萬噸的巖塊搬運到千里以外。冰川的搬運方式很特殊：有在冰床上被冰川推移的，有夾持在冰川內(nèi)或疊置在冰面上隨著冰川的運動而一起被搬運的。凡被冰川搬運的物質(zhì)統(tǒng)稱為冰磧物。其中巨大的礫石稱為漂礫。按冰磧物所處的位置不同而分為6種冰磧：出露在冰面上的冰磧物稱為表磧；夾帶在冰內(nèi)稱之為內(nèi)磧；在冰川底部的稱為底磧；由冰床二側(cè)侵蝕的稱為側(cè)磧，由二條冰川側(cè)磧匯合而成的稱為中磧(垂直分布)；環(huán)繞冰舌末端的叫終磧（前磧）第5頁,共59頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)磧中磧側(cè)磧底磧廬山的冰漂礫第6頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰磧第7頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3．堆積作用

當(dāng)冰川消融時，各類冰磧物就會在相應(yīng)的位置上墜落于地面，堆積出各種地貌。冰川堆積物結(jié)構(gòu)疏松，沒有層理，又無分選，堆積物大小懸殊，由細小的泥沙與巨大的漂礫混合堆積而成，故又稱為冰川泥礫。沙礫磨圓度也很差，這與冰川搬運方式的特殊性有關(guān)第8頁,共59頁，2024年2月25日，星期天㈡冰川地貌冰川作用的地貌主要有二大類，即冰蝕地貌與冰積地貌。此外還有與冰川有關(guān)的冰水地貌。由于大陸冰川與山岳冰川的作用條件不同，所以生成的地貌類型也各異

1.

冰蝕地貌

2．冰磧地貌

3．冰水堆積地貌

4．冰面地貌－

冰川地貌的組合第9頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1.冰蝕地貌

（1）冰斗、刃脊和角峰

冰斗是山岳冰川上游的一種圍椅狀盆地，它由陡峭的冰斗壁、凹陷的冰斗底部和在冰川出口處高起的冰檻三部分組成。大多數(shù)的冰斗發(fā)育在雪線附近，因為這里的融凍作用比較頻繁，容易形成冰川與產(chǎn)生冰川侵蝕，冰斗發(fā)育初期，只是一些積雪洼地，在融凍作用反復(fù)進行下，洼地周圍及底部的巖石逐漸破碎和崩落，巖屑通過融凍泥流作用搬往洼地以外，洼地加深后積雪量增加，并發(fā)育成冰川，挖蝕作用加強，最后成為冰斗。如果山嶺的二坡發(fā)育了冰斗，而且后壁互相靠攏時，山嶺就變成十分尖銳的鋸齒狀山脊，稱為刃脊。當(dāng)山峰四周(三面以上)發(fā)育了冰斗，其后壁也互相靠攏時，山峰就變得非常尖銳和突出，如金字塔狀，這種由冰蝕而成的尖峰，稱為角峰第10頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰斗第12頁,共59頁，2024年2月25日，星期天含鄱口刃脊第13頁,共59頁，2024年2月25日，星期天廬山犁頭尖角峰因冰體嚙蝕山坡，使山峰形成金字塔形而稱為角峰。犁頭尖，海拔1328米，峰體蒼勁，形如鐵犁，挺拔俊俏，構(gòu)成特有的孤峰地貌景觀天山一號冰川角峰第14頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(2)冰川谷它是山岳冰川運動時侵蝕出來的谷地，橫剖面呈槽形或“U”形，故又稱槽谷或U谷。谷底寬平，兩坡高陡，高度可達數(shù)十至數(shù)百米。寬平的谷底與冰下冰質(zhì)點運動有關(guān)。原來覆蓋在“V”形谷上的冰川，中部最厚，冰質(zhì)點運動由上向下，到了谷底后分向兩則，故底部側(cè)蝕特強，使原來的V形谷底逐漸拓寬，成為U形谷，在U形谷兩坡頂端與原來V形谷的交接處，出現(xiàn)明顯的谷肩第15頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰川谷的縱剖面呈階梯狀下降，每個冰階由冰蝕盆、階地面和巖坎等三部分組成。冰階是冰川選擇侵蝕的產(chǎn)物。一般階地面由硬巖組成，巖坎和冰蝕盆是冰川沿巖性軟弱或斷裂、節(jié)理發(fā)育之處侵蝕而成冰川谷的類型：槽谷，峽灣，冰川懸谷第16頁,共59頁，2024年2月25日，星期天廬山王家坡U形冰川谷是廬山U形谷中規(guī)模較大，形態(tài)特征保存較為典型的谷地之一。谷地源頭高程約800米，長達4公里，谷地寬約700米第17頁,共59頁，2024年2月25日，星期天在高緯地區(qū)，古代大陸冰川伸人海岸時產(chǎn)生的冰流，其厚度大，流速快，侵蝕力強，因此形成了較深的冰川谷。冰退后，受海浸影響，形成兩側(cè)平直、崖壁峭拔、谷底寬闊、深度很大的海灣，稱為峽灣或峽江。挪威海岸有一個峽灣長達220千米，南美巴塔哥尼亞海岸的峽灣深度達1288米第18頁,共59頁，2024年2月25日，星期天當(dāng)支冰川流入主冰川時，由于支冰川的下蝕力小于主冰川，故谷底深度也比主冰川谷淺，成為懸掛在主冰川谷之上的谷地，稱為懸谷廬山：蓮花懸谷現(xiàn)代冰川懸谷第19頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(3)羊背石冰床上堅硬的基巖，冰蝕后仍能部分保留下來，成為微微突起的石質(zhì)小丘，形如伏在地上的小羊，故稱羊背石。平面呈橢圓形，長軸與冰流方向一致?？v剖面兩坡不對稱，迎冰面坡緩，以磨蝕作用為主，巖面上常有磨光面、刻槽或擦痕；背冰面挖蝕作用較強，坡度急陡，表面坎坷不平第20頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、冰磧地貌冰川在運動過程中，攜帶冰蝕作用產(chǎn)生的許多巖屑物質(zhì)，以及冰川谷兩側(cè)山坡上因融凍風(fēng)化、雪崩等作用所造成的墜落堆積物。它們不加分選地隨冰川一起向下運動，這些大小不等的碎屑物質(zhì)，統(tǒng)稱為冰磧物（運動冰磧）。冰川消融以后，被冰川攜帶搬運的物質(zhì)就堆積下來。形成冰磧地貌冰磧物的特征一般被描述為“大小混雜”、“雜亂無章”、“沒有分選”等等；但在終磧或是側(cè)磧可能有例外第21頁,共59頁，2024年2月25日，星期天主要的冰磧地貌類型：冰磧丘陵，側(cè)磧堤，終磧堤，鼓丘冰磧丘陵冰川消融后，原來的表磧、中磧和里磧等都降落在底磧之上，合稱為基磧，并由它組成了波狀起伏的冰磧丘陵。它的起伏程度一方面受基底地形的影響，另方面與冰磧物的厚薄有關(guān)。大陸冰川的冰磧丘陵分布很廣，高度也較大，一般高數(shù)十米至百余米；山岳冰川冰磧丘陵分布較少，高度也小，僅數(shù)米至數(shù)十米。第22頁,共59頁，2024年2月25日，星期天終磧壟分布在冰川舌前端的弧形壟崗，其中大陸冰川的終磧壟較長，可達幾百公里，但高度較低，約30—50m。而山岳冰川的終磧壟相反，長度不大，但高度較大，可達百米以上。終磧壟由二種堆積作用形成，第一是冰川前進時，像推土機一樣，把冰前沙礫挖起并向前擠壓隆起；第二是因冰川舌的剪切斷裂作用，將底磧、中磧和里磧沿剪切面推舉至冰面，后又沿冰舌斜坡滾落在冰舌前方，疊加在擠壓冰磧物之上，共同組成終磧壟第23頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共59頁，2024年2月25日，星期天側(cè)磧堤位于山岳冰川谷的二側(cè)堆積，由側(cè)磧及坡積物共同組成的壟崗。高數(shù)十米。分布從雪線附近的冰斗以下直至冰川末端，常常與終磧壟相連第25頁,共59頁，2024年2月25日，星期天鼓丘它是由冰礫泥組成的丘陵，平面呈橢圓形(左圖)。長軸與冰流方向一致，縱剖面兩坡不對稱，迎冰坡陡，背冰坡緩。高數(shù)米至數(shù)十米，長數(shù)百米。鼓丘內(nèi)常有基巖作核心，或者迎冰面為基巖，背冰面為泥礫。鼓丘在大陸冰川區(qū)廣泛分布，并成群分布。第26頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3．冰水堆積地貌冰水堆積是冰磧物經(jīng)過冰融水的再搬運和堆積而成。因此，它除了保留有冰磧特點之外，更多的是具有流水作用的特征。按冰水堆積的位置不同，分為冰下冰水堆積和冰外冰水堆積二種。主要有冰水扇、冰水河谷沉積平原，季候泥，冰礫阜，冰礫阜階地，鍋穴，蛇形丘第27頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰水堆積地貌第28頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰水扇和冰水平原冰下河流(隧道)和冰面融水在冰川舌前穿過終磧壟后，由它所挾帶的泥沙也逐漸沉積下來，形成扇形地，由多個扇形地的聯(lián)合，便組成了冰水平原。組成冰水平原的物質(zhì)較粗，以沙礫為主，向下游顆粒逐漸變細第29頁,共59頁，2024年2月25日，星期天蛇形丘主要分布于大陸冰川之下的冰水堆積地貌，為形態(tài)狹長而又彎曲的一種低丘陵。因它蜿蜒如蛇形，有的在平地，有的匍匐于高地上，故得名。高度一般為10—30m，丘頂狹窄，寬僅數(shù)米，長數(shù)公里至數(shù)十公里。延伸方向大致與冰流方向一致。組成蛇形丘的物質(zhì)較粗，主要是沙礫質(zhì)，透水性強，具有流水的分選性和沉積層理，如水平層理、斜層理和交錯層理等。表面常覆蓋一層冰磧物。

第30頁,共59頁，2024年2月25日，星期天蛇形丘的成因一是冰下隧洞沉積說。在冰川消融期，冰水沿著冰裂隙下透，形成冰下隧道，由冰水帶來的冰磧物不斷將隧道填充，甚至堵塞，當(dāng)冰川全部消融時，堆積物便露出地面，成為蛇形丘。二是冰水三角洲沉積說。由此造成的蛇形丘寬窄相間，寬段為隧道口外的陸上三角洲沉積，組成物質(zhì)較細；窄段為冰下隧道的沉積，組成物質(zhì)較粗。隨著冰川節(jié)節(jié)后退，隧道口也逐步后移，從而出現(xiàn)了這種繩結(jié)狀蛇形丘第31頁,共59頁，2024年2月25日，星期天4、冰面地貌由于冰川表面受冰層褶皺、斷裂、冰床坡度的變化，差別消融，流水侵蝕等影響而形成的地貌形態(tài)，稱為冰面地貌。主要地貌類型有冰瀑布、冰裂隙、冰川弧拱、冰面河、冰面湖、冰蘑菇、冰塔林等第32頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰川地貌組合不同類型的冰川，分布在不同的地帶，冰川作用的方式和強度也有差異，因而地貌組合也有區(qū)別。所謂冰川地貌組合就是冰川的侵蝕地貌、堆積地貌和冰水地貌有規(guī)律的分布第33頁,共59頁，2024年2月25日，星期天山地冰川地貌組合具有明顯的垂直地帶性。雪線以上主要為侵蝕地貌，如冰斗、刃脊和角峰。雪線以下，終磧堤以上既有侵蝕地貌，又有堆積地貌，如冰川槽谷、羊背巖、蛇行丘等。終磧堤及其以下以堆積地貌為主，如終磧堤外緣的冰水扇、冰水外沖平原等。第34頁,共59頁，2024年2月25日，星期天大陸冰川地貌組合具有明顯的水平地帶性。終磧堤以內(nèi)：以冰磧地貌為主，有鼓丘、蛇行丘、冰磧丘陵等地貌類型。終磧堤以外：以冰水堆積地貌為主，如冰水平原、冰水三角洲。終磧堤是大陸冰川地貌組合的分界線第35頁,共59頁，2024年2月25日，星期天冰川地貌組合第36頁,共59頁，2024年2月25日，星期天二、凍土地貌在極地高緯及高山高原的地下，當(dāng)?shù)販亟K年處于0℃以下時，被凍結(jié)的巖(土)層稱為凍土。這里由融凍作用所產(chǎn)生的地貌，稱為凍土地貌

(一)凍土及其分布與成因

(二)融凍作用

(三)凍土地貌第37頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(一)凍土其分布與成因

按凍結(jié)時間的長短，凍土可分為季節(jié)凍土和多年凍土二類。前者每年冬季凍結(jié)，夏季融解；后者長期處于凍結(jié)狀態(tài)。這里所指的凍土就是指多年凍土而言。多年凍土分為上、下二層，上層為冬凍夏融的活動層；下層為長年凍結(jié)的永凍層。第38頁,共59頁，2024年2月25日，星期天分類：根據(jù)活動層在冬季凍結(jié)后與下部的多年凍結(jié)層連接情況分為銜接多年凍土（季節(jié)融化層）和不銜接多年凍土（季節(jié)凍結(jié)層）兩大類；根據(jù)多年凍土帶的連續(xù)性可以分為連續(xù)凍土帶與不連續(xù)凍土帶分布：明顯的緯度地帶性與垂直地帶性第39頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共59頁，2024年2月25日，星期天凍土成因目前世界上大部分的多年凍土主要是第四紀(jì)冰期氣候下形成的。據(jù)研究，400—450年的氣候波動周期，只能影響到地下50—70m的深度。如果深數(shù)百米至千米以上的凍土層必然是長周期氣候波動所造成的。部分的多年凍土可能是大陸冰蓋退卻后才發(fā)育的。隨著冰后期全球氣溫上升，多年凍土正處于退化狀態(tài)第41頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（二）凍融作用凍土地區(qū)地溫低，而且發(fā)生周期性的正負變化，凍土層中的水分也相應(yīng)地出現(xiàn)相變和遷移，從而引起巖石的破壞、碎屑物的分選、堆積層的變形、凍脹、融陷、流變等一系列變化過程，總的稱為融凍作用。作用方式有融凍風(fēng)化、融凍泥流和融凍擾動等。第42頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(1)融凍風(fēng)化凍土層中的大小裂隙常被水填充，當(dāng)夜間及冬季地溫降至0℃以下時，水分凍結(jié)，形成冰脈，由于冰脈體積膨脹而向兩側(cè)圍巖(土)擠壓，使裂隙擴張。白天或夏季冰體融解，融水進一步向下深入，然后又再度結(jié)冰。這樣經(jīng)過反復(fù)凍融之后裂隙不斷擴大，巖(土)體也受壓破壞。這種因冰脈凍融而使巖(土)破壞的作用，稱為融凍風(fēng)化作用第43頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(2)融凍擾動活動層內(nèi)，每年冬季凍結(jié)由地面向下進行時，以下尚未凍結(jié)而含水的融土，在上部季節(jié)凍土及下部永凍層的挾逼下，發(fā)生塑性變形，造成各種褶曲，稱為融凍擾動。另外，活動層碎屑物中的孔隙水在冬季(或夜間)凍結(jié)后，往往產(chǎn)生垂直性的冰針，它膨脹時可將上覆的礫石托起，當(dāng)夏季(或白天)冰針融化時，被托起的礫石則不能恢復(fù)原位。這個過程如果反復(fù)進行，凍土內(nèi)的礫石就逐漸被抬升(在地下)和側(cè)移(在地面)。這是凍土碎屑物質(zhì)進行分選和緩慢遷移的一種重要形式第44頁,共59頁，2024年2月25日，星期天融凍分選第45頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(3)融凍泥流在凍土的斜坡上，夏季活動層融化時，土中的水分因下部永凍層的存在而不能下滲，造成該土層飽含水分，甚至稀釋成泥漿狀，在此過度濕潤的情況下，土體便沿斜坡向下蠕移，成為融凍泥流。泥流速度很慢，融凍泥流的發(fā)育條件，除氣候外，地表還要有持水性好的細粒沙土和不大的坡度。第46頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（三）凍土地貌凍融作用是寒冷氣候條件下特有的地貌作用，它使巖石受到破壞，松散沉積物發(fā)生分選和干擾，凍土層發(fā)生變形，從而塑造出各種類型的凍土地貌主要有：石海、石河、構(gòu)造土、凍脹丘、冰椎、熱融地貌第47頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1、石海、石河與石冰川石海、石河與石冰川是基巖經(jīng)劇烈的凍融風(fēng)化破壞產(chǎn)生的大量巨石角礫在地表堆積形成的地貌形態(tài)。石海：巨石角礫在平坦地表上堆積石河：巨石角礫填充凹槽或溝谷，巖塊沿重力發(fā)生整體運動石冰川：大型的石河第48頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第49頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2、構(gòu)造土而由松散堆積物組合的地表因凍裂分選作用形成的網(wǎng)格式微地貌，即構(gòu)造土，可據(jù)其組分和作用性質(zhì)的差異分為泥質(zhì)構(gòu)造土和石質(zhì)構(gòu)造土。泥質(zhì)構(gòu)造土是土層由于凍結(jié)造成的地貌收縮形成的，中間略高于四周。

石質(zhì)構(gòu)造土是在飽含水分、顆粒大小混雜的松散土層中，由于凍融分選抬升作用形成的由礫石等碎屑組成的多邊形。包括石環(huán)、石圈和石條第50頁,共59頁，2024年2月25日，星期天石環(huán)的形成過程與條件石環(huán)的形成分為二個階段：即前期碎屑物的地下垂直分選和粗礫上升，后期為粗礫在地面的水平移動。石環(huán)的形成條件必須要有一定比例的細粒土，一般不少于總體積的25％—35％，而且土層要有充足的水分。所以石環(huán)多發(fā)育在較平坦而濕潤的地形部位，如河漫灘、洪積扇邊緣地帶等第51頁,共59頁，2024年2月25日，星期天斯皮次卑爾根群島的石環(huán)多邊形構(gòu)造土第52頁