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06冰川和冻土地貌及堆积物

归档日期:10-19       文本归类:冰分凝      文章编辑:爱尚语录

  06冰川和冻土地貌及堆积物_工学_高等教育_教育专区。第六章 冰川和冻土地貌及堆积物 第一节 冰川地貌及堆积物 第二节 冻土地貌及堆积物(了解) 第一节 冰川地貌及堆积物 一、冰川的形成、运动及类型 冰川---陆地表面大规模的冰体。 现代冰川

  第六章 冰川和冻土地貌及堆积物 第一节 冰川地貌及堆积物 第二节 冻土地貌及堆积物(了解) 第一节 冰川地貌及堆积物 一、冰川的形成、运动及类型 冰川---陆地表面大规模的冰体。 现代冰川 1、冰川的形成 雪线 雪线是年降雪量等于 年消融量的界限。雪 线以上年降雪量大于 年消融量,所以常年 积雪,在雪线以上的 常年积雪,经一系列 的变化而形成冰川冰。 当冰川冰积累到一定 厚度,只要冰层表面 或地面具有一定坡度, 冰川冰就要运动。这 种运动的冰川冰就是 冰川。 2.冰川的运动 导致冰川运动的因素主要是重力和压力。冰川运动的速度 取决于冰川的厚度,地形坡度或冰面坡度。冰川的厚度越 大,其所产生的静压力也越大,冰川运动速度就大。地面 坡度越大,或冰面坡度越大,冰川运动速度也越大。 冰川的流动速度是非常缓慢的。山岳冰川流速为每年几 米到一百多米。冰川的运动速度在冰川各部分是不同的。 从冰川的纵剖面来看,中游流速大于下游。从横剖面来 看,冰川中央流速大于两侧。 冰川不同部位的移动速度不同,底部和两侧因摩擦力大,流动较慢, 上层因重量小,流速也不快,中部的流速最高。不同的流速加上地 形阻碍,使冰面形成冰缝和褶皱,仿佛层层叠叠的浪花。 冰川(冰盖)作用在第四纪地质历史中具有重要地位。它对大 陆地貌形态,第四纪地层,古气候、生物进化及古人类进化都 有深刻影响。所以,对现代冰川和古冰川研究,对恢复第四纪 地质发展史具有重大的理论意义。 3、冰川的类型 按其形态、规模和所处地形条件,冰川可分为: A.山岳冰川 分布于中、低纬度高山地区的冰川,规模较小, 受地形控制。 B.平原冰川(大陆冰川) 发育在高纬度地区规模较大的冰川。 平原冰川中央部分冰层较厚,向边缘变薄,又叫做冰楯和冰盖 (1)山岳冰川 ? 冰斗冰川:发育在雪线附近积雪洼地中的冰川。规模不大, 从一平方千米至数平方千米。 ? 悬冰川:冰斗中积雪越来越多时,冰斗冰川的量增加,部 分从冰斗流出的冰川冰悬挂在冰斗口外的陡坎上,形成小 的冰舌,即悬冰川。 ? 山谷冰川:沿着先前形成的谷底中运动的冰川,呈带状分 布。长短不一,有的长达数十千米或上百千米。 ? 山麓冰川:当气候寒冷,降雪量丰富时,山谷中的冰川继 续向前流动,流出谷地在山麓地带扩展形成。规模不等, 多个山麓冰川连在一起形成冰原或冰帽。 (2)大陆冰川 ? 冰原:在地形较平坦的分水岭及高原上,在高纬 度地区,冰川的扩展和连接形成面积及厚度较大, 表面平坦或下凹的冰体。 ? 冰帽:随着积雪的增加,冰原将进一步扩大,它 的表面开始上凸发展成冰帽。 ? 冰盖(冰盾):当冰川面积超过5万多平方千米, 就是冰盖了。 二、冰川剥蚀地貌 ? 1、冰川的剥蚀作用(刨蚀作用) 概念:冰川在运动过程中,以自身的动力和冻结其中 的砾石对冰床表面和两侧基岩所产生的破坏作用。 挖掘作用(拔蚀作用):通过冰川的 压力、融化和冻结,将冰床中的岩石 弄碎并随冰川拔起带走的过程。 冰床加深 凹凸不平 磨蚀作用:冰川以冻结在其中的砾石 为工具刮削冰床基岩的过程。 冰床降低 光滑平坦 ? 2、冰川剥蚀地貌 冰斗、冰窖 刃脊、角峰 冰蚀谷 悬谷 羊背石 (1)冰斗:山岳冰川最典型的侵蚀地貌 由于长期冰蚀作用、冰冻风化作用和冰崩作用,形成了一 种三面界以陡壁、一面向冰谷下游方向开口的圈椅形的凹 陷,叫做冰斗。 ?特征:半圆形,三面环以 陡峭的岩壁,开口处为一高 起的岩坎,底部为洼地,大 小几百米。 ?冰斗的成因:位于雪线 附近,由于是积累区和消 融区的界线,冬季以积累 为主,夏季以消融为主, 造成该处的冰川不断地旋 转,使一些自然洼地逐渐 扩大,并掏蚀出陡状的洼 地。 (2)刃脊和角峰 随着冰斗的不断扩大,斗壁后退,相邻冰斗间的岭脊逐 渐地变成刀刃状或锯齿状,称为刃脊;几个冰斗所夹持 的山峰变成尖锐的金字塔形,称角峰。 冰斗、刃脊和角峰的发育 (3)冰蚀谷( U 形谷) ----冰斗侵蚀而成的谷地。 冰蚀谷的特征: ①抛物线或 U 型(河流在山区多呈 V 型); ②平直而又宽阔(河谷多弯曲); ③谷底自上游向下游变窄(河 谷正相反); ④冰川槽谷两壁常发育大量 的冰川擦痕或擦槽(河谷无 此现象); U型谷 (4)悬谷 ?支冰蚀谷高悬于主冰蚀 谷的谷坡上。 ?悬谷的形成是由于支谷 冰川的刨蚀能力远小于主 谷冰川的刨蚀能力。 (5)羊背石 (图6-8) ----在U谷底部的一些基岩凸起的表面,常带有冰川擦痕、 磨痕和碾平及磨光的痕迹。有时可见一些凸起的基岩,其 表面常常被磨得很光滑,叫做羊背石。 重要意义:可指示冰川的流动方向。 对着冰川上游的一坡比较平缓,指向下游的一坡较陡 峭,并常有冰碛物。 三、冰川堆积物及堆积地貌 ? 1、冰川的搬运作用与沉积作用 冰川的搬运作用:冰川在运动过程中,将冻结 在冰川中的碎屑物质从一个地方搬运到另一个 地方的过程。 冰川的沉积作用:由于冰川的消融或载荷能力 的降低,将携带的碎屑物质堆积下来的过程。 形成的堆积物称为冰碛物。 主要受冰川的厚度、运动速度、温度以及地 形的影响。 ? 2、冰碛物及其分类 冰川侵蚀产生的大量松散岩屑和由山坡上崩落下来的碎 屑,进入冰体后,随着冰川运动向下游搬运,这些被搬运 的碎屑物称为冰碛物。 据冰碛物的相对位置,冰碛物可进一步分为(表6-1) ?表碛:出露于冰川表面的冰碛物; ?内碛:夹在冰川裂隙中的冰碛物; ?侧碛:冰川边缘的冰碛物; ?岸碛:冰川完全消融,堆积在谷地两侧稳定下来的侧碛; ?中碛:两支冰川汇合后侧碛合并的冰碛物; ?终碛:冰川所搬运和夹带的内碛、底碛和表碛在冰川融解 过程中在冰舌的前端堆积下来,形成终碛; ?底碛:冰川底部的冰碛物; ?基碛:冰川消融后,表碛、内碛降落到冰床上,与 底碛共同覆盖在冰川谷地底部; 冰川漂砾:散布在冰谷底部的一些巨大的孤立的石块。 漂砾表面常有磨光面和擦痕。 3、冰碛物的特征 ? (1)成分特征 主要为岩石碎屑,粉砂和粘土的含量低,易保存不稳 定的矿物和岩石。与河流沉积物比较,冰碛物的成分相对 比较简单,尤其在山岳冰川的冰碛物中表现更突出。 ? (2)结构特征 冰碛砾石的磨圆差,以棱角、次棱角状的砾石为主。表 碛和内碛,在其搬运过程中砾石之间很少碰撞和磨蚀,由 它们堆积形成的冰碛物磨圆差,砾石几乎没有磨圆;底碛 砾石可能发生与冰床的摩擦,有时砾石的棱角具有一定的 磨蚀。 冰碛砾石表面可形成冰川擦痕、磨光面。 ? (3)构造特征 一般不具有层理构造,一般是杂乱堆积。 ? (4)石英砂表面形态特征 具有棱角状的冰川石英砂,表面常见 有贝壳状断口、平整破裂面或翻卷薄片; 一组平行破裂面构成的一系列“阶梯”; 圆形的刻蚀“坑”、“槽”或“痕”。 4、冰川堆积地貌 ? 终碛堤:又称前碛堤,是在冰川的前缘(冰舌)由堆积形 成的终碛构成的长垄形弧状地形。弧顶指向冰川运动方向。 ? 侧碛堤:分布在冰蚀谷底两侧由侧碛构成的堤状或垄状地 貌。 ? 中碛堤:主要发育在山岳冰川作用区,两条支谷冰川汇合 进入主谷时,相邻的侧碛合并在一起形成主谷冰川的中碛。 冰川融化,中碛坠落在谷地中间堆积下来并向上游延伸形 成中碛堤。 ? 鼓丘:分布在终碛堤内侧,一般是由含粘土较高的 底碛堆积而成的椭圆形或流线型岗丘。大陆冰川区 常见。在平面上呈椭圆形,长轴与冰川运动方向一 致。前后坡不对称,迎冰面(前坡)缓,是基岩; 背冰面(后坡)陡,是冰碛物。(图6-14) ? 冰碛丘陵:冰川在消融过程中,冰川中的表碛、中 碛和内碛等都坠落于底碛之上形成基碛,地形上形 成高低起伏的小山丘。分布于大陆冰川作用区。 四、冰水沉积物及冰水堆积地貌 ? 1、冰水沉积作用及冰水沉积物特征 冰水沉积作用:经冰水搬运的物质,由于水动力的减 弱而发生堆积的过程,与冰川的沉积作用明显不同, 而与流水的沉积作用有些相似,形成的沉积物称为冰 水沉积物。 据水环境特征: ? 冰河沉积:冰川融水携带大量的碎屑物质在水动 力条件减弱的地方沉积下来的过程。冰河沉积物 主要由具有一定磨圆的砾石和砂构成,粘土含量 较少,发育层理构造,一般不发育河流沉积的 “二元结构”。 ? 冰海沉积:漂浮于海洋边缘的冰舌、冰山、冰棚 中所挟带的冰碛,当冰体融化后,它们沉积到海 底的过程。 冰湖沉积:冰川融水携带一些细小物质流入冰前 湖泊,在静水环境下发生缓慢的沉积过程,其沉 积物称为冰湖沉积物。 在冰川前缘洼地由冰水注入湖泊所形成的纹层 状沉积叫季候泥,也叫纹泥。象树轮一样,可以根 据纹泥计算沉积物的年代。 特征: 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,主要沉积粗粒物质,颜色较淡;冬 季冰融水剧减,长久悬浮湖水中的粘土胶粒开始沉 淀,沉积物较细,颜色较深。 ? 2、冰川接触沉积及堆积地貌 (1)冰阜阶地和冰砾阜 冰阜阶地 分布在冰蚀谷两侧由冰水沉积物构成的台阶状地形。 沉积物以砾石和砂为 主,砾石具有一定的 磨圆,发育斜层理, 不具有二元结构。 冰砾阜 冰川消融后,冰面 溪沉积物坠落冰床上 形成的丘状地形。 堆积物特点:具交错层理的砂和具有水平层理的细砂、粉 砂甚至粘土,通常是细粒沉积物占优势。表面常覆盖一层 冰碛物。 成因: 冰砾阜是冰面上小湖或小河的沉积物,在冰川消融后沉落 到底床堆积而成。在山谷冰川和大陆冰川中都发育冰砾阜。 (2)锅穴 冰川后退时,一些没有融化的冰块被埋藏在冰水沉积物 中成为死冰。气温变暖,这些死冰完全融化,在冰水沉 积物中出现空洞致使上面的沉积物发生塌陷,形成下凹 的坑,称为锅穴。 (3)蛇形丘 是一种狭窄的两坡陡峭的沿冰川运动方向弯曲延长的垅状 地形。 特点:狭长曲折的高地,由 砾石、粗砂构成,有一定分 选性和交错层理。 3、冰前沉积及堆积地貌 ? (1)冰水扇和冰水冲积平原 冰水扇-----冰川外围冰水沉积物所形成的扇状地形。 多个冰水扇侧向连接形成冰水冲积平原。 冰水扇堆积物的特点: ? 1、颗粒成分包括砾石、砂、粉砂和粘土,具有一定 的层理、分选和磨圆度; ? 2、可以分出夏季堆积和冬季堆积:夏季水量大,沉 积粗粒物质层;冬季冰水量小,沉积细粒物质层 ? 3、砾石中常出现有擦痕或压痕。 ? 4、次生风化作用剧烈 (2)冰水阶地 发育在冰前谷地中。气候寒冷时冰雪融化少,冰水量小,冰 前河流侵蚀能力弱,重力崩塌下来和先前沉积在冰前谷中的 侵蚀能力增强,河床下切,原来堆积在谷底中的物质相对抬 物质不能被搬运走;气候转暖,冰雪融水增多,冰水量增加, 高形成冰水阶地。 冰水阶地沉积物分选性和磨圆度都比较差,发育 一些沉积层理。 第二节 冻土地貌及堆积物(了解) ? 一、冻土的一般特征 1、冻土的概念 冻土是指在气温寒冷的地区,含有冰的土层 或岩层。 据冻土在不同季节中的变化,分为多年冻土、 季节冻土和瞬(短)时冻土 冻土的形成受气候、岩性、地层、含水性、地 形、植被、地下水运动等因素影响。 ? 2、冻土的结构与分布 活动层:冬季冻结,夏季融化 永冻层:终年不融化 冻土分布具纬向性和垂向性, 纬度和海拔越高冻土越发育; 从低纬度到高纬度,从低海 拔到高海拔冻土层增厚。 3、冻融作用 ? 概念:在气温周期性变化的影响下,土层中的水 反复冻结和融化,造成土层的膨胀、开裂、变形、 扰动、流动等复杂变化,形成一系列的冻土地貌 和次生构造的过程。 ? 过程: (1)土层中的水冻结而产生膨胀的挤压作用, 使地表和地下土层发生变形; (2)冻土层融化过程。 二、冻土地貌及堆积物 1、石海、石河和岩屑坡 ? 分布在气候寒冷,植物生长线之上,雪线之下的基岩裸露地区。 ? 石海:雪线以下气温较低,物理风化强烈,形成大面积分布在基 岩面上的碎石块群称为石海;地形平坦,高原面、平的山顶面 ? 石河:陡坡,风化形成的岩石碎屑在重力作用下向低洼沟谷移动 聚集形成带状的岩屑堆积地貌。 ? 岩屑坡:缓坡上,物理风化作用形成的碎石缓慢下移堆积形成岩 屑坡。 岩石碎屑无分选性,无磨圆,成分为下伏基岩。 2、冻融泥流阶地 ? 主要发育在多年冻土区的山坡上,在冻融泥流向 下蠕动的过程中,当遇到了障碍或山坡变缓时, 堆积形成的台阶状地形。 ? 形成冻融泥流阶地的山坡地表常有粘土、砂土或 含砾砂土等细粒物质覆盖,坡度较缓,尤以2~30 度最优。 3、热融地形 ? 也称热融喀斯特,是指因地下冰融化而产生的地 貌。沉陷漏斗、沉陷盆地、浅洼地、热融滑塌。 ? 形成原因:由于冻土层中局部温度升高,冻土融 化或冰块融化,使地表下凹或沉陷,形成洼地。 4、冻胀丘与冰核丘 ? 多年冻土区,冻土中的物 质成分和水分的分布并不 均匀,在含水多的细粒砂 土中更容易形成分凝冰, 随着分凝冰的长大和体积 膨胀,使地表鼓起形成冻 胀丘。如果中心完全被冰 体占据就称为冰核丘。 5、冻融构造 ? 高寒区,强烈的冻胀作用可使冻土层开裂,水向 裂隙中渗入结冰,并不断生长挤压周围的土层使 其变形形成特殊的冻融构造。 冰楔 冻融皱褶 冰楔与古冰楔(图6-26) 冻融皱褶 也称冻囊、内卷构造、冻融扰动构造或冰卷泥。 机理:当温度降低时活动层开始冻结,其冻结过程是从上向 下发展,而下面的永冻层始终保持冻结状态;当活动层上部 被冻结时,就会产生向下的压力,同时受到永冻层向上顶托 力的作用,位于两冻结层之间含水未冻结的泥、砂层,在压 力作用下发生脱水变形,形成冻融皱褶。 6、构造土 ? 概念:在河滩、湖滩、坡脚等地下水丰富的地方, 一些砾石层的上部,由于冻融的分选作用,使冻 土层中的砾石被推到地表并排列成几何形状的次 生构造。 本章小结 一、掌握内容: 1、概念:冰川、刃脊、角峰、冰碛物、羊背石、蛇丘、 季候泥等。 2、基本理论: (1)冰川的分类? (2)冰碛物的基本特点? (4)熟悉各种典型的冰蚀地形和冰积地形的特征。

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