地质学基础第十二章 冰川的地质作用.DOC

第十二章 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3000m 3运动不受地形影响，由于压力使中心向四周缓慢运动。 ２． 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 １． 运动原因 （１） 重力山岳冰川在重力作用下，由高向低流动。 （２） 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 VM-129m/y 南极的大陆冰川 V25M/y 冰体从南极大陆的中部运移到海岸需10万年。 ２． 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 刨蚀蚀 挖掘 锉磨 （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 １． 纯属机械堆积 ２． 无分选大小不一，砾、砂、泥混杂在起。 ３． 磨圆差多棱角状。 ４． 无层理。 ５． 无砾石的定向排列，河流砾石长轴与流向一致。 ６． 冰碛石上可看冰川擦痕。 ７． 保存好的孢子，花粉应是寒冷型的。 （二）冰碛地形 １． 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 1. 太阳幅射，表面水融化后渗入（沉裂隙） 2. 地热的影响下中融化 3. 上伏冰体压力下部融化 造成冰下流水的原因 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 大冰期 冰期 间冰期 二、第四纪冰川 欧洲 我国 玉本大理 里斯庐山 民德大姑 恭兹鄱阳 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 1. 海平面变化 2. 地壳均衡调整地壳运动 3. 水系改道 4. 大量冰蚀湖 5. 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 冰川的条件 １． 气温降低 ２． 丰富降水量 四、冰川的原因各学派有不同的假说 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。 8