第五节 冰川地貌与冻土地貌一、冰川地貌 ㈠、冰川作用 ㈡、冰川地貌㈠㈠、冰川作用、冰川作用1、冰蚀蚀作用2、搬运作用 3、堆积积作用1、冰蚀蚀作用冰蚀作用方式:有挖蚀和磨蚀二种 拔蚀(挖蚀)是冰川运动时,一方面以自身的推力将冰 床上的碎屑物挖起,另方面又把与冰川冻结在一起的 冰床上的岩石拔起,带向下游 刨蚀(磨蚀)是冰川中所挟带的岩块,以巨大的动压力 研磨冰床基岩的一种作用冰川的重量很大,冰川滑 动时,不仅把岩石压碎,而且还挟带着这些岩块进一 步挫磨冰床,结果使冰床加深,岩石表面也常常被磨 光和刻划,出现磨光面、刻槽和擦痕,槽深数厘米, 长数十厘米,具有钉头鼠尾的特点,头部粗而深,表 示冰流的来向冰蚀作用的发生位置与作用结果n冰蚀蚀作用主要发发生在山岳冰川的中、上游和 大陆陆冰川的中心地区n受大陆陆冰川冰蚀蚀的地面,起伏和缓缓,多形成 洼地,积积水后成湖泊,如更新世大陆陆冰川作 用下的北欧、北美的北部等地均属冰蚀蚀作用 明显显的地区,现现代地面风风化层层很薄,甚至基 岩裸露2.搬运作用 n冰川具有巨大的搬运能力,能将成千上万吨的岩块搬 运到千里以外冰川的搬运方式很特殊:有在冰床上 被冰川推移的,有夹持在冰川内或叠置在冰面上随着 冰川的运动而一起被搬运的。
n凡被冰川搬运的物质统称为冰碛物其中巨大的砾石 称为漂砾按冰碛物所处的位置不同而分为6种冰碛 :出露在冰面上的冰碛物称为表碛;夹带在冰内称之 为内碛;在冰川底部的称为底碛;由冰床二侧侵蚀的 称为侧碛,由二条冰川侧碛汇合而成的称为中碛(垂 直分布);环绕冰舌末端的叫终碛(前碛)内碛中碛侧碛底碛庐山的冰漂砾砾冰碛3.堆积作用n 当冰川消融时,各类冰碛物就会在相应的 位置上坠落于地面,堆积出各种地貌冰川 堆积物结构疏松,没有层理,又无分选,堆 积物大小悬殊,由细小的泥沙与巨大的漂砾 混合堆积而成,故又称为冰川泥砾沙砾磨 圆度也很差,这与冰川搬运方式的特殊性有 关㈡ 冰川地貌n冰川作用的地貌主要有二大类,即冰蚀地貌与冰积地 貌此外还有与冰川有关的冰水地貌由于大陆冰川 与山岳冰川的作用条件不同,所以生成的地貌类型也 各异1.1. 冰冰蚀蚀蚀蚀地貌地貌 2 2.冰.冰碛碛碛碛地貌地貌3 3.冰水堆.冰水堆积积积积地貌地貌 4 4..冰面地貌冰面地貌- -冰川地貌的冰川地貌的组组组组合合1.冰蚀蚀地貌n(1)冰斗、刃脊和角峰 n(2)冰川谷 n 冰斗冰斗含鄱口刃脊庐山犁头尖角峰因冰体啮蚀 山坡,使山峰形成金字 塔形而称为角峰。
犁头 尖,海拔1328米,峰体 苍劲,形如铁犁,挺拔 俊俏,构成特有的孤峰 地貌景观天山一号冰川角峰n庐庐山王家坡U形冰川谷是庐庐山U形谷中规规模较较 大,形态态特征保存较为较为 典型的谷地之一谷 地源头头高程约约800米,长长达4公里,谷地宽约宽约 700米n当支冰川流入主冰川时 ,由于支冰川的下蚀力 小于主冰川,故谷底深 度也比主冰川谷浅,成 为悬挂在主冰川谷之上 的谷地,称为悬谷庐山:莲花悬谷现代冰川悬谷(3)羊背石n冰床上坚硬的基岩,冰蚀后仍能部分保留下来,成 为微微突起的石质小丘,形如伏在地上的小羊,故 称羊背石平面呈椭圆形,长轴与冰流方向一致 纵剖面两坡不对称,迎冰面坡缓,以磨蚀作用为主 ,岩面上常有磨光面、刻槽或擦痕;背冰面挖蚀作用较强,坡度急陡,表面坎坷不平2、冰碛碛地貌n冰川在运动过程中,携带冰蚀作用产生的许 多岩屑物质,以及冰川谷两侧山坡上因融冻 风化、雪崩等作用所造成的坠落堆积物它 们不加分选地随冰川一起向下运动,这些大 小不等的碎屑物质,统称为冰碛物(运动冰 碛)冰川消融以后,被冰川携带搬运的物 质就堆积下来形成冰碛地貌n冰碛物的特征一般被描述为“大小混杂”、 “杂乱无章”、“没有分选”等等;但在终 碛或是侧碛可能有例外n主要的冰碛地貌类型:冰碛丘陵,侧碛堤,终碛堤, 鼓丘n冰碛丘陵 冰川消融后,原来的表碛、中碛和里碛等 都降落在底碛之上,合称为基碛,并由它组成了波状 起伏的冰碛丘陵。
它的起伏程度一方面受基底地形的 影响,另方面与冰碛物的厚薄有关大陆冰川的冰碛 丘陵分布很广,高度也较大,一般高数十米至百余米 ;山岳冰川冰碛丘陵分布较少,高度也小,仅数米至 数十米终碛垄终碛垄n分布在冰川舌前端的弧形垄岗垄岗 ,其中大陆陆冰 川的终碛垄较长终碛垄较长 ,可达几百公里,但高度较较 低,约约30—50m而山岳冰川的终碛垄终碛垄 相反 ,长长度不大,但高度较较大,可达百米以上n终碛垄终碛垄 由二种堆积积作用形成,第一是冰川前 进时进时 ,像推土机一样样,把冰前沙砾砾挖起并向 前挤压挤压 隆起;第二是因冰川舌的剪切断裂作 用,将底碛碛、中碛碛和里碛碛沿剪切面推举举至冰 面,后又沿冰舌斜坡滚滚落在冰舌前方,叠加 在挤压挤压 冰碛碛物之上,共同组组成终碛垄终碛垄侧碛侧碛 堤n位于山岳冰川谷的二侧侧堆积积,由侧碛侧碛 及坡积积 物共同组组成的垄岗垄岗 高数十米分布从雪线线 附近的冰斗以下直至冰川末端,常常与终碛终碛 垄垄相连连鼓丘n它是由冰砾砾泥组组成的丘陵,平面呈椭圆椭圆 形(左图) 长轴长轴 与冰流方向一致,纵纵剖面两坡不对对称,迎冰坡 陡,背冰坡缓缓高数米至数十米,长长数百米鼓丘 内常有基岩作核心,或者迎冰面为为基岩,背冰面为为 泥砾砾。
鼓丘在大陆陆冰川区广泛分布,并成群分布3.冰水堆积积地貌n冰水堆积积是冰碛碛物经过经过 冰融水的再搬运和堆 积积而成因此,它除了保留有冰碛碛特点之外 ,更多的是具有流水作用的特征按冰水堆 积积的位置不同,分为为冰下冰水堆积积和冰外冰 水堆积积二种n主要有冰水扇、冰水河谷沉积平原,季候泥 ,冰砾阜,冰砾阜阶地,锅穴,蛇形丘冰水堆积地貌4、冰面地貌n n由于冰川表面受冰层褶皱、断裂、冰床坡度由于冰川表面受冰层褶皱、断裂、冰床坡度 的变化,差别消融,流水侵蚀等影响而形成的变化,差别消融,流水侵蚀等影响而形成 的地貌形态,称为冰面地貌的地貌形态,称为冰面地貌n n主要地貌类型有主要地貌类型有冰瀑布冰瀑布、、冰裂隙冰裂隙、、冰川弧拱冰川弧拱 、、冰面河冰面河、、冰面湖冰面湖、、冰蘑菇冰蘑菇、、冰塔林冰塔林等等冰川地貌组合n不同类型的冰川,分布在不同的地带,冰川 作用的方式和强度也有差异,因而地貌组合 也有区别所谓冰川地貌组合就是冰川的侵 蚀地貌、堆积地貌和冰水地貌有规律的分布山地冰川地貌组合具有明显的垂直地带性n雪线以上主要为侵蚀地貌,如冰斗、刃脊和 角峰 n雪线以下,终碛堤以上既有侵蚀地貌,又有 堆积地貌,如冰川槽谷、羊背岩、蛇行丘等 。
n终碛堤及其以下以堆积地貌为主,如终碛堤 外缘的冰水扇、冰水外冲平原等大陆冰川地貌组合n具有明显的水平地带性n终碛堤以内:以冰碛地貌为主,有鼓丘、蛇 行丘、冰碛丘陵等地貌类型 n终碛堤以外:以冰水堆积地貌为主,如冰水 平原、冰水三角洲 n终碛堤是大陆冰川地貌组合的分界线冰川地貌组合冰川地貌组合二、冻土地貌在极地高纬纬及高山高原的地下,当地温 终终年处处于0℃以下时时,被冻结冻结 的岩(土)层层称 为为冻冻土这这里由融冻冻作用所产产生的地貌,称 为为冻冻土地貌(一)冻土及其分布与成因 (二)融冻作用(三)冻土地貌(一)冻土其分布与成因 n按冻结时间的长短,冻土可分为季节冻土和 多年冻土二类前者每年冬季冻结,夏季融 解;后者长期处于冻结状态这里所指的冻 土就是指多年冻土而言 n多年冻土分为上、下二层,上层为冬冻夏融 的活动层;下层为长年冻结的永冻层n分类:根据活动层在冬季冻结后与下部的多 年冻结层连接情况分为衔接多年冻土(季节 融化层)和不衔接多年冻土(季节冻结层) 两大类;根据多年冻土带的连续性可以分为 连续冻土带与不连续冻土带n分布:明显的纬度地带性与垂直地带性(二)冻融作用n冻土地区地温低,而且发生周期性的正负变 化,冻土层中的水分也相应地出现相变和迁 移,从而引起岩石的破坏、碎屑物的分选、 堆积层的变形、冻胀、融陷、流变等一系列 变化过程,总的称为融冻作用。
n作用方式有融冻风化、融冻泥流和融冻扰动 等1)融冻风冻风 化n冻土层中的大小裂隙常被水填充,当夜间及 冬季地温降至0℃以下时,水分冻结,形成冰 脉,由于冰脉体积膨胀而向两侧围岩(土)挤压 ,使裂隙扩张白天或夏季冰体融解,融水 进一步向下深入,然后又再度结冰这样经 过反复冻融之后裂隙不断扩大,岩(土)体也受 压破坏这种因冰脉冻融而使岩(土)破坏的作 用,称为融冻风化作用(2)融冻扰动冻扰动n活动层内,每年冬季冻结由地面向下进行时 ,以下尚未冻结而含水的融土,在上部季节 冻土及下部永冻层的挟逼下,发生塑性变形 ,造成各种褶曲,称为融冻扰动n 另外,活动层碎屑物中的孔隙水在冬季(或夜 间)冻结后,往往产生垂直性的冰针,它膨胀 时可将上覆的砾石托起,当夏季(或白天)冰针 融化时,被托起的砾石则不能恢复原位这 个过程如果反复进行,冻土内的砾石就逐渐 被抬升(在地下)和侧移(在地面)这是冻土碎 屑物质进行分选和缓慢迁移的一种重要形式融冻分选(3)融冻冻泥流n在冻土的斜坡上,夏季活动层融化时,土中 的水分因下部永冻层的存在而不能下渗,造 成该土层饱含水分,甚至稀释成泥浆状,在 此过度湿润的情况下,土体便沿斜坡向下蠕 移,成为融冻泥流。
n泥流速度很慢,融冻泥流的发育条件,除气 候外,地表还要有持水性好的细粒沙土和不 大的坡度三)冻土地貌n冻融作用是寒冷气候条件下特有的地貌作用 ,它使岩石受到破坏,松散沉积物发生分选 和干扰,冻土层发生变形,从而塑造出各种 类型的冻土地貌n主要有:石海、石河、构造土、冻胀丘、冰 椎、热融地貌斯皮次卑尔根群岛的石环多边形构造土冻胀冻胀 丘n冻胀丘是活动层内 的地下水,在冬季 汇聚并冻结膨胀时 所隆起的小丘结 构上表层为冬冻的 泥沙层,中间是纯 冰透镜体,基底为 永冻层冰冰 丘丘是结冰的小丘形成过程 与冻胀丘相似,但因地下 水的承压力很大和表土层 的抗压强度小,使地下水 冲破表土层,溢出地面结 冰,形成锥状冰体(图c), 有多层结构春末以后, 冰丘消融冬季在山坡的 地下水流路上,可能出现 串珠状的冰丘冰 椎n寒冷季节流出封冻地表 和冰面的地下水或河水 冻结后形成的丘隆状的 冰体n一般1~4月发展,8~9 月完全消失4、热热融地貌n主要是指在多年冻土区,因热融作用,使永冻层内的 冰体融解和土体下沉而产生的负地貌在多年冻土区 ,由于气候转暖或人类活动的影响,后者如砍伐森林 、开垦荒地、修筑水库等,破坏了冻土的热量平衡, 使地温升高,造成上部活动层深度加大,直到永冻层 的上部,促使永冻土层内冰体融化,融水沿着土粒间 孔隙排出,土体体积缩小和下沉,从而形成各种热融 地貌。
常见的热融地貌有融陷漏斗(直径数米)、融陷 浅洼地(深数十厘米至数米,长数百米)、 融陷盆地( 大可达数平方公里)等当它们积水后,则成为热融 湖,它常见于多年冻土区的平原或高原上第第 六六 节节干旱区强烈的物理风化作用使地表广泛 发育沙质风化物,植被稀少与地表经常 牌干燥状态又使这些沙粒极易被风力吹 扬、搬运和易地堆积充足的沙源、多 风多大风的气候特点相结合,使风沙作 用成为干旱区最主要的地貌外动力,并 形成独特的风沙地貌一、风沙作用1、沙粒的运移形式 风沙流:沙粒在空气和沙质地表之间的摩擦力 作用下脱离地表形成风沙流 沙粒从空气中获得动能,在一定的风速下才开始 移动,称为启动风速 启动风速与沙粒粒径,地表性质和沙粒含水率 等有关系粗糙地表,摩擦力大;湿润增加 沙子的粘滞性加强沙子的团聚作用,要求启 动风速加大 沙粒开始运动时,作用于颗粒上的外力2、风沙作用的方式(一)风蚀作用 吹蚀:风吹过地面,由于风压力与气流紊动而 引起沙粒吹扬发生吹蚀作用的条件:风速大于起动风速 磨蚀:起沙风不仅对地面进行吹蚀,更主要的 是其所挟带的沙粒,对地表进行磨蚀,使砾 石表面形成风棱,甚至可深入岩石孔隙发生 旋磨,形成风蚀龛、风蚀穴、风。