南京大學(xué)普通地質(zhì)學(xué)12普地冰川

1、第十二章 冰川及其地質(zhì)作用 普通地質(zhì)學(xué)1 第十二章 冰川及其地質(zhì)作用 Chapter 12 Glacier and the work of glacier 低于零度的固態(tài)水稱冰ice，其結(jié)構(gòu)與石英很 相似(六面體)。它和冰川冰有很大的區(qū)別。 封凍的河流稱冰河；但它并不是冰川。 冰川冰：由積雪壓實(shí)而成的冰體。分布于 雪源區(qū),是高緯度區(qū)主要的外動(dòng)力作用因素。 它在重力作用下可由雪源區(qū)向外長(zhǎng)期緩慢運(yùn)動(dòng)。 古冰川是研究地球演化、地殼運(yùn)動(dòng)的一把鑰匙， 也是大陸漂移與板塊構(gòu)造理論建立的支柱證據(jù)。 研究我國(guó)冰川最有成果的是中科院蘭州凍土研究 所。我國(guó)冰川研究的泰斗人物是南京地理所的施 雅風(fēng)資深院士。烏魯木齊

2、市南80km的冰達(dá)坂為世 界聞名的現(xiàn)代山岳冰川,研究程度很高。達(dá)坂:col2 中國(guó)冰川分布圖 （集中在我國(guó)西部3000m高度的地區(qū)）3 第一節(jié) 冰川的形成與運(yùn)動(dòng)Section 1 Formation and movement of glacier一冰川的形成1.雪源區(qū): 終年積雪區(qū);一年之內(nèi)積雪不會(huì)全 部融化或升華的地區(qū)。 終年積雪區(qū)的下部界限為雪線。 雪線的分布與下列因素有關(guān)：a氣溫：緯度高者,氣候冷,雪線低；反之, 如赤道肯尼亞乞力馬扎羅山,雪線就高。b降雪量：雪量大易成冰川，雪線低。c濕度：干燥寒冷的地區(qū)雪線較高。d地形:平緩處和背陽(yáng)處積雪易保存,雪線低。4東喜馬拉雅山雪線52積雪成冰（

3、不是水成冰?。┬杞?jīng)四個(gè)階段：雪花(Snow flakes)在靜壓力 下局部熔融,排掉部分空氣,重結(jié)晶變?yōu)榱Ｑ?(Grainy snow,白色的壓實(shí)冰晶0.5-5mm）再 壓實(shí),重結(jié)晶長(zhǎng)大,進(jìn)一步排去空氣變?yōu)榱畋?(Grainy ice,乳白色)重結(jié)晶，增粗，變致密 變?yōu)楸ū?Glacier ice,蘭色,比重0.9)。 通常，積雪厚度達(dá)50米時(shí)，底部積雪就可轉(zhuǎn)變 為冰川冰；冰川冰由高向低運(yùn)動(dòng),就成為冰川。 以雪線為界劃分為：冰川積累區(qū)(溫帶高山形成 粒雪盆) 和冰川消融區(qū)(溫帶高山形成冰舌)。 1) 積累消融蒸發(fā)：冰川冰量增加，擴(kuò)展延長(zhǎng)。 2) 積累消融蒸發(fā)：冰川冰量減少，冰川退縮。 3)

4、 積累=消融蒸發(fā)：冰川規(guī)模不變。6 冰雪攜帶有大量古氣候、古環(huán)境的信息! 研究冰雪可了解： 氣候的變化歷史(最老冰蓋有100萬(wàn)年)。 不同時(shí)期大氣的氣體成分、壓實(shí)程度、干擾大氣層的因素、大氣層的化學(xué)成分（主量、稀土、微量元素、同位素、溫室氣體Greenhouse gases、無(wú)機(jī)+有機(jī)物)與大氣化學(xué)過(guò)程。 人類歷史以來(lái)的火山活動(dòng)及其特征(一次大火山爆發(fā),一般要1-3年、有時(shí)4-5年才能降落到南極冰雪上） 生物化學(xué)循環(huán)與生物進(jìn)化過(guò)程。 美蘇核大國(guó)60年代進(jìn)行的頻繁核試驗(yàn)均被南極冰雪所記錄。在南極研究冰川,一般在冰川流動(dòng)很小的古山頂平臺(tái)上鉆孔取冰芯，輔以井槽探測(cè)。73冰川的運(yùn)動(dòng)特征冰川與河冰及其它

5、自然冰的區(qū)別：是否運(yùn)動(dòng)。冰床坡度大、冰的厚度大，冰川的運(yùn)動(dòng)速 度就快。流速不勻: 冰川底部和二側(cè)的流速,小于中 間和上部的流速?？尚纬闪严丁Ⅰ薨?、斷裂：運(yùn)動(dòng)冰川的變 形可用應(yīng)力應(yīng)變來(lái)分析。冰川所攜帶的巖石碎塊稱為飄礫； 冰川消融時(shí)，飄礫變成冰蘑菇； 飄礫跌落，形成冰牙； 冰牙擴(kuò)大則形成冰塔。若見(jiàn)上述現(xiàn)象,則表明冰川已流到雪線以下。8 第二節(jié) 冰川的類型一.大陸冰川范圍廣、厚度大、面形分布。向四周運(yùn)動(dòng)，可越過(guò)較大地形障礙運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)代大陸冰川：格陵蘭；南極。二.山岳冰川：分布在中低緯度高山地帶中的冰川;帶狀分布，規(guī)模有限。 1. 冰斗冰川: 靠近雪線的凹地、冰坎。2. 山谷冰川: 冰斗冰川擴(kuò)大、溢出

6、，順著山 谷流動(dòng)。復(fù)式山谷冰川:具有多個(gè)粒雪盆的山谷冰川3.平頂冰川(高原冰川):由山谷冰川向大陸 冰川的過(guò)渡類型。4.山麓冰川: 許多山谷冰川匯合成更廣闊的 冰川;由山谷冰川向大陸冰川的過(guò)渡類型。9山谷冰川的結(jié)構(gòu)與沉積物模塊圖10 第三節(jié) 冰川的剝蝕作用與冰川地貌一、冰川的剝蝕（刨蝕）：包括挖掘、磨蝕1. 挖掘作用：冰的巨大壓力把基巖壓碎并掘 起帶走的作用。 裂隙發(fā)育更有利于挖掘;冰床基底突起易被挖掘。2.磨蝕作用：凍結(jié)在冰川底部的巖石碎塊， 在運(yùn)動(dòng)中與冰川一道對(duì)基巖與谷底進(jìn)行刮 削,其本身也被磨蝕。二、冰蝕地貌1. 冰斗: 積雪半圓形洼地。通過(guò)挖掘而加深；高度在雪線附近。冰川冰在底部流出,

7、易產(chǎn)生雪崩,是登山危險(xiǎn)地帶11冰斗、刃脊、角峰示意圖冰川的剝蝕作用122. 鰭脊（刃脊）與角峰: 前者是冰川的分水嶺；三個(gè)以上冰斗的溯源侵蝕便形成角峰(如珠峰)。3. 冰蝕谷: “U”形谷。山谷冰川被挖掘、磨蝕 形成的谷地。冰川消失后才可以看到。 谷底、谷坡可見(jiàn)冰川摩擦的痕跡。4.冰懸谷:支流冰川侵蝕慢于主流冰川而形 成。二者會(huì)合后,支流冰川谷底高懸于主 流冰川谷底之上。 5.羊背石: 基巖被冰川流動(dòng)刨蝕后形成的橢 圓狀小丘。其長(zhǎng)軸平行冰川流向,冰川從緩坡 向陡坡流動(dòng)。如廬山的羊背石。 我國(guó)擁有23000億立方米冰川冰儲(chǔ)量。13西 天 山 冰 蝕 谷14冰懸谷與冰蝕谷示意圖冰懸谷冰蝕谷15 第

8、四節(jié) 冰川的搬運(yùn)作用與沉積作用一、冰川搬運(yùn)作用1.搬運(yùn)形式: 推運(yùn)、載運(yùn)、冰山搬動(dòng)2.產(chǎn)物：底磧A、側(cè)磧B、內(nèi)磧C、表磧E、中磧D 表磧是二側(cè)山上崩塌落下的碎屑。中磧是兩冰川匯合后幾個(gè)側(cè)磧的合并體,位于大冰川中間。3.冰川搬運(yùn)與流水搬運(yùn)的區(qū)別(1)搬運(yùn)物邊角在搬運(yùn)中難以被改造；(2)大巖塊(漂礫 drift boulder)能被帶到深海 區(qū)沉積。二、冰川沉積的原因與冰磧物特點(diǎn)1.冰川沉積的原因：冰融2.冰川沉積的產(chǎn)物：冰磧物 moraine163.冰磧物的8特點(diǎn): a.全是碎屑物質(zhì)；b.無(wú)分選；c.碎屑排列雜亂；d.不成層；e.磨圓度差；f.碎屑表面有磨光面和釘子形擦痕；h.SEM下石英顆粒表

9、面有碟形凹坑、貝殼斷裂、平行陡坎；g.內(nèi)有寒冷型生物化石。 SEM: Scan Electric Microscope三、冰積地貌1.冰磧丘陵：冰融后，底、中、側(cè)磧合并 成一個(gè)丘陵?duì)钇鸱狍w，稱為基磧。2.側(cè)磧堤：似河流階地狀的山谷冰川側(cè)磧。 平行冰川流動(dòng)方向。 數(shù)條側(cè)磧堤則表示冰川面的下降數(shù)次。17終磧堤與冰水扇18冰川地貌19冰川礫石與擦痕20北京西山古冰川磨光面與擦痕213. 終磧堤：冰川碎屑物在冰川前緣堆積而成 的堤狀體。為冰川補(bǔ)給與消融的平衡部位（交接帶）； 大陸冰川者高30-50米,長(zhǎng)數(shù)百公里;山谷冰川者高幾十到幾百米,長(zhǎng)數(shù)百米。4. 鼓丘：大陸冰川終磧堤內(nèi)形成的橢圓形高 地，由冰

10、磧物組成。可具基巖核心。迎冰面坡度陡,背冰面緩。22 第五節(jié) 冰水沉積物及其地貌 冰水沉積物：glacioflurial deposit1. 冰水沉積物：冰川融化后的水流沉積， 具有層理和分選性。如烏魯木齊河。2.冰水扇：指終磧前緣無(wú)固定河床的細(xì)小 水流形成的扇形沉積物。3.季候泥：冰水入湖時(shí)形成的紋層狀堆積 物（紋泥）。 層理細(xì)而薄，一年一輪回，如同樹(shù)木年 齡，可計(jì)算沉積物時(shí)代。 夏季碎屑粗、氧化強(qiáng)、色淺；冬季碎屑 細(xì)、氧化弱、色深。234. 蛇形丘： 在冰水作用下，冰川底部融化隧道中的冰磧物被沖刷、搬運(yùn)、堆積而成的礫石粗砂高地。發(fā)育在大陸冰川區(qū)。其特點(diǎn)是二坡對(duì)稱、坡陡，呈狹長(zhǎng)而曲 折狀延伸

11、。 北美蛇形丘長(zhǎng)達(dá)400公里。 第六節(jié) 冰川作用及其原因一.地球上大規(guī)模的三大冰期1.震旦紀(jì)大冰川：距今6-7億年。2.石炭、二疊紀(jì)大冰川： 距今25-3億年。主要分布在岡瓦納地區(qū)。3.第四紀(jì)大冰川：距今175萬(wàn)年-現(xiàn)在。24二、第四紀(jì)的四次亞冰期1.鄱陽(yáng)亞冰期(175萬(wàn)年前開(kāi)始)大姑亞冰期廬山亞冰期大理亞冰期(1.1萬(wàn)年前開(kāi)始退縮,目前僅格陵蘭和南極持續(xù)著）2.現(xiàn)在為小間冰期:生存大量的喜暖動(dòng)植物3.第四紀(jì)冰期以法國(guó)阿爾卑斯山研究最好。4.中國(guó)的第四紀(jì)冰川為山谷和山麓冰川,發(fā)育在廬山,臺(tái)灣,新疆,黑龍江等地。 25三、冰川作用的影響1.對(duì)地殼：冰壓下陷,冰融回升,引起地殼 的均衡調(diào)整；2.對(duì)氣候：引起海平面變化；3.對(duì)地表：引起水系變化；4.對(duì)生物：喜冷者存，喜暖喜熱者亡.四、冰川作用的原因 (自學(xué))1. 天文說(shuō)：強(qiáng)調(diào)外因。太陽(yáng)強(qiáng)幅射時(shí)地球 溫度升高，冰川融化；反之,降溫成冰。2. 大氣成分變化說(shuō)：強(qiáng)調(diào)內(nèi)因。C02含量增高時(shí)大氣升溫,冰川融化；反之,降溫成冰。 3洋流變化說(shuō)26 本章重點(diǎn)1.概念：雪源區(qū)；冰川冰；大