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第七章冰川与冰缘地貌PhotographbyPeterL.Kresan第一节冰川的形成与演化一、雪线与成冰作用（一）雪线•雪线是是固态降水的零平衡面（年降雪量=年消融量），也常年积雪区的下界。雪线的高低主要取决于气候和地貌的综合作用。因此，最有利冰雪积累的是海洋性气候（丰水，凉夏）区的阴蔽凹地。（二）成冰作用•变固态降水为冰川冰，再发生流动、形成冰川的一系列作用称成冰作用。雪线纬度对雪线高度影响冰岛非洲（乞力马扎罗）思考：雪线最高的地区是赤道吗？地球上各区雪线分布的高度也是有变化的，影响雪线高度的因素主要有：•受气温分布控制，全球雪线高度最高不在赤道，而是在亚热带高压带，如南美安第斯山雪线高达6400m（世界最高）。在赤道非洲为4500——5200m，阿尔卑斯山降低至2400——3200m，而北极则只有100——300m。•受降雪量控制，喜马拉雅山南坡的雪线高度约4600m，其北坡则升高至约5500m；•受坡向影响，天山北坡雪线高度为3500——3900m，南坡为3900——4200m。现代全球变暖与雪线高度秘鲁，安第斯山Quelcaya冰盖1976Late1990’s（二）成冰作用变固态降水为冰川冰，再发生流动、形成冰川的一系列作用称成冰作用。冰川冰形成过程降雪→粒雪（一般粒径＜1mm，由升华再结晶作用形成）→冰川冰（致密块状，密度为0.9左右，由重压下的重结晶作用生成）。冰川冰•冰川可成冰、水、汽三相并存状态。在重力和压力的作用下，冰体向雪线以下地区缓慢流动，伸出冰舌，形成冰川。•冰川运动的速度为每年几十到几百米不等（速度大小主要取决于冰床或冰面坡度与冰川厚度）。成冰作用与冰芯研究从冰芯反演的过去40万年以来的大气成分与温度变化二、冰川的运动•冰川的运动主要靠内部塑性变形和块体滑动完成。冰川运动速度大小，主要依靠以下因素：•冰川或冰面坡度：坡度越大越有利于冰川运动。PhotographbyPeterL.Kresan冰川厚度：雪线附近冰川最厚，运动速度也最大,冰川体中部运动速度大于外侧。时间：冰川运动速度夏季大于冬季，白昼大于夜晚。地区昼夜平均速度厘米/日平均年速度米/年阿尔卑斯山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世界主要冰川区大冰川的概略运动速度冰川运动的特殊性流速慢，年数十至数百米。由内部挤压和表面拉张。沿程流向上，坡度大则冰川形成拉张流流速大(2000m/a),坡度缓，冰层挤压加厚形成压缩流，流速小（20-100m/a）。横向上，中央快两边小；纵向上，上快下慢。冰川积累区与消融区Photographfrom:二、冰川的运动•冰川的运动主要靠内部塑性变形和块体滑动完成。冰川运动速度大小，主要依靠以下因素：•冰川或冰面坡度：坡度越大越有利于冰川运动。PhotographbyPeterL.Kresan冰川厚度：雪线附近冰川最厚，运动速度也最大,冰川体中部运动速度大于外侧。时间：冰川运动速度夏季大于冬季，白昼大于夜晚。雪线积雪区消融区源头裂隙冰川的运动地区昼夜平均速度厘米/日平均年速度米/年阿尔卑斯山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世界主要冰川区大冰川的概略运动速度•冰川运动的特殊性流速慢，年数十至数百米。由内部挤压和表面拉张。沿程流向上，坡度大则冰川形成拉张流流速大(2000m/a),坡度缓，冰层挤压加厚形成压缩流，流速小（20-100m/a）。横向上，中央快两边小；纵向上，上快下慢。三、冰川类型及其演化•按照冰川的形态和规模，可分为大陆•冰川和山岳冰川两大类。•(一)大陆冰川又叫大陆冰盖，也称极地•冰盖，简称冰盖，是不受地形约束而•发育的冰川。习惯上把超过50000km2•面积的冰川才当作冰盖。•主要有：南极冰盖（1380万km2）；•格陵兰冰盖（170万km2）。（一）大陆冰川分布于两极、格陵兰等地。规模大，中央为冰雪积累区，边缘为消融区，运动中要依靠冰川自身巨大厚度所产生的压力，自中心向四周，通常不受下伏地貌的制约。PhotographbyYarPetryszyn冰川发育规模大小主要取决于积雪区面积、固态降水量（生长、衰退）。冷的地方，在雪线以下众多山岳冰川连成一片，可以成为大陆冰川。温暖的地方，雪线以上大片大陆冰川解体，可以变为山岳冰川。冰川进退演化常有一定周期性。冰川向前生长冰川消融与后退（现今冰川舌末端已经退到1975年位置的后面）PhotographbyPeterL.Kresan南极冰盖南极冰盖1、悬冰川一般呈斑点状悬挂依附在山坡上，规模小，冰体厚度小，面积小（小于1km2）。对气候变化的反映较灵敏，如图。（二）山岳冰川Photofrom:、冰斗冰川广泛分布于各冰川作用区，规模不大，源头为冰斗。形似围椅状，后壁陡，朝向山坡一面开口，常为冰坝所阻。冰体越过冰坝呈舌状溢出。右图为退缩中的冰斗冰川。Photofrom:、山谷冰川冰川沿谷地呈线状分布，规模较大，长可达数公里至数十公里以上.，厚度多为数百米。以雪线为界，有明显的冰雪积聚区和消融区。像河流那样顺谷而下，沿途可纳分支冰川，成更大的复式冰川，树枝状冰川。PhotographbyPeterL.Kresan4、山麓冰川由巨大山谷冰川或复式冰川流出山口，在山麓地带冰舌扩展或相互汇合成一定宽度冰体。（中国冰川多属于此类，主要是在西北、天山、青藏高原、滇北等地）。PhotographbyPeterL.Kresan5、平顶冰川属于山岳冰川向大陆冰川过渡的一种冰川类型，分布在起伏和缓的高原或高山夷平面上。如我国西部，斯堪的纳维亚半岛和冰岛等。悬冰川冰斗冰川横断山脉山谷冰川祁连山七一冰川云南梅里雪山的明永冰川山麓冰川平顶冰川冰舌融水高大的冰塔林绒布冰塔林冰川融水南极第二节冰蚀作用与冰蚀地貌一、冰蚀作用（一）挖蚀•冰川自身重量和冰体运动使底床基岩破碎。冰雪融水渗入节理裂隙，时冻时融，使得底床岩块不断破碎，冰川像推土机铲土一样，把松动石块挖起，与冰川冻结一起带走。（二）磨蚀•由冰川对冰床产生的巨大压力引起。因挖蚀作用产生的碎屑。冻结于冰川的底部，成为冰川对底床进行刮削，锉磨的工具，从而形成较细的冰碛物。二、冰蚀地貌（一）冰斗、刃脊、角峰Photographfrom:、冰斗围椅状，由冰斗壁、盆底、冰斗出口处的冰坎组成，通过发展，在谷地源头多冰斗汇合，冰坎往往不明显或消失，此时，称为围谷或冰窖。积累区消融区平衡线旋转滑动冰斗冰川旋转滑动示意图ABA1B2冰斗地形图2、刃脊斗壁后退，二个冰斗或冰川谷地间的岭脊不断下降，最终薄陡，刀刃状锯齿形山脊。Photographfrom:、角峰不同方向多个冰斗后壁后退，成棱角状陡峻山峰。由于坡陡，上部冰雪难停积，外力以冻融风化，雪崩，冰崩作用为主，陡直，中下部主要是冰川雪蚀霜冻作用，导致内凹。Photographfrom:犁头尖角峰（庐山）冰斗湖冰斗的形态冰斗、刃脊、角峰角峰与刃脊海螺沟冰川A？；B？；C？；（二）冰川谷与峡湾1、冰川谷冰蚀作用形成两岸直立、底部平坦的槽谷。在主支冰川汇流处，主冰川更厚，冰蚀更强，则槽谷也更深，冰川衰退后，支冰川谷悬挂在主冰川谷之上，称悬谷。Photographfrom:、峡湾峡湾分布在高纬度沿海地区，冰期前为沿构造破碎或岩性软弱地带发育的河谷；冰期接受冰蚀作用，冰期后受海侵影响，形成两侧平直、崖壁峭拔、谷底宽阔、深度很大的海湾，即峡湾。世界上最长的冰蚀峡湾PhotographbyPeterL.Kresan冰川悬谷悬谷1.冰蚀地貌典型的冰蚀地貌主要有冰斗、槽谷（U形谷）、峡湾、刃脊、角峰、羊背石、卷毛岩、冰川磨光面、悬谷、冰川三角面等。挪威峡湾（三）羊背石它是由冰蚀作用形成的石质小丘，特别在大陆冰川区，石质小丘常成群分布，犹如羊群伏在地面，故称。羊背石表面常留下一些擦痕和磨光面。PhotographbyPeterL.KresanPhotographbyPeterL.Kresan羊背石Photographfrom:羊背石图分析加速冰流方向减速磨蚀冰带节理的基岩挖蚀（四）冰蚀湖和冰蚀谷由冰蚀作用形成的谷地和湖泊。PhotographbyPeterL.Kresan冰蚀悬谷冰蚀谷与河谷比较冰蚀谷河谷青海巴颜喀拉山“U”型谷第三节冰川搬运、堆积作用与冰川堆积地貌一、冰川的搬运与堆积（一）搬运冰川运动过程中携带冰蚀作用产生的许多岩屑物质，接受周围山区因冻融风化、雪崩、泥石流等作用所造成的坠落堆积物，不加分选的随冰川运动而位移，这些被冰川搬运的大小不等的碎屑物质称冰碛物，冰碛物中的巨大石块称漂砾（如图）。PhotographbyPeterL.Kresan（二）堆积冰碛物随冰川衰退而堆积下来。二、冰碛物基本特征•由砾、沙、粉砾、粘土物质组成的泥杂堆积、分选性差；•砾石磨圆度比河流差，但侧碛与底碛会与两侧或底部磨擦。擦痕、磨光面、石英沙粒棱角尖锐，在冰川研磨下颗粒常具贝壳状断口；•冰碛物里的矿物成分和冰川源头、冰川下覆基岩性质一致；•一般缺乏层理构造。三、冰碛地貌（一）冰碛丘陵冰川消融后，原来随冰川运行的物质形成高低起伏的形态。PhotographbyPeterL.Kresan（二）侧碛堤随冰川退却，原聚集于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冰碛堤岗，称之为多列式，冰川衰退的阶段性。PhotographbyPeterL.Kresan（三）终碛垄分布于冰川前缘地带，由终碛组成的弧形垄状地形。内侧缓，外侧陡，相对高度因地而异。（四）谷丘由冰碛物组成的一种流线型丘陵，长轴方向平行于冰流方向。终碛垄谷丘冰碛物类型表碛终碛冰舌终碛表碛（粗）明永冰川表碛（细）明永冰川表碛与侧碛侧碛与终碛中碛底碛漂砾漂砾四、冰水堆积地貌•冰水扇：融水河流带泥沙堆积，多个冰水扇连成一片形成外冲平原；•砣形丘：狭长、弯如蛇的高地。主要是由略具分选的冰水砾堆积成，有一定的磨圆度，发育冲刷、填充物构造，呈交错层理和水平层理，两坡对称；•湖：冰积物堵塞，局部冰融水生成；•季候泥（纹泥）可判断年龄春季：粉砂多，色浅，层厚；秋季：泥质多、色深、层薄。冰川融水与冰碛物冰碛物的基本特征冰碛物是一种由砾．沙．粉沙和黏土组成的混合堆积．结构疏松，粒度差别悬殊，由几微米至几米，分选性不泥石流，冲击扇沉积差．冰碛物的矿物成分与冰川源头和冰川下伏基岩性质一样．沉积岩的冰碛物矿种较单一．并且多为稳定矿物．一般缺乏层理构造．1皆由碎屑物组成；2大小混杂，缺乏分选性，经常是巨大的石块或细微的泥质物的混合物；3碎屑物无定向排列，扁平或长条状石块可以呈直立状态；4无成层现象；5绝大部分棱角鲜明；6有的角砾表面具有磨光面或冰擦痕，擦痕的长短不一，大的擦痕长数十厘米以上，小的擦线细似头发丝；7冰擦痕形状多样，有的呈钉形，一端粗而深，一端细而浅，具有擦痕的冰碛砾石称为条痕石，有的砾石受冰川压力长期作用而弯曲，称为“猴子脸”；8根据扫描电镜观察，冰碛