《冰川与冰川地貌》PPT课件.ppt

赵永刚副教授,西安石油大学综合素质教育课,2013年3月,风景地貌学概论,第十章 冰川与冰川地貌,Photograph by Peter L.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。,冰川积累区与消融区,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。,Photograph by Peter L.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。,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。,三、冰川类型及其演化（一）山岳冰川,2、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。,3、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。,Photograph by Peter L.Kresan,4、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）。,Photograph by Peter L.Kresan,5、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。,（二）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。,Photograph by Yar Petryszyn,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）,Photograph by Peter L.Kresan,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,1、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。,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。,3、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。,（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。,2、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 Photograph by Peter L.Kresan,（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。,Photograph by Peter L.Kresan,Photograph by Peter L.Kresan,羊背石,Photograph from:,（四）冰蚀湖和冰蚀谷由冰蚀作用形成的谷地和湖泊。,Photograph by Peter L.Kresan,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）。,Photograph by Peter L.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。,Photograph by Peter L.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。,Photograph by Peter L.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,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。,冰水地貌,后退冰川,蛇形丘,鼓丘,终碛,冰砾阜,锅形湖,底碛,冰水沉积平原,Photograph from:,第四节 第四纪冰期,时期 中国东部 欧洲第一次冰期 鄱阳冰期 贡质冰期第二次冰期 大姑冰期 民德冰期第三次冰期 庐山冰期 里斯冰期第四次冰期 大理冰期 玉木冰期,在地质历史上，随着世界气候的巨大波动，曾发生过多次全球性的冰川作用，其中第四纪冰川作用直接影响了现代地貌的发育。下表为第四纪四个重要冰期的中国东部与欧洲名称的对照。,第五节 冰缘（冻土）地貌,一、冰缘地貌 冻融作用产生的地貌，泛指不被冰川覆盖的气候严寒区。因大体与多年冻土分布范围相当，又称冻土地貌。二、冻土 冻土是温度小于零度，含冰的土层或岩石。按其冻结时间长短，可分季节冻土（冬冻夏融）和多年冻土（常年不化）。,三、冻融作用 指冻土层中水分的冻结与融化，是冰缘地貌发育德最活跃因素。主要由于冻土温度变（周期性正负变化）地下水变迁，岩石破坏，沉积物分选受干扰，冻土变形等，主要表现为：冻融风化，融冻扰动，冻融泥流。四、融冻堆积 由冻融风化产生的碎屑物质，经频繁的冻融交替，顺坡缓慢的搬运、堆积而成。以冻融泥流堆积分布最广。,第六节 我国的冰川风景地貌,在我们人类生存的蔚蓝色的地球上现代冰川只占全球面积的3，能作为旅游资源的冰川景观更是稀少罕见。国际上十分重视冰川旅游景观资源的开发利用，不少国家都辟有专门的冰川公园和冰川为主要景观的旅游胜地，如瑞士冰川公园、美国与加拿大联合组成的沃特顿冰川国际和平公园、阿根廷洛歌莱西瑞斯冰川公园、新西兰库克山国家公园等都已成为备受旅游者欢迎的旅游胜地。,一、冰川景观特性 冰川对环境反映敏感。冰川是一定地形环境条件下气候的产物，降水与气温共同决定了冰川景观动态。冰川与环境的关系，一方面现代气候波动直接引起冰川景观变化，另一方面冰川记录了古气候与古大气环境信息而成为古环境研究的重要实物材料。冰川景观，尤其是冰舌段的景观，处在不断地变化中。这种变化以消融景观为出，老的景观因消融彻底而消失，新的景观又由运动补给经消,融而再产生。变化的周期有多年相、年相和季相，其中以年相为主。受冰川运动规律的制约，不同类型的景观占有一定的空间位置，但景观形态极少雷同。知识性、美学性与趣味性强，这是冰川作为一种特殊的自然风景资源的重要特征。之所以说它特殊，在于寓知识、美学与趣味性于一体的动态景观以及既是自然奇观，又是自然科学研究的重要对象。,二、现代冰川景观 我国现代冰川主要分布在海拔5000m以上的高山地区，是登山爱好者向往的探险地。“冰雪旅游”是现代山岳冰川地区开展的十分诱人的旅游项目。我国最长的冰川新疆叶城县音苏盖提冰川，长42km，为世界登山者及“冰雪旅游”爱好者向往。祁连山新建的冰川旅游区，面积4km。游人登上4300m高峰，可以观赏“七一”冰川奇景。贡嘎山是世界上山岳冰川最发育，最集中的地区之一，有现代冰川71条。,(一)贡嘎山冰川 贡嘎山属横断山大雪山支脉的主峰，位于藏东川西。主峰高7556m，是藏东第一高峰。与主峰相连的山峰在6000m以上的达45座。藏语“贡”是冰雪之意，“嘎”为白色，意为“白色冰山”。贡嘎山雪线以上，终年冰雪覆盖，现代冰川十分发育。其中东坡的海螺沟冰川、燕子沟冰川；西坡的贡巴冰川；南坡的巴王沟冰川和北坡的加则拉沟冰川等最为有名。这些冰川地区具有降水丰沛、冰川运动速度快、消融强烈、温度高(一般冰内温度为0、冰面流水温度0.3左右)、冰舌末端常伸入森林带中等特点。,(二)天山一号冰川 一号冰川长2.4km，平均宽500m，最大厚度140m，底部海拔高度3740m，面积1.95km。一号冰川周围分布着大小76条现代冰川，有“冰川活化石”之誉。在一号冰川下面海拔3500m以上，可以看到成层的槽谷、岩坎、岩盆、冰斗及状似绵羊脊背的羊背石等冰蚀景观，在海拔2800m以上的谷地保存着各时期的冰川堆积物。(三)七一冰川 七一冰川位于在嘉峪关市西南的祁连山中，距市区116km。1958年7月1日中国科学院高山冰雪利用研究队首次发现，故名。该冰川的冰舌部位海拔4300m，冰峰海拔5150m，冰川面积达3km，冰层平均厚度78m；坡度小于45，全长30.5km。,七一冰川景观奇特，形似一片银杏树叶，倒挂在祁连山巅，巨大的冰层峰峦叠嶂，威武峻峭。远望冰川雪峰连绵起伏，如一条银色的巨龙缓缓蠕动，又似银河倒挂，白练悬垂；近看则冰舌斜伸，冰墙矗立，冰帘垂吊，冰斗深陷，构成一幅奇特的雪景图画。在夏秋季节，但见冰舌处冰雪消融，水流四注，瀑布犹如银蛇飞舞；冰舌部位悬挂的瀑布汇聚成溪，穿过岩峭飞流直下，声震山谷。山坡上时有雪鸡栖息，雪莲与冰晶争芳斗艳，冰川下山坡上则牛羊遍野，牧人的帐篷中炊烟袅袅，又似一幅雪原放牧图。,(四)透明梦柯冰川“透明梦柯”是蒙古语，意为高大宽广的大雪山。透明梦柯冰川，位于敦煌以南一百余千米处，是祁连山区最大的山谷冰川。透明梦柯冰川的冰面很平缓，冰面坡降为36，游人可徒步不受阻碍直达冰川后壁，甚至登上5483m的最高峰。透明梦柯冰川系稳定性冰川的特征，没有雪崩危害，承受力大、安全性高。站在冰川之上，远眺如此旷达的雪野、透明洁净平缓的冰面，更觉眼前景象万千：突兀的雪峰气势磅礴、纵横交错的冰谷曲折迂回、千仞冰壁险峻嶙峋，还有好似银河倒悬于半空的冰瀑。冰川两侧皑皑雪山，无垠无际，其冰清玉洁，是猎奇观光、激发灵感的佳景；其凝华积素，是探索古今天候气象、生命奥秘的好境地；其“万壑群峰远障天，峰峰积雪断仍连”，是旅游观光、探险猎奇的好场所。,(五)卡惹拉冰川 卡惹拉冰川位于拉萨通往日喀则的公路180km处，很容易到达。该冰川在冰舌前缘的基岩冰蚀台地上可见数条长达10余米，宽1020cm，深810cm的楔型刮痕平行分布，这是其他冰川罕见的迹象，形如“刨床”的导轨，使人绝口赞叹大自然的魅力(六)梅里雪山明永冰川 青藏高原明永冰川全长约4km，宽30m80m，是北半球冰舌末端(冰川延伸而下的最末端)下伸最低的冰川，冰舌末端在海拔2700m处；冰川每年运动速度达530m，是我国目前运动速度最快的冰川，比海螺沟冰川每年188.8m的运动速度快3倍。这是我国最美丽的冰川。,(七)玉龙雪山冰川 云南大理玉龙雪山中段海拔40004200m以上的高山区域，发育有19条现代冰川，总面积达11.6lkm，其中东坡15条，西坡4条。玉龙雪山的现代冰川的类型可分为山谷冰川、冰斗冰川和悬冰川以及它们之间的过渡类型冰斗山谷冰川和冰斗悬冰川。玉龙雪山冰川属海洋性暖型冰川，表冷里融是其基本特征。,(八)“万年冰洞”山西宁武县涔山乡麻地沟村东，海拔2300米的山上有一处世界奇观万年冰洞。它是全国最大的冰洞，也是世界上迄今永久冻土层以外发现的罕见的大冰洞。冰洞上下五层，最宽处直径有20多米，最窄处十几米。洞内的地面、洞顶、洞壁上全是冰。由冰形成的冰柱、冰帘、冰瀑、冰笋、冰花、冰钟、冰佛、冰床、冰挂、冰兽、冰人，千姿百态，栩栩如生，堪称一个冰的世界。万年冰洞属岩溶成因洞穴群。当地表流水进入洞穴，在当地年均气温2以下的条件下，加之洞穴底部堵塞封闭，不存在空气对流热交换，洞壁岩石热导率低，可以使在冬季冻结的冰体得以保存。如此年复一年，长期不化，而成为“万年冰洞”。,三、古冰川遗迹 据研究，我国地质史上曾有过数次冰期和间冰期，数次冰期留下了大量的冰川遗迹，如古冰川谷、古冰斗、巨大的冰川漂砾和林立的角峰与锯齿状的刃脊，以及冰蚀湖等。冰川遗迹对于人类研究古气候、古地理、地球气候变化乃至未来地球气候变化的走向和人类起源、人类肤色形成都具有极高的科研价值。(一)海螺沟古冰川地貌,(二)陕西秦岭太白山 太白山(3667m)的古冰川地质景观也较典型：八仙台是一典型的角峰，在其西北面的大爷海及南面的二爷海、三爷海、玉皇池均为冰蚀湖，其中大爷海是非常典型的冰斗。该地冰蚀地貌有：冰斗、槽谷、角峰、刃脊、冰蚀洼地、冰斗湖、冰蚀湖、羊背石、冰溜面、冰擦痕；冰碛地貌有：终碛堤、侧碛堤、冰碛湖等；冰缘地貌有：石海、石河、石环、石玫瑰、石多边形、岩屑堆、冻融岩柱。以八仙台为中心，冰斗与槽谷呈辐射状展布，冰溜面、羊背石、多级水坎、冰蚀湖等说明该区以海洋性冰川为主；而高山区发育有石环、多边形土、石海、石河、冰缘岩柱等，则为大陆性气候的冰缘景观，说明太白山的古冰川具有过渡性质。太白山古冰川遗迹，是连接我国西部现代冰川与东部第四纪冰川的纽带，具有十分重要的研究意义。专家认为：太白山第四纪冰川遗迹属冰斗山谷冰川，曾经历大殿冰期、斗母宫冰期、太白冰期。,(三)黄山第四纪冰川遗迹(四)庐山第四纪冰川遗迹(五)四川阆中冰川遗迹(六)浙江新昌冰川遗迹(七)湖南浏阳大围山冰川遗迹 另外，有人认为，在北京附近、浙江天目山、安徽九华山、湖北九宫山等地，都有古冰川遗迹存在。,四、中国第四纪冰川遗迹陈列馆,中国第四纪冰川遗迹陈列馆座落于北京西郊翠微山下第四纪冰川擦痕处，是世界上唯一的以第四纪冰川擦痕实物为基础建立的博物馆。陈列馆的展陈分为冰川擦痕遗迹和5米长的画廊，包括鸵鸟蛋、恐龙蛋、三叶虫、猛犸象牙等化石及各种大小不同的冰渍石实物标本和介绍冰川知识及冰川资源现状四部分内容。1992年7月正式开放。,馆内展览介绍了第四纪冰川的基本知识、李四光先生第四纪冰川学说的创立与发展、冰川系统的研究与应用以及在国民经济建设中的作用和我国第四纪冰川分布及考察情况等。展品绝大部分为冰川遗迹的照片资料及部分冰碛石标本。“气候及环境对人类生存发展的影响”、“人类如何在未来冰期中发展文明”、“冰川现象在今天为人类储存提供能源功能及人类文明潜在的巨大威胁”等专题陈列可使我们更深入地了解第四纪冰川学。,冰川馆不但向广大观众传播介绍地球、地质方面的科普知识，而目弘扬了李四光等老一辈科学家为攀登科学高峰不畏艰险、奋斗不止的爱国主义精神，同时也为地质界专家学者提供了一个实地考察，学术交流的活动场所。注：“李四光环”冰川漂砾上的经冰川长期挤压后形成的形似指甲印的纹路，由李四光发现并命名，是冰川活动的有力证明。,作业题1、雪线位置高低主要取决于什么？2、影响冰川运动速度的因素有哪些？3、山谷冰川有什么特征？4、冰川是如何进行侵蚀作用的？5、试述冰川生长与消融规律。思考题1、冰川谷与河谷在形态特征上有什么区别？2、冻土有哪些类型，对人类活动的影响有哪些？,地质地貌学下第五章,