地质学-冰川的地质作用.ppt

第八章 冰川的地质作用第一节 概述第二节 冰川的刨蚀作用第三节 冰川的搬运作用第四节 冰川的沉积作用第五节 古代冰川活动冰川曰：我可是大河的源头吆，没有我，就没有大河，没有大河，就没有人类的文明吆。第一节 概述冰川冰（glacier Ice）是大陆上常年积雪的地区，积雪层积雪层在较长时间的压力等因素的作用下，经过一系列的物理变化，可形成具可塑性的冰川冰。冰川冰川冰在其自身的压力和重力作用下，沿斜坡或一定的谷道缓慢地流动，就形成了冰川。冰川分布于极地附近或中、低纬度的高山区。四川贡嘎山海螺沟冰川珠峰冰川珠峰绒布冰川融化残余冰峰北极冰川斯堪的纳维亚北极圈内的冰川武汉缘来文化传播公司一、冰川的形成1、冰川形成的基本条件：（1）气温年平均气温在0以下。（2）降雪量大气降水（以雪为主）比较丰 富，雪的积累量大于其消融量；（3）地形要有适合冰雪大量堆积的场所 （积雪盆地等），并具备一定的坡 度，以利于冰川的流动。（4）成冰作用在雪线以上的常年积累区，积雪不断转化成冰的过程。雪花粒雪粒状冰冰川冰冰川的空间分区以雪线为界。雪线终年积雪区的下限。积累区冰川在雪线以上的部分称为冰川的积累区。消融区在雪线以下的部分称为冰川的消融区。粒雪盆地温带高山地区的冰川积累区称为粒雪盆地。冰舌温带高山地区冰川消融区称为冰舌。二、冰川的运动固体流冰川是一种固体流，冰川冰呈块状运动。冰川冰上部冰层具脆性，称为冰川冰的脆性带；下部冰层则具可塑性，可产生塑性变形和塑性流动，并承托脆性带的冰层运动。塑性流动冰川冰的可塑程度与冰层厚度有关，冰层愈厚可塑程度也愈大，容易产生塑性流动。冰川移动时底层冰因磨擦生热而产生冰融水，也是促使底部冰层滑动的重要因素。重力流如果冰川的冰床具一定坡度，底层冰不仅受上层冰的压力，同时还受重力影响而流动，形成重力流；挤压流在地形较缓，但冰层有足够厚度时，底层冰主要是受上层冰的压力，使冰体由厚处向薄处流动（或由冰面高处向低处流动）称挤压流。冰川冰的流动速度是缓慢的。冰川流速的影响因素：（1）冰层厚度。（2）地形坡度及底部的冰融水水量。（3）季节变化，一般夏季因冰融水量多，冰层底部润滑，流速会加快。（4）气候等因素的突变，使冰川上游冰积量增大，其推挤力超过冰的强度极限时，冰川运动的形式便由塑性流动改变为快速地块状运动，这时冰川可以爆发性地推进。（雪崩）（5）冰川中的部位 整条冰川以中游流速最快。（与河流类似）冰舌（ice tongue）冰川移动的速度虽慢，但常处于向前移动的状态。冰川的最前端（或称末端），常因中间部分流速较快而形成突出的舌状，称冰舌。冰退（glacier regression)供冰量少于消融量，冰川前端所发生的向后萎缩现象。冰进(glacier advance)供冰量大大超过其消融量，冰川前端向前推进。三、冰川的类型大陆冰川 山岳冰川1大陆冰川（continental glacier）指分布在高纬度和极地地区的冰川。因年平均温度低于0，雪线位置很低，积雪面积很广，冰层常厚达千米以上，形成中间厚边缘薄，由中心向四周流动的冰流，称为冰盾或冰盖（ice sheet）。大陆冰川的流动特点大陆冰川的冰层厚，覆盖区地形相对较平缓，冰川运动主要靠冰层自身压力，以挤压流的方式，由冰层较厚处向四周呈舌状流动，因而不受地形限制，可以逆坡而上，覆盖在起伏不平的地面上。若冰舌推进至大陆边缘时，连同它所挟带的岩石碎屑塌落海中便形成冰山（iceberg），冰山可随海流漂移至远处。泰坦尼克的海难即是轮船与冰山碰撞的结果。南极冰山海面上所出露的仅是冰山的一角南极冰帽与浮冰南极冰的四种颜色：粉色（含花粉）灰色（含火山灰）蓝色（千年积雪）白色（含盐分）2山岳冰川（mountain glacier）指分布于中低纬度高山地带的冰川。其特点是雪线位置高，规模小、冰层薄，受地形控制，常呈线状分布。按其形态可分为冰斗冰川、悬冰川、山谷冰川和山麓冰川等几类。（1）冰斗冰川（cirque glacier）：指发育于雪线以上停积在围椅状洼地中的冰体，没有明显的舌状形态。（2）悬冰川（hanging glacier）：指山坡上的积雪，在适宜条件下形成的悬贴于山坡上的冰体。（3）山谷冰川（valley glacier）：指沿山谷流动的冰川，是一种线状冰流，又称谷地冰川。（4）山麓冰川（piedmont glacier）：指冰流经山谷至山麓后继续向外漫流的冰体，也可以是几条山谷冰川在山麓处汇合后构成的宽广的冰原。加拿大西南部落基山国家公园中的冰川美国-加拿大边境的沃特顿冰川国际和平公园积雪消融，溪流淙淙美国阿拉斯加州冰河湾国家公园美国怀俄明州的冰川国家公园阿根廷冰川国家公园欧洲最大的冰川冰岛瓦特纳冰川非洲乌干达鲁文佐里山脉的冰斗冰川南极大陆冰川卡惹拉冰川悬冰川西藏托木尔峰地区的悬冰川 雅鲁藏布江大峡谷戈隆拉山谷冰川 长江源头第二节 冰川的刨蚀作用冰川及其挟（xi）带的岩石碎块对冰床的破坏作用称刨蚀作用（ploughing）。刨蚀作用是冰流对基岩进行的机械破坏作用。一、刨蚀作用的方式1挖掘作用（glacial sapping）指冰川运动时冰体将与其冻结在一起的冰床基岩碎块拔起并推走的过程。2磨蚀作用（abrasion）指冰川以其自身的压力，以及冻结在冰流两侧和其底部的岩石碎块刮削、锉磨冰床的过程。二、刨蚀作用形成的地形1冰蚀谷（glacial valley）：指经冰川作用的刨蚀、改造而形成的谷地U形谷。2冰斗（cirque）：指刨蚀作用造成的三面壁陡的半圆形洼地。U型谷冰斗遗迹3刃脊与角峰（knife-edge and horn）：指相邻的冰斗或槽谷的谷壁因刨蚀作用发生后退所形成的地形。如果形成两坡陡峻脊部尖薄的山脊时称为刃脊或鳍脊（fish-crest）。南极角峰被三个以上冰斗包围的、岩壁陡立的金字塔形山峰，称为角峰。气候、岩性和地质构造特点的差别，使各个地区的冰蚀地形的发育各具特点。珠峰角峰4、羊背石突起于冰床上的基岩受到刨蚀后，变为一系列低缓的椭圆形小丘，其长轴方向与冰川流动方向一致，且迎流坡较平缓，并有许多冰川擦痕和磨光面，背流坡为陡坎。这样的石头称为羊背石。羊背石可以指示冰川的流动方向。庐山冰川遗迹冰斗、角峰、刃脊、型谷第三节 冰川的搬运作用冰川是固态冰川冰的运动，所以其搬运方式全属机械方式，可分为推运和载运两种。推运是指冰川前端以巨大的推力，将冰床上的岩屑向前推进。这种作用只发生在冰川向前推进时；载运是指冻结在冰块内，或落在冰面上的岩块，随冰川的运动而被搬运。冰川搬运物的类型冰川的搬运作用以载运方式为主。冰碛（glacial drift）被冰川搬运的物质和由冰川地质作用堆积下来的物质统称为冰碛(q)。据其在冰体中的部位分类：底碛、侧碛、内碛、中碛、表碛。底碛内碛中碛表碛侧碛第四节 冰川的沉积作用一、冰川的沉积作用冰川流至消融区，或因雪线上升，冰川退缩，冰川前端冰体融化时，冰川所挟带的大量岩石碎屑便堆积下来。冰川消融而沉积下来的岩石碎屑称冰碛物（moraine deposit）。冰碛物的特点：1、皆由碎屑物组成；2、大小混杂，缺乏分选性，巨大的石块和细微的泥质物混合在一起；巨大的岩块称为漂砾（drift boulder),其岩性与附近的岩石往往不同。3、碎屑物无定向排列，石块可以呈直立状；4、无成层现象；5、绝大部分棱角分明；6、角砾表面可以有冰川擦痕和磨光面；7、可以含有适应寒冷气候的植物孢子化石；冰川消融后形成的冰洞、冰桥、冰蘑菇山东发育的第四纪大陆冰川遗迹冰臼与冰川漂砾冰川漂砾冰川漂砾庐山二、冰碛地貌1、冰碛丘陵（moraine hill)冰川在退却过程中，由于冰体融化，原来包含在冰体中的碎屑物质都沉积在底碛之上，所形成的波状起伏的丘陵。2、侧碛堤(lateral moraine dam)山谷冰川两侧，由侧碛构成的顺谷地延伸的条状岗地。3、终碛堤(terminal moraine dam)在冰川的前端由冰碛物所构成的弧形高地。4、鼓丘(drumlin)分布在终碛堤内，由冰碛物所组成的椭圆形高地，其长轴与冰流方向一致。三、冰水的沉积作用冰水沉积（glaciofluvial deposit）是指以冰融水为主要营力经过再搬运而形成的沉积物。1、冰水扇（outwash fan)终碛前缘呈扇形分布的冰水沉积体。2、纹泥(varve)冰川前缘洼地由冰水注入湖泊而形成的纹层状沉积。3、蛇形丘(esker)在冰体下部的冰融隧道中由冰融水将冰碛物冲刷、搬运并再堆积而形成。呈狭长，如蛇形蜿蜒，两坡对称且较陡，由砾石和粗砂构成。第五节 冰川作用及其原因一、冰川作用（glaciation)在地质历史上，气候寒冷时期，冰川大规模前进，冰雪覆盖的面积迅速扩大，称为冰川作用。冰期(glacial period)冰川作用发生的时期，称为冰期。间冰期（interval glacial period)气候温暖时 期，冰川面积大大缩小，称为间冰期。二、冰川作用对地球的影响1、地壳均衡调整冰期，地壳下沉，间冰期，地壳回升。2、海平面变化冰期，海平面降低；间冰期，海平面上升。3、水系和水文条件的变化4、生物变迁在冰期，那些不能适应寒冷气候的动物会大量死亡并逐渐绝灭。披毛犀（生活于北半球寒冷地区的第四纪奇蹄目古哺乳动物）猛犸象（生活于北半球寒冷地区的第四纪古长鼻目动物）三、冰川作用的原因目前，仍处在假说阶段。1、天文说2、大气成分变化3、洋流变化第六节 古代冰川活动确定古代冰川存在的主要依据是冰川活动的遗迹。这种遗迹包括刨蚀地形；冰川及冰水沉积物和沉积地形；以及保存在沉积物中反映寒冷气候特征的生物化石。南非有前寒武纪冰川沉积的金刚石矿床。山东峄山古冰川遗迹视频：我国第四纪冰川遗迹分布区有：内蒙古、山东、河北、江西庐山、福建等地。