地质地貌第九章冰川的地质作用及其地貌特征.ppt

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1、地质地貌学,长安大学 地质工程系成玉祥,第九章 冰川的地质作用及其地貌特征,第一节 冰川的形成 第二节 冰川地貌特征第三节 冰碛物与古冰川的研究意义,第一节 冰川的形成,一、冰川的形成和分布（一）冰川的形成1、雪原与雪线对流层气温随高度和纬度的增加而降低，这样，到达一定高度的高山地区和一定纬度的高纬地区，气温经常在0以下。水分的降落和保存多处于固体状态。降雪不能在一年之内全部融化或升华掉，便长年累月地积聚起来，形成终年积雪区，叫做雪原。,终年积雪区的下线叫雪线。在雪线附近，年阵雪量大约等于年消融量；雪线以上，降雪量大于消融量，形成冰雪的积聚；雷线以下，降雪量小于消融量，所以没有雪的覆盖。雪线高

2、度与气温、阵雪量、地形等因素有关，所以各地雪线高度不同，总的规律是自赤道向两极迅速降低。,2、冰川的形成当地面高度超出当地雪线时，那里就出现雪原。降落下来的雪，被风吹扬到背风的地形低洼之外，逐渐形成巨厚的雪层。由雪变成冰川冰须经历两个过程：新雪变成雪粒，雪粒再变成冰川冰。,初降的新雪为六角形的冰片，雪层疏松，密度仅0.0085g/ml。随着雪层的加厚，下部的雪层受压缩，排出部分空气，同时，在压力和阳光照射下，部分雪升华或融化，水气迁移到另一部分雪粒上再结晶，雪粒增大受圆，形成粒雪。,粒雪是一种白色冰晶，比重0.20.4。粒雪继续被压实，孔隙进一步减少，彼此结合成冰川冰。,冰川冰是浅兰色的，是致

3、密透明冰层，在缓慢持久的压力下，具有可塑性，通常在低洼处积雪达到40m厚时，底部雪层即转化为冰川冰。只要冰川冰表面达到一定坡度，冰川冰就会在上层压力和重力推动下，从高的地方流向低的地方，冰川就形成了。,（二）冰川的分布既然冰川是气候和地形相配合的产物，所以冰川的分布和形状、规模也受地表热量、降水量分布规模和地形条件的制约。由于地表温度自赤道向两极降低，所以决定了现代冰川分布在气候严寒的南纬度和极地地区，中低纬度地区只有高出当地雪线以上的高山上才有零星分布的冰川。我们称前者为大陆冰川，后者为山丘冰川。,二、冰川的类型特征（一）山岳冰川的类型及特点山岳冰川主要分布于中低纬度地区。雪线高出海平面较多

4、，冰川积累区不大，因而冰川形态受地形限制较严格，故又分为：,（1）悬冰川这是山岳冰川中数量最多的一种冰川，一般面积小于1km2，依附在山坡上。由于所在的山头高出雪线不多，随气候变化易生易灭。,（2）冰斗冰川冰斗冰川以其所在的地形为冰斗而得名。,冰斗的规模差别极大，大的可达数平方公里以上，小的不及1km2。冰斗冰川都有一个陡峭的后壁，常发生频繁的雪崩和冰崩，这是冰雪补给的一个重要来源。有时，冰斗冰川有个短小的冰舌流出冰斗口。位于谷地源头的冰斗规模一般比较大，周围还可以有次一级冰斗，这种冰川叫围谷冰川。,（3）山谷冰川。当雪线下降时，在有利的气候和补给条件下，冰斗冰川迅速扩大，大量冰体从冰斗中流出

5、，进入山谷形成山谷冰川。山谷冰川以雪线为界，有明显的冰雪积累区（粒雪盆）和消融区（冰舌）。,山谷冰川长度可由数公里至数十公里，冰川厚度数百米至近千米。单独存在的称为单式山谷冰川；由几条山谷冰川汇合的称为复式山谷冰川。汇合的方式有并列、嵌入和上迭等形式（见图9-1）。,（二）大陆冰川的特点发育在两极地区，由于面积广大和冰层巨厚（常超过千米），冰流不受下伏地形限制，由中央最高处向四周作放射状流动。冰流下常掩埋规模宏大的山脉和低于海面的盆地。,（三）高原冰川的特点高原冰川是大陆冰川与山谷冰川的一种过渡类型，冰川下伏的是起伏和缓的高地，向周围伸出许多冰舌。,高原冰川亦叫冰帽，如斯堪的纳绍亚半岛上的约斯

6、特达尔冰帽，面积达1076km2，长为90km，宽为1012km，有许多冰舌向东西两侧伸出。冰岛东南部的伐特纳冰帽规模更大，面积达8410km2。我国西部高原和高山常在古夷平面上发育平顶冰川，也属高原冰川的性质。祁连山西南部最大的平顶冰川面积达五十多平方公里。,（四）山麓冰川的形成及特点一条巨大的山谷冰川或几条山谷冰川从山地流出，在山麓地区扩展或汇合成一片广阔的冰原，叫做山麓冰川。,山麓冰川是山岳冰川向大陆冰川转化的中间环节，当雪线下降时，山岳冰川先联合形成山麓冰川，山麓冰川向平原扩大并逐渐掩盖山地，分水岭不再是山地而是冰川的高起部分。于是冰川摆脱地形限制，成为大陆冰盖。,三、冰川地质作用（一

7、）冰川的运动任何冰川都有或大或小的运动速度。冰川的运动一般以年为计算单位，由数十米至数百米不等。但是，有一种冰川能发生周期性的突然前进，运动速度十分惊人。这种冰川叫波动冰川，是特殊类型的冰川，其运动规律不受气候变化控制。,冰川运动速度在冰川的各个部分是不一样的，较快的是在冰川的中部，即从粒雪盆出口到冰舌的最上部这一段。因为这里冰川最厚，由此向上游和下游都逐渐减薄。横穿冰舌，运动速度最快在冰川的中部。,冰川通过陡坡常形成冰瀑布，这里运动速度最快，因拉伸作用，冰面布满裂隙。冰川运动速度随季节变化，一般夏季快于冬季，日间快于夜晚，因为夏天和日间冰川融水多，经裂隙及边缘渗入冰川床，使冰川底部润滑，因而

8、速度加快。,冰川冰受力后易发生翅变，这种力主要来源于冰川自身的重力，因而冰川可分为表而的脆性带和下部的可塑带。裂隙的深度很少超过30m，这说明这个深度以下冰川冰处于塑性状态、破裂面易于闭合，主要以流变方式来消除应力，冰川的流动即发生在这个带中。,表面的脆性带是被下部的可塑带托着往前运动的。过去有一种推论，认为冰川的下部由于处于可塑状态，因而运动速度比表面快。经实际观测，运动速度以表面最快，并向底部递减，因为冰川底部存在摩擦阻力。,冰川运动是由可塑带的流动和底部的滑动两部分组成的。在中低纬度地区，由于冰融水活跃，滑动常占运动总量的2080。但不能认为高纬度地区冰川不发生滑动，南极冰盖深钻探明，冰

9、上部虽然温度极低，但底部基本上处于压力融点（冰的融点每增加一个大气压力要降低0.0075），即冰川底部与基岩并没有冻结在一起，冰川的滑动是可能的。,冰川滑动又叫冰川块状运动。一条冰川是否以块状运动为主，可以从冰川横剖面上流速的分布看出。如果以块状运动为主，冰川两侧运动最慢，中部流速几乎是齐头并进；如果以流动为主，则中央流速最快。,冰川滑动不仅有冰川沿谷床的块状运动，还有冰川内部的相互滑动，最常见的就是冰舌部分的逆掩断层。由于下游冰舌消融变薄速度降低，上游运动较快的冰向前推挤，沿破裂面发生滑动。,（二）冰川的侵蚀、搬运和堆积冰川是一种巨大的侵蚀力。有人计算过冰岛河流的含沙量，冰源河流是非冰源河流

10、的5倍，相当于每年全流域蚀低2.8mm。阿拉斯加的谬尔冰川以含沙量计，每年流域蚀低19mm，估计冰川的全部侵蚀力可超过一般河流1020倍。冰川本身的搬运力量极为惊人，大陆冰川可以把大片基岩从原地搬走。,纯粹的冰川是没有什么侵蚀力量的，因为冰的硬度很低，按莫氏硬度计算，冰在不同温度下硬度为：0：12；-15：23；-40：4；-50：6。另外，冰在长期受力时，易发生流变。在0时，冰的抗压强度为2105Pa，即22m深处的冰已处于可塑状态，遇到基岩突起时只能绕过。,冰川所以能侵蚀地表，主要依靠冰中所含的岩石碎块（冰碛），特别是冰川底部的石块突出冰外时，就成为铁犁和挫刀一样的有力工具。冰碛石愈大，突

11、出冰外的部分（角、棱）愈小，刻蚀力量愈大。,冰川底部就像砂轮一样，在滑运过程中不断锉磨冰床，这种作用叫做刨蚀作用，主要产生一些细粒物质。另外，冰川还有一种掘蚀作用。冰床上如果有因节理而已松动的岩块，其突出部分能与冰冻结在一起，冰川向前移动时即把岩块掘出带走。在冰斗后背，冰川侵蚀的方式也是如此（见图9-6）。,一条冰川究竟以刨蚀作用为主还是掘蚀作用为主，将取决于冰床基岩的岩性。花岗岩节理发育，有利于掘蚀作用的进行。因此，花岗岩地区冰碛物的漂砾特别多而又巨大。,冰川除通过刨蚀和掘蚀从谷床上获得冰碛物外，雪崩、冰崩及山坡上的块体运动常给冰川带来大量碎屑物质，这些碎屑在冰川中被携带而来（运动冰碛），出

12、露在冰川表面的叫表碛，夹带在冰内的叫内碛，冰川底部的叫底碛，冰川边沿的叫侧碛；两支冰川会合后，侧面合并的冰碛物叫中碛。冰川末端冰碛物环绕冰舌形成高大的冰碛堤，叫做终碛（前碛）。,冰川消融以后，冰碛物堆积下来，形成基碛（包括运动冰碛中的底碛、表碛、内碛和中碛）、侧碛和终碛等，分别构成一定的冰川堆积地貌。,第二节 冰川地貌特征,一、冰蚀地貌的类型及其形成特点（一）冰斗、刃脊与角峰冰斗是山岳冰川最典型的冰蚀地貌之一，按其分布位置可分为谷源冰斗和谷坡冰斗两种。,谷源冰斗规模一般大于谷坡冰斗，往往还有次一级的冰斗分布在周围，因而又叫做围谷。典型的冰斗是半圆形，三面环以陡峭的岩壁，开口处为一高起的岩槛。冰

13、斗底部是一个洼地，冰川消退后，往往积水成湖，叫做冰斗湖。,随着冰斗的不断扩大，斗壁后退，相邻冰斗间的岭脊渐渐变成刀刃状山脊，称为刃脊。,几个冰斗所夹持的山峰就变成尖锐的金字塔形角峰。,（二）槽谷与峡湾冰川谷的典型形状是槽谷，亦称U形谷。U形谷正是冰川为本身创造出的理想断面，因为流体只有当所通过的断面大于最大平均深度时才能畅通无阻。,冰川槽谷具有明显的谷肩和冰蚀三角面，这是不同于普通山区河谷的明显特征。槽谷在谷源冰斗下方形成的陡壁叫槽谷头，冰川通过时形成巨大的冰瀑布。,槽谷的形成和冰川的下蚀和展宽是密切相关的，下蚀使冰斗和支谷高悬起来，形成悬谷和槽谷头；展宽则削平交错山嘴，造成特殊的冰蚀三角面，

14、使槽谷平直畅通。美国加利福尼亚州的约斯迈特槽谷深9001200m，只是冰川的下蚀量就有450m。近年的物探表明，谷床上还有厚达300m的松散堆积物（包括冰渍）。在我国西部山地也有深达千米的大槽谷。,在支冰川注入主冰川的汇合处，常在谷肩处出现悬谷。这是由于支冰川厚度比主冰川小，侵蚀力弱，底床深度也较小，冰退以后支谷就成为悬谷。我国西部许多山地的悬谷高出主冰川谷达百余米至数百米。,槽谷在纵剖面上常有冰坎（岩槛）与冰盆交替，并形成串珠状湖泊。冰坎与冰盆是冰川作用选择性侵蚀的结果，这种选择性侵蚀与冰床基岩的构造、节理有关，冰前期河床剖面的原始起伏也起很大作用。冰川在冰坎上为伸张流，流速快而侵蚀量小，在

15、冰盆中为压缩流，沿破裂面向上滑动，发生类似冰斗中的旋转运动，使冰盆受到下蚀而加深。冰坎的高度由数十米到数百米不等。冰盆积水成湖，深度一般为数十米。另外，在山谷冰川出山口的地方常挖成很深的尾端湖。,槽谷的另一种形态是纵断面呈平滑曲线，谷底宽敞平坦。前一种槽谷常见于新构造运动比较强烈、气候比较湿润、地形切割比较强烈的山地，如喜马拉雅山、阿尔卑斯山、阿拉斯加沿海岸的山脉等山地中的槽谷属之。后一种槽谷常见于新构造运动相对较弱、气候比较干燥、地形和缓的山地，如我国祁连山、唐古拉山中的槽谷。从冰川性质而论，海洋性冰川侵蚀力强，易形成阶梯状纵剖面；大陆性冰川侵蚀力较弱，易形成平滑纵断面。,峡湾是槽谷的一种特

16、殊形式。大陆冰流或岛屿冰盖入海常形成许多峡湾，它是过去溢出冰川的通道。溢出冰流有较高的流速，因而有强大的侵蚀力。由于冰川很厚，入海尚未漂浮之前仍然侵蚀冰床，形成冰盆和岩槛相交替的纵剖面，峡湾入海终端常为高起的岩槛，它和后方的冰盆高差由数百米到上千米。,（三）羊背石与磨光面、冰擦痕羊背石是冰川底部的一种侵蚀地形，形态上为一些石质小丘，远望如甸伏谷地的羊群。迎冰面因刨蚀作用平缓而倾向上游，布满磨光面、擦痕、刻槽等侵蚀微形态。背冰面因掘蚀作用多为参差不齐的陡坎。,形成这种特征是因为迎冰面的冰川冰因压力增长而出现暂时的融化，融水向下方流到背冰面时，因压力降低而重新冻结起来，造成冰下的冻融风化，使岩石沿

17、节理、层面裂开，冰川越过时即把这种松动的碎块掘蚀而去。,冰川作用所形成的磨光面不仅出现在羊背石上，在u形谷的谷壁和漂砾上也可形成磨光面、条件是岩石比较致密，磨蚀物是沙和粉沙一级的碎屑。如果磨蚀物的粒径增大则成擦痕和刻槽，擦痕长数厘米至1m，深度一般为数毫来。由于冰川底部的冰流方向可以变化，因面磨光面上的擦痕常成几组交叉出现。冰川擦痕细长而较深，有横向阶梯的擦痕叫颤痕。,二、冰碛地貌特征（一）冰碛丘陵（基碛丘陵）冰川消融后，原来的表碛、内碛、中碛都沉落到底碛之上，合称基碛。基碛是大陆冰川地区分布最广的一种冰碛，多成片分布，在低洼处沉积较厚，高地很薄，形成波状起伏的冰碛丘陵，其间分布着细颗粒物质构

18、成的洼地，积水便成湖。,冰碛丘陵如果主要由底碛组成，其形态与分布规律反映古冰川消亡前冰底的形状；如果主要由表碛组成，则可以反映原来的冰面形态（冰面洼地中表碛厚）。底碛因受强有力的冰川挤压，因而多带擦痕，由于搬运路程较远，棱角磨圆现象明显，扁平砾石呈定向排列，长轴平行于冰川流向，扁平面倾向上游。表碛因随冰川融化跃落，砾石排列杂乱。,大陆冰川区基碛丘陵高度由数十米到百余米，北美有高达400m的基碛丘陵。山岳冰川规模大时，也能形成冰碛丘陵。,（二）侧碛堤 侧碛是冰舌两旁表碛不断由冰面散落到冰川与山坡之间堆积起来的，有一部分侧碛则是山坡上的碎屑披落到冰川边缘堆积成的。当冰川退缩后，就在原先山谷冰川两侧

19、形成条状高地，即为侧碛堤。侧碛堤是山谷冰川一种很主要的地貌，其向上延伸的末端高度可近似地表示雪线高度。,（三）终碛堤（前碛堤）终碛是冰舌末端较长时期停留在同一位置，又处于平衡状态时逐渐堆积起来的，山岳冰川和大陆冰川都可以形成终碛堤。,大陆冰川的终碛堤较低，高度约3050m，长度可达几百公里，弧形曲率很小。山岳冰川的终碛堤较高，我国西部超过200m的终碛堤很多。终碛堤的成因是冰舌末端大量的底碛和内碛沿着剪切面被推举到冰川表面，冰面强烈消融也使内碛出露为表碛。这些表碛沿着冰舌前沿的斜坡不断堆积起来，终于形成环绕冰舌的高大终碛堤。,还有一种终碛叫挤压终碛，它是冰川前进时，把河谷中的砂砾层或过去的冰碛

20、像推土机一样挤压而成，在剖面上常可以看到逆掩断层和褶曲现象。一般来说，代表一次强烈冰川推进期的终碛，底部多出现挤压构造，上部才是由表碛撒落到冰舌前端堆积起来的物质。这种情况在天山和西藏都曾见到。终碛堤常成组出现，反映冰川后退的阶段。,（四）鼓丘的特点主要由冰碛组成的、几十米高、几百米长的流线形丘陵叫做鼓丘。它在平面上呈蛋形，长轴与冰流方向平行。前后两坡不对称，迎冰面（后坡）陡，背冰面（前坡）缓。有的鼓丘全部由冰碛组成，有的则有一个基岩核心。,鼓丘分布的位置比较固定，总是成群地出现在大陆冰川终碛堤后方不远的地方。这种排列位置是冰川侵蚀和堆积作用在一定部位维持着动态平衡的结果。,从鼓丘中砾石的定向

21、排列（长轴平行于鼓丘伸延方向）来看，冰川对这些砾石显然起着制约作用。从迎冰面陡而背冰面缓来看，它不是侵蚀形态（与羊背石相反），反映冰流受阻变缓。鼓丘的剖面形态颇似机翼的剖面，是流体中阻塞物的一种适应形态。我国西藏高原上也有鼓丘分布，出现在高山占冰盖终碛的内侧，组成物质除冰镇外，尚有大量冰水沙砾，长度数十米至数百米。,三、冰水沉积地貌特征冰川融水具有侵蚀和搬运力量，并在冰川内部及边沿地区形成独特的冰水堆积地貌。冰川融水丰沛，具有强烈的季节变化和昼夜变化特征，常因阻塞湖（冰内、冰前和冰下均可形成）的冰川突然溃决而形成洪水。冰下和冰内河道受到冰川的压力，有很强的侵蚀和搬运力量。但是，不能认为凡冰川起

22、源的河流影响所及的各种沉积都叫做冰水沉积。,根据冰水堆积地貌的分布位置、物质结构和形态特征可以分为以下几类：1冰水扇和外冲平原冰下河道夹带大量沙砾从冰舌末端排出，在平原上展布，形成冰水冲积扇。许多冲积扇联合成外冲平原，呈裙状包围着终碛堤。在山谷中形成冰水排泄平原。经后期切割则成冰水阶地，逐渐向下游尖灭。,2季候泥的形成由冰水湖泊所形成的沉积，有明显的季节变化。夏天冰融水增多，携大颗粒碎屑入湖沉积，颜色较浅；秋季冰融水剧减，长久悬浮于湖水中的粘土胶粒开始沉淀，颜色较深。这样就形成季候泥，亦称纹泥。像树木年轮一样，可据此计算沉积物形成的年代。北欧的地质工作者以季候泥为依据建立了可靠的冰后期年表。,

23、3冰砾阜阶地与冰砾阜的形成及特点冰川两侧常有边缘水道，冰水沙砾充填其中。当冰川退缩后，边缘水道的沙砾层就在谷坡上形成冰砾阜阶地。,冰砾阜是一些圆形或不规则的丘陵，由有层次的、并且经过分选的物质（粉沙、细沙）所组成，表面一般有一层薄的冰碛层覆盖。冰砾阜原来是冰川表面的负地形。底部为冰水沙砾物质，随着冰川融化消失，负地形成了正地形。,4锅穴的特点冰水平原上常见一种圆形的洼地，深数米，直径十余米至数十米，周壁陡直，状如黄土陷穴，叫做锅穴。这是原来埋在沙砾中的死冰块融化引起的塌陷。我国西部山谷冰川的最新冰水扇上，偶尔还能见到锅穴。,5蛇形丘的形成及其特点蛇形丘是狭长、曲折如蛇的高地，两坡对称，丘脊狭窄

24、。小的蛇形丘长数十米至数百米，大的可达数公里至数十公里，北美有长达400km的。蛇形丘可以有分支，还可以爬上高坡。它是冰下封闭隧道中的水流沉积，组成物质为沙砾，因卵石很多，偶有冰碛透镜体夹入。从蛇形丘的横切面看，沙砾层常作背斜状，是由于两壁冰体塌陷所致。,四、冰川地貌组合的特征各种冰川和冰水地貌类型，可按照成因组合分为山地冰川和大陆冰川。山地冰川地貌组合类型复杂多样，无论冰川存在或冰川解除都各有20种左右。而大陆冰川的地貌类型单调，总共不过1112种。这是因为山地冰川受地形控制，而冰前地形本来就很复杂，经过冰川的塑造就更加复杂化了。大陆冰流不受下伏地形控制，而大陆冰川本身形态又很单调，因而地貌

25、组合也较单调。,山地冰川地貌组合规律明显，从上到下可以分出几个垂直带：雪线以上是以冰斗、刃脊、角峰为主的冰蚀地貌带；雪线以下、终碛堤以上是以槽谷、侧碛堤、冰碛丘陵为主的冰蚀冰碛地貌带；冰川末端是以终碛堤为代表的冰碛地貌带；终碛堤外缘，表现为冰水扇和外冲平原的冰水堆积地貌带。,大陆冰川地貌组合表现为水平分带性，以终碛提为界，堤内以冰碛地貌为主，以冰碛丘陵为代表；堤外以冰水堆积地貌为主，以冰水外冲平原为代表。,总之，山地冰川以冰蚀地貌复杂为其特色，大陆冰川以堆积地貌突出为其特色。山地冰川侵蚀地貌发育与否还与冰川活动性强弱有关。海洋型冰川活动性强，侵蚀地貌就比较发育。大陆冰盖也有类似情况，有的冰盖不

26、能做底部滑动，无显著侵蚀，堆积也不发育。即使同一冰盖的各部分活动性也是很不一样的，对此必须作具体分析。,第三节 冰碛物与古冰川的研究意义,一、冰碛物的特征冰川堆积貌似杂乱无章、粗细混杂，其实冰碛物无论就堆积特征分、颗粒表面形态来说都有其独特的规律。,（一）粒度成分冰川堆积的粒度十分悬殊，漂砾大的可以像整座楼房，胶粒小的粒径可以为0.0005mm，在冰湖中悬浮数月才能沉淀下来。但是，对粒径在2mm以下的沙、粉沙、粘土进行分析，发现它们有明显的规律：同时代同地域的冰碛粒度成分稳定。同时代不同地域的冰碛粒度成分可各不相同，反映基岩影响。如俄罗斯平原结晶岩区以沙占优势，沉积岩区则以粘土占优势。,不同时

27、代的冰碛粒度成分不同，反映冰川流向有改变，也反映后期风化的影响。冰碛物中沙、粉沙、粘土都有，变动最大的是沙和粘土，而粉沙含量比较稳定。这说明冻融风化及冰川研磨作用主要造成粉沙级颗粒。大陆冰川外围常有一个风成黄土带，它亦来源于此（黄土级配以粉沙为主）。,除沙、粉沙和粘土外，冰碛中以含有大量砾石为其特征。冰碛中砾石与粘土的比例各地不同，山岳冰川因搬运距离近，冻融风化和掘蚀作用造成的块砾又极多，因而细颗粒碎屑比例很小。例如珠穆朗玛峰地区的冰川，无论新老，粘粒均不及2。大陆冰川因搬运距离远，磨蚀作用强，能形成较多的细物质，因此泥砾较多，大陆冰川的底碛一船多为泥砾。,（二）岩性和矿物组成冰碛的岩性严格受

28、当地基岩的控制。表面被搬运最远，因而常成为异地漂砾（最远达1200km）。底碛在冰川的推动下往前运动，但移动距离不远，有人对纽约37个地点的三千多地底碛石的来源进行了统计，其离母岩的距离最大是32km。但是，底碛中细粒物质被搬运的距离要比这远得多。,冰碛的矿物组成也受下伏基岩的控制。结晶岩地区的冰碛矿物组成是五光十色的，沉积岩地区的矿物比较单一，而且多为稳定矿物。随着搬运距离的加大，不稳定矿物逐渐受到破坏，因而冰川区实际上仍有化学风化作用。,（三）沉积特征冰川的底碛随冰川运动，有适应冰流方向调正方位的能力，因而定向排列的趋势最明显。如果底碛定向排列被破坏，这反映受到后期的冰水或重力塌陷等的影响

29、。终碛堤底部亦有底碛，由于受到冰川的推动，砾石长轴有平行终碛堤而垂直冰流方向的趋势，说明发生了滚动。,从冰面表碛变化来的消融冰碛不存在定向排列，但会在冰碛中形成向外坡倾斜的层次。特别是冬天积雪覆盖坡面，开春融化再堆积冰碛时，还会形成由雪变来的冰与冰碛互层现象。,冰川底碛中常夹有冰水沙砾透镜体。底碛中出现冰水沉积，说明冰川底部有冰下河道，反映底部冰处于压力融点状态。因此，底碛中有无冰水沉积可以作为鉴别冰川温度状态的间接标志。消融碛和撤落起源的终碛和侧碛有很高的孔隙度，缺乏细粒物质。底碛含较多的细粒物质，并经过冰川的静压力和动压力作用，因而十分致密，孔隙度低，不易透水。,（四）形态特征冰碛石的形状

30、大多是棱角状和次棱角状。如果出现磨圆度较高的卵石，这或是冰前期河流砾石被卷入冰碛，或是同期冰下河道的沉积。冰下河道是强制水流，砾石被旋转磨蚀，因而大量出现圆度很高的卵石。在海洋性冰川地区，冰碛中夹入这种卵石的例子是很多的。,但是，典型的冰碛石一般是五角形或三角形，有一个平坦的底面和隆起的顶面，边侧有小的平面，顶角有磨损和钝化现象、总的外形很像一块烙铁。这种形状有助于保持它在冰流中的位置相对稳定。冰碛石经过较长距离搬运后，棱角逐步磨损，从而增加了磨圆度。,冰碛石的另外一个特点是常带有许多擦痕，这是彼此互磨的结果。一般情况下擦痕石占冰碛石总数的510以下。擦痕石主要出现在底碛中，因为在这里冰面石受

31、冰川推动彼此磨擦的机会最多。表碛除非是由底碛转化来的，一般没有撩痕。所以，消融碛中含有的擦痕石最少。,冰川在运动中像挫刀一样磨蚀谷床，像粉碎机一样使底面受到挤压和研磨，这样形成的大量细颗粒碎屑将保持着受力时各种破裂面和微细的擦痕，这是鉴定冰损成因的重要根据。在电子显微镜下这种形态表现得十分清晰。,二、古冰川的研究第四纪冰期中冰川规模最大时，世界陆地面积的三分之一被冰川掩盖。由于大量水体积聚于陆地，使海面下降约100m以上，使海陆轮廓发生重大变化，气候带也发生巨大变化。因此，古冰川问题是第四纪地质和地貌发育史研究的重要问题之一。,（一）冰期与间冰期的特点根据冰川地貌与堆积物的研究，第四纪全球的冰

32、川曾有数次增长和消退。冰川大规模增长的时期叫冰期，大规模消退的时期叫间冰期。在一个冰期里，有时还可分出若干冰进阶段和冰退阶段。,在地质史上，绝大部分时期要比现代温暖得多。第三纪末期南极大陆还有喜暖的森林，后来形成了煤层。到中新世晚期，南极洲和格陵兰开始出现冰川。第四纪来临，大陆北半球都频繁出现冰川。在欧洲大陆冰流曾达到北纬40度，在北美也曾推进到北纬38度。北美冰盖面积达到1845万km2，最大厚度3500m，斯堪的纳维亚冰盖面积达667万km2，最大厚度3000m。冰期时全世界平均气温比目前下降57。,由于冰盖的存在，改变了世界大气环流的形势，北半球气候带南移，中纬度地区沙漠缩小，低纬度及赤

33、道地区沙漠扩大，大陆季风盛行而海洋季风衰减。这样巨大的气候变化对动植物、土壤、河流、湖泊以及地质地貌过程无疑将产生巨大的影响。因此，研究第四纪环境变迁，必须以冰川进退和气候变化为中心。,第二次世界大战后，关于冰期的研究有很大进展，主要是绝对年代测定方法的日益改进和极地冰盖和深海沉积研究上有了突破。已经查明，晚更新世十多万年来南北半球冰川变化和气候变迁是同时的。阿尔卑斯山发现的几次冰期，多数资料证明是发生在中更新世（从七十万年前开始），每个冰期一间冰期循环包括十万年左右的时间，其中九万年是冰期，约一万年是间冰期。全新世是一个间冰期，已延续一万年，未来的气候可能或快或慢地向冰期发展。,我国东部古冰

34、川的研究经李四光提倡后，划分了四次冰期，并与阿尔卑斯山著名的四次冰期作了对比。我国科学工作者对青藏高原地区进行了考察，也划分了四次冰期。应当指出，我国西部高原现代冰川还存在，古冰川遗迹较易辨认。但东部地区因无现代冰川，古冰川遗迹比较模糊，地学界的看法还有分歧。随着进一步深入研究，这种分歧是不难解决的。,（二）划分冰期的根据用冰川蚀积地貌的遗迹来研究古冰川和划分冰期是一种常用的方法，其中主要的有：（1）终碛。终碛代表古冰川所达到的最低位置，在它的外侧是冰水活动区并渐变为正常流水活动区。在终碛的内侧相继出现冰川活动留下的一系列侵蚀和堆积地貌，如羊背石、鼓丘、冰渍丘陵等。,冰期终碛与阶段终碛不同，前

35、者比较高大，在其内外可以找到构成冰川地貌组合的各种地貌单元；阶段终碛因停留时间较短，比较低矮，且处于大终碛内侧。另外，代表冰期的终碛因属前进性质，大多数具有挤压终碛的特征，或卷入不少冰前期或间冰期的流水沉积。,（2）冰斗冰斗代表古雪线高度，当出现成层的冰斗时，即代表古雪线下降的不同位置，或反映冰期，或反映阶段。计算冰斗高度时要注意：同时期冰斗如分布在不同坡向的不同高度是正常的；不同冰期的冰斗破坏程度不同，末次冰期的冰斗很少破坏，一般均表现为冰斗湖。冰斗后壁如有寄生冰斗，这是冰川退缩中雪线上升的产物。,（3）槽谷如果下槽谷以上还有上槽谷，形成相互迭套的话况，说明不止有一次冰期，反映山地不断上升，

36、间冰期河流强烈下切。但是，两次冰期的冰川都有一个槽谷的情况也是很多的。有时老的终碛己全部破坏，较新终碛以外还有一段形态清晰的槽谷，接下去才是流水侵蚀的高山峡谷，这也可以作为存在更早冰期的证据。,（4）冰水阶地晚更新世的冰水阶地一般都可向上游追溯到与其相当的终碛堤。山区河谷常有一些更高的冰水阶地，与它们同时期的古终碛及其他冰川地貌均因后期破坏而消失殆尽，这时它们就成为划分老冰期的重要根据。这中间要注意把正常的河流阶地和冰水阶地区分开采。,（5）冰碛完全失去形态表现的古老冰碛可以两种方式保留下来。一种是在山区，保存在古剥蚀面的残余地段上，被后期切割抬升到很高的地方，另一种是在平原地区被掩埋在地下。根据冰碛风化程度和胶结程度不同划分冰期也是一个常用的方法，即风化程度深的或胶结紧的冰碛代表老冰期的产物，风化程度浅的或末胶结的冰碛代表新冰期的堆积。,思考与复习题,1、冰川形成的条件是什么?2、什么是雪线？影响雪线高度的因素有哪些?3、冰川有几种类型?各有什么特征?4、冰川有哪些地质作用?5、试述冰川地貌类形及其特征。6、何谓冰碛地貌?7、冰碛地貌的特征是什么?8、什么叫冰期？9、划分冰期的依据是什么?10、什么是冰川泥石流?11、试述冰川搬运作用的特点与方式。12、冰川发生堆积作用的原因是什么?13、冰期与间冰期的更替原因是什么?,