冰川與冰川地貌

趙永剛副教授西安石油大學(xué)綜合素質(zhì)教育課2013年3月風(fēng)景地貌學(xué)概論第十章冰川與冰川地貌PhotographbyPeterL.Kresan第一節(jié)冰川的形成與演化一、雪線與成冰作用（一）雪線

雪線是是固態(tài)降水的零平衡面（年降雪量=年消融量），也常年積雪區(qū)的下界。雪線的高低主要取決于氣候和地貌的綜合作用。因此，最有利冰雪積累的是海洋性氣候（豐水，涼夏）區(qū)的陰蔽凹地。（二）成冰作用

變固態(tài)降水為冰川冰，再發(fā)生流動、形成冰川的一系列作用稱成冰作用。冰川積累區(qū)與消融區(qū)Photographfrom:/jpkc/jpkc1/2004/zrdl/ziran.files/frame.htm二、冰川的運動

冰川的運動主要靠內(nèi)部塑性變形和塊體滑動完成。冰川運動速度大小，主要依靠以下因素：冰川或冰面坡度：坡度越大越有利于冰川運動。PhotographbyPeterL.Kresan冰川厚度：雪線附近冰川最厚，運動速度也最大,冰川體中部運動速度大于外側(cè)。時間：冰川運動速度夏季大于冬季，白晝大于夜晚。1、懸冰川一般呈斑點狀懸掛依附在山坡上，規(guī)模小，冰體厚度小，面積?。ㄐ∮?km2）。對氣候變化的反映較靈敏，如圖。三、冰川類型及其演化（一）山岳冰川Photofrom:2、冰斗冰川

廣泛分布于各冰川作用區(qū)，規(guī)模不大，源頭為冰斗。形似圍椅狀，后壁陡，朝向山坡一面開口，常為冰壩所阻。冰體越過冰壩呈舌狀溢出。右圖為退縮中的冰斗冰川。Photofrom:3、山谷冰川

冰川沿谷地呈線狀分布，規(guī)模較大，長可達數(shù)公里至數(shù)十公里以上.，厚度多為數(shù)百米。以雪線為界，有明顯的冰雪積聚區(qū)和消融區(qū)。像河流那樣順谷而下，沿途可納分支冰川，成更大的復(fù)式冰川，樹枝狀冰川。PhotographbyPeterL.Kresan4、山麓冰川

由巨大山谷冰川或復(fù)式冰川流出山口，在山麓地帶冰舌擴展或相互匯合成一定寬度冰體。（中國冰川多屬于此類，主要是在西北、天山、青藏高原、滇北等地）。PhotographbyPeterL.Kresan5、平頂冰川

屬于山岳冰川向大陸冰川過渡的一種冰川類型，分布在起伏和緩的高原或高山夷平面上。如我國西部，斯堪的納維亞半島和冰島等。（二）大陸冰川分布于兩極、格陵蘭等地。規(guī)模大，中央為冰雪積累區(qū)，邊緣為消融區(qū)，運動中要依靠冰川自身巨大厚度所產(chǎn)生的壓力，自中心向四周，通常不受下伏地貌的制約。PhotographbyYarPetryszyn

冰川發(fā)育規(guī)模大小主要取決于積雪區(qū)面積、固態(tài)降水量（生長、衰退）。冷的地方，在雪線以下眾多山岳冰川連成一片，可以成為大陸冰川。溫暖的地方，雪線以上大片大陸冰川解體，可以變?yōu)樯皆辣ā１ㄟM退演化常有一定周期性。冰川向前生長冰川消融與后退（現(xiàn)今冰川舌末端已經(jīng)退到1975年位置的后面）PhotographbyPeterL.Kresan第二節(jié)冰蝕作用與冰蝕地貌

一、冰蝕作用

（一）挖蝕

冰川自身重量和冰體運動使底床基巖破碎。冰雪融水滲入節(jié)理裂隙，時凍時融，使得底床巖塊不斷破碎，冰川像推土機鏟土一樣，把松動石塊挖起，與冰川凍結(jié)一起帶走。（二）磨蝕

由冰川對冰床產(chǎn)生的巨大壓力引起。因挖蝕作用產(chǎn)生的碎屑。凍結(jié)于冰川的底部，成為冰川對底床進行刮削，銼磨的工具，從而形成較細的冰磧物。二、冰蝕地貌（一）冰斗、刃脊、角峰Photographfrom:1、冰斗

圍椅狀，由冰斗壁、盆底、冰斗出口處的冰坎組成，通過發(fā)展，在谷地源頭多冰斗匯合，冰坎往往不明顯或消失，此時，稱為圍谷或冰窖。2、刃脊

斗壁后退，二個冰斗或冰川谷地間的嶺脊不斷下降，最終薄陡，刀刃狀鋸齒形山脊。Photographfrom:3、角峰不同方向多個冰斗后壁后退，成棱角狀陡峻山峰。由于坡陡，上部冰雪難停積，外力以凍融風(fēng)化，雪崩，冰崩作用為主，陡直，中下部主要是冰川雪蝕霜凍作用，導(dǎo)致內(nèi)凹。

Photographfrom:（二）冰川谷與峽灣

1、冰川谷冰蝕作用形成兩岸直立、底部平坦的槽谷。在主支冰川匯流處，主冰川更厚，冰蝕更強，則槽谷也更深，冰川衰退后，支冰川谷懸掛在主冰川谷之上，稱懸谷。Photographfrom:2、峽灣峽灣分布在高緯度沿海地區(qū)，冰期前為沿構(gòu)造破碎或巖性軟弱地帶發(fā)育的河谷；冰期接受冰蝕作用，冰期后受海侵影響，形成兩側(cè)平直、崖壁峭拔、谷底寬闊、深度很大的海灣，即峽灣。世界上最長的冰蝕峽灣PhotographbyPeterL.Kresan

（三）羊背石它是由冰蝕作用形成的石質(zhì)小丘，特別在大陸冰川區(qū)，石質(zhì)小丘常成群分布，猶如羊群伏在地面，故稱。羊背石表面常留下一些擦痕和磨光面。PhotographbyPeterL.KresanPhotographbyPeterL.Kresan羊背石Photographfrom:/jpkc/jpkc1/2004/zrdl/ziran.files/frame.htm（四）冰蝕湖和冰蝕谷由冰蝕作用形成的谷地和湖泊。PhotographbyPeterL.Kresan第三節(jié)冰川搬運、堆積作用

與冰川堆積地貌

一、冰川的搬運與堆積（一）搬運

冰川運動過程中攜帶冰蝕作用產(chǎn)生的許多巖屑物質(zhì)，接受周圍山區(qū)因凍融風(fēng)化、雪崩、泥石流等作用所造成的墜落堆積物，不加分選的隨冰川運動而位移，這些被冰川搬運的大小不等的碎屑物質(zhì)稱冰磧物，冰磧物中的巨大石塊稱漂礫（如圖）。PhotographbyPeterL.Kresan（二）堆積

冰磧物隨冰川衰退而堆積下來。二、冰磧物基本特征

由礫、沙、粉礫、粘土物質(zhì)組成的泥雜堆積、分選性差；礫石磨圓度比河流差，但側(cè)磧與底磧會與兩側(cè)或底部磨擦。擦痕、磨光面、石英沙粒棱角尖銳，在冰川研磨下顆粒常具貝殼狀斷口；冰磧物里的礦物成分和冰川源頭、冰川下覆基巖性質(zhì)一致；一般缺乏層理構(gòu)造。三、冰磧地貌

（一）冰磧丘陵冰川消融后，原來隨冰川運行的物質(zhì)形成高低起伏的形態(tài)。

PhotographbyPeterL.Kresan（二）側(cè)磧堤

隨冰川退卻，原聚集于冰川兩側(cè)邊緣的大量碎屑物質(zhì)，出露地表，形成了與冰川流向平行的長條狀冰磧堤崗，稱之為多列式，冰川衰退的階段性。PhotographbyPeterL.Kresan（三）終磧壟

分布于冰川前緣地帶，由終磧組成的弧形壟狀地形。內(nèi)側(cè)緩，外側(cè)陡，相對高度因地而異。（四）谷丘

由冰磧物組成的一種流線型丘陵，長軸方向平行于冰流方向。終磧壟谷丘四、冰水堆積地貌

冰水扇：融水河流帶泥沙堆積，多個冰水扇連成一片形成外沖平原；砣形丘：狹長、彎如蛇的高地。主要是由略具分選的冰水礫堆積成，有一定的磨圓度，發(fā)育沖刷、填充物構(gòu)造，呈交錯層理和水平層理，兩坡對稱；湖：冰積物堵塞，局部冰融水生成；季候泥（紋泥）可判斷年齡春季：粉砂多，色淺，層厚；秋季：泥質(zhì)多、色深、層薄。冰水地貌后退冰川蛇形丘鼓丘終磧冰礫阜鍋形湖底磧冰水沉積平原Photographfrom:/jpkc/jpkc1/2004/zrdl/ziran.files/frame.htm第四節(jié)第四紀(jì)冰期

時期中國東部歐洲第一次冰期鄱陽冰期貢質(zhì)冰期第二次冰期大姑冰期民德冰期第三次冰期廬山冰期里斯冰期第四次冰期大理冰期玉木冰期

在地質(zhì)歷史上，隨著世界氣候的巨大波動，曾發(fā)生過多次全球性的冰川作用，其中第四紀(jì)冰川作用直接影響了現(xiàn)代地貌的發(fā)育。下表為第四紀(jì)四個重要冰期的中國東部與歐洲名稱的對照。第五節(jié)冰緣（凍土）地貌一、冰緣地貌

凍融作用產(chǎn)生的地貌，泛指不被冰川覆蓋的氣候嚴(yán)寒區(qū)。因大體與多年凍土分布范圍相當(dāng)，又稱凍土地貌。二、凍土

凍土是溫度小于零度，含冰的土層或巖石。按其凍結(jié)時間長短，可分季節(jié)凍土（冬凍夏融）和多年凍土（常年不化）。三、凍融作用指凍土層中水分的凍結(jié)與融化，是冰緣地貌發(fā)育德最活躍因素。主要由于凍土溫度變（周期性正負變化）地下水變遷，巖石破壞，沉積物分選受干擾，凍土變形等，主要表現(xiàn)為：凍融風(fēng)化，融凍擾動，凍融泥流。

四、融凍堆積由凍融風(fēng)化產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)，經(jīng)頻繁的凍融交替，順坡緩慢的搬運、堆積而成。以凍融泥流堆積分布最廣。第六節(jié)我國的冰川風(fēng)景地貌在我們?nèi)祟惿娴奈邓{色的地球上現(xiàn)代冰川只占全球面積的3％，能作為旅游資源的冰川景觀更是稀少罕見。國際上十分重視冰川旅游景觀資源的開發(fā)利用，不少國家都辟有專門的冰川公園和冰川為主要景觀的旅游勝地，如瑞士冰川公園、美國與加拿大聯(lián)合組成的沃特頓冰川國際和平公園、阿根廷洛·歌萊西瑞斯冰川公園、新西蘭庫克山國家公園等都已成為備受旅游者歡迎的旅游勝地。一、冰川景觀特性

冰川對環(huán)境反映敏感。冰川是一定地形環(huán)境條件下氣候的產(chǎn)物，降水與氣溫共同決定了冰川景觀動態(tài)。冰川與環(huán)境的關(guān)系，一方面現(xiàn)代氣候波動直接引起冰川景觀變化，另一方面冰川記錄了古氣候與古大氣環(huán)境信息而成為古環(huán)境研究的重要實物材料。

冰川景觀，尤其是冰舌段的景觀，處在不斷地變化中。這種變化以消融景觀為出，老的景觀因消融徹底而消失，新的景觀又由運動補給經(jīng)消融而再產(chǎn)生。變化的周期有多年相、年相和季相，其中以年相為主。受冰川運動規(guī)律的制約，不同類型的景觀占有一定的空間位置，但景觀形態(tài)極少雷同。知識性、美學(xué)性與趣味性強，這是冰川作為一種特殊的自然風(fēng)景資源的重要特征。之所以說它特殊，在于寓知識、美學(xué)與趣味性于一體的動態(tài)景觀以及既是自然奇觀，又是自然科學(xué)研究的重要對象。二、現(xiàn)代冰川景觀

我國現(xiàn)代冰川主要分布在海拔5000m以上的高山地區(qū)，是登山愛好者向往的探險地?！氨┞糜巍笔乾F(xiàn)代山岳冰川地區(qū)開展的十分誘人的旅游項目。我國最長的冰川新疆葉城縣音蘇蓋提冰川，長42km，為世界登山者及“冰雪旅游”愛好者向往。祁連山新建的冰川旅游區(qū)，面積4km2。游人登上4300m高峰，可以觀賞“七一”冰川奇景。貢嘎山是世界上山岳冰川最發(fā)育，最集中的地區(qū)之一，有現(xiàn)代冰川71條。

(一)貢嘎山冰川貢嘎山屬橫斷山大雪山支脈的主峰，位于藏東川西。主峰高7556m，是藏東第一高峰。與主峰相連的山峰在6000m以上的達45座。藏語“貢”是冰雪之意，“嘎”為白色，意為“白色冰山”。貢嘎山雪線以上，終年冰雪覆蓋，現(xiàn)代冰川十分發(fā)育。其中東坡的海螺溝冰川、燕子溝冰川；西坡的貢巴冰川；南坡的巴王溝冰川和北坡的加則拉溝冰川等最為有名。這些冰川地區(qū)具有降水豐沛、冰川運動速度快、消融強烈、溫度高(一般冰內(nèi)溫度為0℃、冰面流水溫度0.3℃左右)、冰舌末端常伸入森林帶中等特點。(二)天山一號冰川

一號冰川長2.4km，平均寬500m，最大厚度140m，底部海拔高度3740m，面積1.95km2。一號冰川周圍分布著大小76條現(xiàn)代冰川，有“冰川活化石”之譽。在一號冰川下面海拔3500m以上，可以看到成層的槽谷、巖坎、巖盆、冰斗及狀似綿羊脊背的羊背石等冰蝕景觀，在海拔2800m以上的谷地保存著各時期的冰川堆積物。(三)七一冰川

七一冰川位于在嘉峪關(guān)市西南的祁連山中，距市區(qū)116km。1958年7月1日中國科學(xué)院高山冰雪利用研究隊首次發(fā)現(xiàn)，故名。該冰川的冰舌部位海拔4300m，冰峰海拔5150m，冰川面積達3km2，冰層平均厚度78m；坡度小于45°，全長30.5km。七一冰川景觀奇特，形似一片銀杏樹葉，倒掛在祁連山巔，巨大的冰層峰巒疊嶂，威武峻峭。遠望冰川雪峰連綿起伏，如一條銀色的巨龍緩緩蠕動，又似銀河倒掛，白練懸垂；近看則冰舌斜伸，冰墻矗立，冰簾垂吊，冰斗深陷，構(gòu)成一幅奇特的雪景圖畫。在夏秋季節(jié)，但見冰舌處冰雪消融，水流四注，瀑布猶如銀蛇飛舞；冰舌部位懸掛的瀑布匯聚成溪，穿過巖峭飛流直下，聲震山谷。山坡上時有雪雞棲息，雪蓮與冰晶爭芳斗艷，冰川下山坡上則牛羊遍野，牧人的帳篷中炊煙裊裊，又似一幅雪原放牧圖。

(四)透明夢柯冰川“透明夢柯”是蒙古語，意為高大寬廣的大雪山。透明夢柯冰川，位于敦煌以南一百余千米處，是祁連山區(qū)最大的山谷冰川。透明夢柯冰川的冰面很平緩，冰面坡降為3°～6°，游人可徒步不受阻礙直達冰川后壁，甚至登上5483m的最高峰。透明夢柯冰川系穩(wěn)定性冰川的特征，沒有雪崩危害，承受力大、安全性高。站在冰川之上，遠眺如此曠達的雪野、透明潔凈平緩的冰面，更覺眼前景象萬千：突兀的雪峰氣勢磅礴、縱橫交錯的冰谷曲折迂回、千仞冰壁險峻嶙峋，還有好似銀河倒懸于半空的冰瀑。冰川兩側(cè)皚皚雪山，無垠無際，其冰清玉潔，是獵奇觀光、激發(fā)靈感的佳景；其凝華積素，是探索古今天候氣象、生命奧秘的好境地；其“萬壑群峰遠障天，峰峰積雪斷仍連”，是旅游觀光、探險獵奇的好場所。(五)卡惹拉冰川

卡惹拉冰川位于拉薩通往日喀則的公路180km處，很容易到達。該冰川在冰舌前緣的基巖冰蝕臺地上可見數(shù)條長達10余米，寬10～20cm，深8～10cm的楔型刮痕平行分布，這是其他冰川罕見的跡象，形如“刨床”的導(dǎo)軌，使人絕口贊嘆大自然的魅力(六)梅里雪山明永冰川

青藏高原明永冰川全長約4km，寬30m～80m，是北半球冰舌末端(冰川延伸而下的最末端)下伸最低的冰川，冰舌末端在海拔2700m處；冰川每年運動速度達530m，是我國目前運動速度最快的冰川，比海螺溝冰川每年188.8m的運動速度快3倍。這是我國最美麗的冰川。

(七)玉龍雪山冰川

云南大理玉龍雪山中段海拔4000～4200m以上的高山區(qū)域，發(fā)育有19條現(xiàn)代冰川，總面積達11.6lkm2，其中東坡15條，西坡4條。玉龍雪山的現(xiàn)代冰川的類型可分為山谷冰川、冰斗冰川和懸冰川以及它們之間的過渡類型——冰斗山谷冰川和冰斗懸冰川。玉龍雪山冰川屬海洋性暖型冰川，表冷里融是其基本特征。(八)“萬年冰洞”

山西寧武縣涔山鄉(xiāng)麻地溝村東，海拔2300米的山上有一處世界奇觀—萬年冰洞。它是全國最大的冰洞，也是世界上迄今永久凍土層以外發(fā)現(xiàn)的罕見的大冰洞。冰洞上下五層，最寬處直徑有20多米，最窄處十幾米。洞內(nèi)的地面、洞頂、洞壁上全是冰。由冰形成的冰柱、冰簾、冰瀑、冰筍、冰花、冰鐘、冰佛、冰床、冰掛、冰獸、冰人，千姿百態(tài)，栩栩如生，堪稱一個冰的世界。萬年冰洞屬巖溶成因洞穴群。當(dāng)?shù)乇砹魉M入洞穴，在當(dāng)?shù)啬昃鶜鉁丞?℃以下的條件下，加之洞穴底部堵塞封閉，不存在空氣對流熱交換，洞壁巖石熱導(dǎo)率低，可以使在冬季凍結(jié)的冰體得以保存。如此年復(fù)一年，長期不化，而成為“萬年冰洞”。三、古冰川遺跡

據(jù)研究，我國地質(zhì)史上曾有過數(shù)次冰期和間冰期，數(shù)次冰期留下了大量的冰川遺跡，如古冰川谷、古冰斗、巨大的冰川漂礫和林立的角峰與鋸齒狀的刃脊，以及冰蝕湖等。冰川遺跡對于人類研究古氣候、古地理、地球氣候變化乃至未來地球氣候變化的走向和人類起源、人類膚色形成都具有極高的科研價值。(一)海螺溝古冰川地貌(二)陜西秦嶺太白山

太白山(3667m)的古冰川地質(zhì)景觀也較典型：八仙臺是一典型的角峰，在其西北面的大爺海及南面的二爺海、三爺海、玉皇池均為冰蝕湖，其中大爺海是非常典型的冰斗。該地冰蝕地貌有：冰斗、槽谷、角峰、刃脊、冰蝕洼地、冰斗湖、冰蝕湖、羊背石、冰溜面、冰擦痕；冰磧地貌有：終磧堤、側(cè)磧堤、冰磧湖等；冰緣地貌有：石海、石河、石環(huán)、石玫瑰、石多邊形、巖屑堆、凍融巖柱。以八仙臺為中心，冰斗與槽谷呈輻射狀展布，冰溜面、羊背石、多級水坎、冰蝕湖等說明該區(qū)以海洋性冰川為主；而高山區(qū)發(fā)育有石環(huán)、多邊形土、石海、石河、冰緣巖柱等，則為大陸性氣候的冰緣景觀，說明太白山的古冰川具有過渡性質(zhì)。太白山古冰川遺跡，是連接我國西部現(xiàn)代冰川與東部第四紀(jì)冰川的紐帶，具有十分重要的研究意義。專家認為：太白山第四紀(jì)冰川遺跡屬冰斗山谷冰川，曾經(jīng)歷大殿冰期、斗母宮冰期、太白冰期。(三)黃山第四紀(jì)冰川遺跡(四)廬山第四