冰川与地下水地质作用

冰川与地下水地质作用黄定华中国地质大学（武汉）•地球生物学系冰川地质作用1.冰川的形成条件及类型形成条件：丰富的降雪、具有大量冰雪堆积场所、年平均温度零度以下。分类：1.大陆冰川：高纬度极地区，分布面积大，厚度可达3411米2.山岳冰川：中、低纬度高山地区的冰川。主要分布于雪线以上地区，规模小、冰层薄，受地形控制，沿沟谷呈线状分布定义：冰川及其挟带的碎屑物对冰道基岩的破坏作用。是一种纯机械作用，分为挖掘与磨蚀作用。挖掘作用：运动中的冰川将与之冻结在一起的冰床基岩碎块带走的过程。冰床底部基岩在冰川巨大的压力下极易破碎并产生裂隙。裂隙在溶水反复冻结下松动而被冰川带走。挖掘作用使冰床加深、变宽。2.冰川的剥蚀作用磨蚀作用：冰川携带的碎屑物对冰床的锉磨作用。在冰道上可形成冰溜面、丁字型檫痕、挖掘作用与磨蚀作用可以同时进行，当冰床底部有凸时起基岩时，迎冰面以磨蚀为主，背冰面以挖掘为主，形成羊背石。2.冰川的剥蚀作用冰蚀地形羊背石1.冰蚀谷：经山谷冰川刨蚀、改造而形成的谷地，冰谷地形较平直而宽阔，两壁陡立，横剖面呈“U”字型。冰蚀悬谷：复式山谷冰川的支流，因冰量较小，刨蚀能力较弱，在汇入主流处，支流的谷底常较主流谷底高出很多，当冰川消融后支冰蚀谷悬挂在主冰蚀谷的谷坡上，形成悬谷。冰蚀地形2.冰斗：三面陡壁的围椅状洼地。3.鳍脊：两坡陡峻、山顶尖薄的山脊。4.角峰：岩壁陡立、被多个冰斗包围的山峰.如珠峰。5.冰蚀洼地：大陆冰川对底部岩石刨蚀而形成的大小不等的洼地。冰蚀地形冰蚀地形冰川以固态的形式运动，因此在其搬运过程中有两种主要的方式。一是载运，即冰蚀物以悬浮的形式或被包裹的形式，随冰川的运动而被搬运。另一种方式称推运，即冰川在前进过程中将冰蚀物推移向前。在所有地质营力中，冰川搬运的能力是最大的：欧洲斯堪的纳维亚半岛就是一块被第四纪冰川搬运的巨大漂砾，厚1KM，面积约数百KM2。3.冰川的搬运作用定义：冰川运动至雪线以下（雪融区），因冰川融化造成搬运物沉积的过程。冰川沉积物统称冰碛物。冰碛物的特点：大小混杂，无分选，无磨圆，因是卸载堆积，故无层理。较大的砾石有擦痕。4.冰川的沉积作用冰川沉积地形称冰碛地形，包括：1.终碛堤：冰舌推运物在雪线出堆积的弧型堤坝。堤坝外陡内缓。2.侧碛堤：因冰川两侧搬运物多，融化后沿谷壁堆积成的长条状垄岗地形。3.中碛堤：两冰川汇合，原侧碛堤片为中碛堤。4.鼓丘：终碛堤内一系列长轴平行冰川的椭圆型小丘。冰碛地形冰碛地形地区面积（km2）地区面积（km2）南极洲13980000北美洲67522格陵兰岛1802400南美洲25000北极岛屿226090非洲22.5欧洲21415大洋洲1014.5亚洲109085总计16227500冰川分布冰川自两极到赤道地区的高山都有分布，总面积约达0.162325108km2，覆盖了地球陆地面积的11%。冰川储水总量达0.292108km2，占世界总水量的2.07%，占全球淡水量的77.4%。南极大陆是世界上冰川最集中的地区，不仅冰盖面积巨大，而且冰层平均厚达2000m,最大厚度超过4000m。中国冰川面积共58651.08km2，冰储量5132.22km3。如不计喜玛拉雅山和唐古拉山，中国共有冰川33483条。年平均冰川径流量约为563亿m3。冰川分布5.冰期与间冰期冰期：地球显著变冷，全球性冰川广泛发育的时期。冰期时，大陆冰川及山岳冰川的范围扩大，雪线降低，年平均气温降低，海平面下降。间冰期：两个冰期之间的温暖时期。其气候与冰期完全相反，由于据点温暖，有利于生物的演化和迁移。地质历史时期发生过三次大冰期，即震旦纪大冰期、石炭纪－二叠纪大冰期和第四纪大冰期。埋藏在地表以下，存在于岩石和地表松散堆积物的孔隙、裂隙及溶洞中的水，统称为地下水。全球地下水分布面积达1.3×108km2，，总水量8300000km3，占全球总水量的0.59%，它是重要的淡水来源，占淡水量的22%。地下水地质作用地下水主要来源于大气降水。地下水还可能在沉积岩形成的时候就将水保留下来，一直埋藏在沉积岩内；这一部分水又称为原生水；岩浆活动也可以释放一部分水分，并保留在岩层中，这是一种矿质化泉水，称为初生水；在沿海地区，海洋水通过岩石向陆地渗透，这也是地下水的一种来源。1.地下水的来源地下水也有三态，其中以液态为主。在岩层或土壤中，液态地下水又以吸着（湿）水、薄膜水、毛细水和重力水等形式存在。地下水的存在形式取决于岩石的性质、结构和构造。地下水的存在形式岩石的空隙类型：孔隙、裂隙和溶穴。含水层：能透过相当数量水并含有相当数量水的岩层，如砾岩、砂岩、灰岩层等。隔水层：基本上不能透过水的岩层，如泥岩等。地下水分带：包气带（以气态水和结合水为主，以垂直运动为主）饱水带（以重力水为主，以近水平运动为主）2.地下水的赋存条件地下水的赋存与运动3.地下（重力）水的类型重力水的特征：1.上层滞水:包气带局部隔水层之上积聚的具有自由水面的重力水。2.潜水:饱水带中第一个隔水层之上的具有自由表面的重力水,以水平运动为主。3.潜水面:第一个隔水层之上的重力水所具有的自由水面,随地形、季节变化。3.承压水：充满在两个隔水层中的重力水。4.泉水：地下水的天然露头，常为上层滞水和潜水，少数为承压水。3.地下（重力）水的类型定义：地下水在运动过程中对周围岩石的破坏作用。分为机械潜蚀（仅在地下河中明显）和化学潜蚀作用（又称岩溶作用）。可溶性岩石分布区在地下水的作用下，形成的独特地形称岩溶地形或称喀斯特地形。4.地下水的潜蚀作用1.岩石的可溶性：应为可溶性岩类（石灰岩、大理岩、白云岩等）。2.岩石的透水性：岩石的空隙率、连通性等。3.地下水的溶蚀能力：二氧化碳的含量、水的饱和状态、压力、温度等。4.地下水的流动特征：是否流动、流速快慢等。岩溶作用的发育条件：主要的岩溶地形：地表及包气带:石芽石林峰丛峰林孤峰-平原溶沟溶蚀洼地落水洞溶蚀漏斗饱水带:溶洞暗河地下湖。岩溶作用的发展阶段1.从地表到地下:溶沟-石芽石林峰丛溶蚀漏斗落水洞溶蚀洼地2.从地下到地表:溶洞－暗河（坍塌）峰林孤峰-平原。3.总体上的演化过程可以概括为：石芽石林峰丛峰林孤峰-平原(无地下水)地下喀斯特地貌地表喀斯特地貌地下水搬运作用的特点：地下水的运动特征是流量小、流速缓慢，故地下水的搬运方式以溶运为主；当地下河中有较大水量时，机械搬运能力较大，特点与河流相似。化学搬运作用的特点：成分取决于流域的岩石成分、风化程度和气候特征。主要以各种离子和胶体物质最为常见。5.地下水的搬运作用6.地下水的沉积作用化学沉积作用：地下水所溶物质，常因压力、水分蒸发、二氧化碳逸出等原因，过饱和而沉积。常见的化学沉积物：1.溶洞滴石（石钟乳、石笋、石柱和石幔）；2.泉华；3.空隙和裂隙沉积物（方解石脉、硅化木等）。6.地下水的沉积作用机械沉积作用：经短距离搬运后，地下水中的溶蚀残余堆积物在洞穴低洼处的沉积（多为富铁、铝的粘土）及溶洞坍塌与地下河带来的碎屑物构成的溶洞角砾沉积。古岩溶与地壳运动岩溶发育阶段的周期性循环，随着地壳运动的发生而变迁：一次地壳的阶段性抬升，可以在一个地区发育一套相应的岩溶产物。而不同高程上出现的一套岩溶产物，标志着该地区曾经发生过相应的地壳运动。Classover.Thankyou