冰川的地质作用 §1.概念 一、冰川——陆地上终年缓慢移动的巨大冰体。 现代地表陆地面积约有1／10被冰川覆盖，主要分布在两极及中低纬的高山地区。 全球冰川若融化，可成为24000000km３的淡水，占全球总淡水资源的）85％， 如注入海洋可使海面上升65米。 因此，研究现代冰川，利用冰雪融化可直接为人类提供水源，古冰川的研究则可子解古气候及古地理的变化情况。 二、冰川的形成 积雪 冰川冰 冰川 1．终年积雪区——年降雪量>年融化量的地区，地面雪终年不化，并逐年积累，形成终年积雪区。 主要分布在两极及中、低纬的高山地区，这里气温<0°C,大量的降雪则终年积雪，气温是随着高度增加而降低的，这里山坡上某个高度年降雪=年消融理，这个高度月雪线。 2．雪线——终年积雪区的下界。 终年积雪 雪线 影响雪线高度的因素 （1）气温：成比，一般赤道 两极 高度降低。 非洲赤道附近雪线海拔5700——6000米 北冰洋 ０米 （2） 降水量：雪线最高的地方不在赤道，而在纬度20°－25°地带。 （3） 地形： 陡－雪线高； 缓—雪线低 东南坡（阳面）高 西北坡（阴面）低 3、冰川冰的形成 三、冰川的类型 按冰川发生的形态规模及所处的地球条件分： 大陆冰川（冰盖、冰盾——分布在两极） 特点： １°面积大，可达几百万km2 280万km2 最厚3200m 2°冰层厚，中部上千米，中原四周薄，呈盾形。南极125/cm2>3000m 3°运动不受地形影响，由于压力使中心向四周缓慢运动。 山岳冰川——高山地区各咱形态的冰川。 特点： １°规模小 ２°冰层薄 ３°形成和运动主要受地形影响和限制。 冰斗冰川——积雪盆地象转椅，只有一个缺口，其余都是陡峭的后壁，后壁冰冻风化强烈。壁崩塌，造成雪崩，冰斗扩大积雪增加，形成冰斗冰川。 山谷冰川——顺山谷流动的狭隘长冰体，是山岳冰川的主要形式。常常在冰斗冰川的缺口处连接至山谷，使冰斗冰川成为山谷冰川的补给来源。 发育成熟者分：补给区，流动区、冰舌、冰前，山谷冰川也可向河流一样由几个支冰汇集为主冰川。 悬冰川——山坡洼地，小沟槽中的冰体 四、冰川的运动特点---------固体流 运动原因： 重力：山岳冰川在重力作用下，由高向低流动。 压力：大陆冰川，中部原压力大，向四周压力小方向流动。 运动速度缓慢：通常肉眼难以观察冰川的运动，现冰川通过打桩来观察桩位的变化。 1959-1960 珠峰北坡 V=M-129m/y 南极的大陆冰川 V=25M/y 冰体从南极大陆的中部运移到海岸需10万年。 冰裂隙：由于冰体与冰库之间的磨擦阻力，使得各冰层的地运动速度有差异，两侧速度慢，中部速度快。由冰川是固体流，在表面产生许多冰裂隙，气温暖时，具冰裂隙的冰体发生差异融化，裂隙处融化快，形成冰塔、冰牙、冰磨等奇特现象，随气温进步转暖则消失。 §2.冰川的剥蚀作用 一、.冰蚀的方式 （一）挖掘作用 冰川以冰床基岩中挖出粗大岩块的作用。 机理：冰床基岩（尤其是岩性软的基岩）在冰体的巨大压力下，产生许多裂隙，强烈的冰冻风化作用使裂隙增大，冰体嵌入，当冰川运动时，带走岩块。 类似于河流的下蚀作用 结果：加深冰床，增大纵比降。 （二）锉磨作用 冻结在冰体内的石块，流动时对冰床基岩进行刻划锉磨，使岩石破坏，同时本身也遭受磨蚀的作用过程。 磨蚀可将岩石磨成粉未状，岩粉又可作为磨料，使其岩的磨蚀面变得很光滑——冰溜面。 冰川流经的基岩表面，常保存有长短不一，粗细不匀的擦痕，称冰川擦痕。 冰川擦痕和冰溜面是鉴别古冰川的重要依据。 二、冰蚀地貌 冰蚀谷：直而宽、深而陡的“Ｕ”形。 挖掘、磨蚀作用使冰床加深加宽，锉磨使冰床突起的基岩 磨平，横剖面“Ｕ”形。 悬谷——支冰川汇入主冰川时，由于产冰川蚀蚀能力强，谷底深支冰川饱蚀能力弱，使支冰川的谷底高于主冰川的谷底。悬谷中冰川融化后可形成壮观的瀑布。 刃脊和角峰 刃脊—两个相邻冰川不断扩大，中间形成陡峭山脊（类似于河 流分水岭）。 角峰—三个以上的环围冰斗，同时扩展，中间形成陡峻的锥 状山峰。 石盆地、冰蚀湖 大陆冰川在其下部基岩岩性较软，裂隙发育的地方挖掘强烈，形成的洼地称石盆地，冰融水充填后成为洋蚀湖。 羊背石 冰床上突起的坚硬基岩，在冰川的刨蚀作用下形成的椭圆岩丘，形如倒卧的山羊。故名羊背石。 羊背石长轴与流向一致辞，两坡不对称，返流面缓，光滑以磨蚀为主，背流面陡呈陡坎状，，挖掘为主， 利用羊背石判断冰川流向。大面积分布的羊背石叫“卷毛岩”。 §３.冰川的搬运、沉积作用 一、冰川的搬运作用 冰运物——纯机械搬运。 1．冰运物来源 刨蚀冰床基岩，冻入冰体一月流动。 两壁坍落，山谷两壁岩石落到冰的体表面。 冰前前端的堆积物（洪积、坡积、冲积）。 2． 搬运方式 推运—推移 载运—载运 3． 冰运的特点 无溶解：碎屑固定在冰体内，不能转动。 无分选：位移，托运过程中难以改造。 无磨圆 4． 冰漂砾 冰川是固体流，托载能力强，能够把巨大的石块地直径数十米（大到几百米上万吨的岩石）搬运的很远，甚至从陆地搬运致到海洋中。 冰漂砾——冰川搬运的>１m的岩块都称。 冰漂砾表面常见擦痕，沉积下来岩性一般与当地截然不同。成为所谓 “飞来石”——异地漂砾。 李四光对庐山冰期的确定，很重要的证据就是在庐山找到了一些大的异地漂砾。 二、冰川的沉积作用 气温转暖，冰体融化，冰运物堆积下来，冰川的沉积物——冰碛物。 （一）冰碛物的特点： 纯属机械堆积 无分选：大小不一，砾、砂、泥混杂在起。 磨圆差：多棱角状。 无层理。 无砾石的定向排列，河流砾石长轴与流向一致。 冰碛石上可看冰川擦痕。 保存好的孢子，花粉应是寒冷型的。 （二）冰碛地形 终碛堤——冰前堆积的碛，组成向冰前方向凸出的弧形堤垅冰川气候稳定时，冰前较固定，冰运物不断堆积下来，如果冰前间歇后退，形成一条条相间的终碛堤。 ２．鼓丘——终碛堤仙侧由冰碛物堆积而成椭圆形小丘陵。大陆冰川长崭平等于冰川流向，迎面陡，背流面缓（与羊背石相反）。 ３．侧碛堤——山谷冰川冰体融化后，在谷两侧堆积的长垅状高地。 （三）冰水沉积 冰川内部，尤其底部常可形成冰下水流。 由冰流水发生的沉积作用称冰水沉积。 冰水扇：冰流水流出终碛堤后，水体分散发生沉积，呈扇状分布。 冰下河沉积的长堤，蜿蜒如蛇形（山谷冰川）。 由于季节性变化浅粗（夏季）与细深（冬季）交替沉积的微细层理。 §４.冰川的研究 一、古冰川和冰期 古冰川——现代以前的冰川（12000年前）称古冰川。地史上曾发生过三次大规模的冰川作用，称三次大冰期。 震旦纪大冰期（６－８亿年），全球性； 石炭 — 二选纪大冰期（２.５－３亿年），南半球分布； 第四纪大冰期（２００万年），全球性 二、第四纪冰川 第四期冰川距今近研究的程度好 我国第四纪冰川研究的奠基人是李四光，他最早提出四个冰期的划分，并可与欧洲相对比。 三、冰川作用的影响 冰川作用引起一系列的地质作用 海平面变化 地壳均衡调整——地壳运动 水系改道 大量冰蚀湖 动、植物灭绝，猛犸象、剑齿虎、非洲羊、大地獭、海狸。 6． 全球环境变化 四、冰川的原因 1．天文说、日地距离说 （南）Ｍilam Kovich米兰柯维奇旋回 地球自转轴倾斜度及地球公转的轨道要素周期性变化表明地、日距离有周期性变化，天文计算表明大约每２万年——８万年地球所接受的太阳热达到最小值，发生冰期。 2．大气成分变化说 瑞典：阿仑纽斯（化学家） 冰期的出现与大气圈的二氧化碳含量的变化有关。 ＣＯ２含量高时：较多地捕获了从地面中幅射出的热量，出现温空室效应，使全球气温转暖。ＣＯ２少时，大气散热快，气温低。 ＣＯ２含量与植物生长有很大关系，当植物大量生所繁殖时，吸收大气中的ＣＯ２，使ＣＯ２减少，气温降低（冰期），冰期的到来又阻碍了植物的生长，大量植物绝灭，ＣＯ２含量可回升。如Ｃ－Ｐ冰期；Ｃ－Ｐ全球性植物繁盛。