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1、第十二章冰川及其地质作用普通地质学南京大学地球科学系舒良树第十二章冰川及其地质作用Chapter12Glacierandtheworkofglacier●低于零度的固态水称冰ice,其结构与石英很相似(六面体)。它和冰川冰有很大的区别。●封冻的河流称冰河;但它并不是冰川。●冰川冰:由积雪压实而成的冰体。分布于雪源区,是高纬度区主要的外动力作用因素。●它在重力作用下可由雪源区向外长期缓慢运动。●古冰川是研究地球演化、地壳运动的一把钥匙,也是大陆漂移与板块构造理论建立的支柱证据。●研究我国冰川最有成果的是中科院兰州冻土研究所。我国冰川研究的泰斗
2、人物是南京地理所的施雅风资深院士。乌鲁木齐市南80km的冰达坂为世界闻名的现代山岳冰川,研究程度很高。达坂:col中国冰川分布图(集中在我国西部>3000m高度的地区)第一节冰川的形成与运动Section1Formationandmovementofglacier一.冰川的形成1.雪源区:终年积雪区;一年之内积雪不会全部融化或升华的地区。●终年积雪区的下部界限为雪线。●雪线的分布与下列因素有关:a.气温:纬度高者,气候冷,雪线低;反之,如赤道肯尼亚乞力马扎罗山,雪线就高。b.降雪量:雪量大易成冰川,雪线低。c.湿度:干燥寒冷的地区雪线较高。
3、d.地形:平缓处和背阳处积雪易保存,雪线低。东喜马拉雅山雪线2.积雪成冰(不是水成冰!)●需经四个阶段:雪花(Snowflakes)→在静压力下局部熔融,排掉部分空气,重结晶→变为粒雪(Grainysnow,白色的压实冰晶0.5-5mm)→再压实,重结晶长大,进一步排去空气→变为粒状冰(Grainyice,乳白色)→重结晶,增粗,变致密→变为冰川冰(Glacierice,兰色,比重0.9)。●通常,积雪厚度达50米时,底部积雪就可转变为冰川冰;冰川冰由高向低运动,就成为冰川。●以雪线为界划分为:冰川积累区(温带高山形成粒雪盆)和冰川消融区(温带
4、高山形成冰舌)。1)积累>消融蒸发:冰川冰量增加,扩展延长。2)积累<消融蒸发:冰川冰量减少,冰川退缩。3)积累=消融蒸发:冰川规模不变。冰雪携带有大量古气候、古环境的信息!研究冰雪可了解:●气候的变化历史(最老冰盖有100万年)。●不同时期大气的气体成分、压实程度、干扰大气层的因素、大气层的化学成分(主量、稀土、微量元素、同位素、温室气体Greenhousegases、无机+有机物)与大气化学过程。●人类历史以来的火山活动及其特征(一次大火山爆发,一般要1-3年、有时4-5年才能降落到南极冰雪上)●生物化学循环与生物进化过程。●美苏核大国60年代进
5、行的频繁核试验均被南极冰雪所记录。在南极研究冰川,一般在冰川流动很小的古山顶平台上钻孔取冰芯,辅以井槽探测。3.冰川的运动特征●冰川与河冰及其它自然冰的区别:是否运动。●冰床坡度大、冰的厚度大,冰川的运动速度就快。●流速不匀:冰川底部和二侧的流速,小于中间和上部的流速。●可形成裂隙、褶皱、断裂:运动冰川的变形可用应力应变来分析。●冰川所携带的岩石碎块称为飘砾;冰川消融时,飘砾变成冰蘑菇;飘砾跌落,形成冰牙;冰牙扩大则形成冰塔。若见上述现象,则表明冰川已流到雪线以下。第二节冰川的类型一.大陆冰川●范围广、厚度大、面形分布。●向四周运动,
6、可越过较大地形障碍运动。●现代大陆冰川:格陵兰;南极。二.山岳冰川:分布在中低纬度高山地带中的冰川;带状分布,规模有限。1.冰斗冰川:靠近雪线的凹地、冰坎。2.山谷冰川:冰斗冰川扩大、溢出,顺着山谷流动。●复式山谷冰川:具有多个粒雪盆的山谷冰川3.平顶冰川(高原冰川):由山谷冰川向大陆冰川的过渡类型。4.山麓冰川:许多山谷冰川汇合成更广阔的冰川;由山谷冰川向大陆冰川的过渡类型。山谷冰川的结构与沉积物模块图第三节冰川的剥蚀作用与冰川地貌一、冰川的剥蚀(刨蚀):包括挖掘、磨蚀1.挖掘作用:冰的巨大压力把基岩压碎并掘起带走的作用。裂隙发育更有利于挖掘;冰床基
7、底突起易被挖掘。2.磨蚀作用:冻结在冰川底部的岩石碎块,在运动中与冰川一道对基岩与谷底进行刮削,其本身也被磨蚀。二、冰蚀地貌1.冰斗:积雪半圆形洼地。●通过挖掘而加深;高度在雪线附近。●冰川冰在底部流出,易产生雪崩,是登山危险地带冰斗、刃脊、角峰示意图冰川的剥蚀作用2.鳍脊(刃脊)与角峰:前者是冰川的分水岭;三个以上冰斗的溯源侵蚀便形成角峰(如珠峰)。3.冰蚀谷:“U”形谷。山谷冰川被挖掘、磨蚀形成的谷地。冰川消失后才可以看到。●谷底、谷坡可见冰川摩擦的痕迹。4.冰悬谷:支流冰川侵蚀慢于主流冰川而形成。二者会合后,支流冰川谷底高悬于主流冰川谷
8、底之上。5.羊背石:基岩被冰川流动刨蚀后形成的椭圆状小丘。其长轴平行冰川流向,冰川从缓坡向