冰川及其地质作用.ppt

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Section1ationandmovementofglacier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。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，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,冰川从缓坡向陡坡流动。如庐山的羊背石。我国拥有23000亿立方米冰川冰储量。,西天山冰蚀谷,冰悬谷与冰蚀谷示意图,冰悬谷,冰蚀谷,第四节冰川的搬运作用与沉积作用一、冰川搬运作用1.搬运形式推运、载运、冰山搬动2.产物底碛A、侧碛B、内碛C、表碛E、中碛D表碛是二侧山上崩塌落下的碎屑。中碛是两冰川汇合后几个侧碛的合并体,位于大冰川中间。3.冰川搬运与流水搬运的区别1搬运物边角在搬运中难以被改造；2大岩块漂砾driftboulder能被带到深海区沉积。二、冰川沉积的原因与冰碛物特点1.冰川沉积的原因冰融2.冰川沉积的产物冰碛物moraine,3.冰碛物的8特点a.全是碎屑物质；b.无分选；c.碎屑排列杂乱；d.不成层；e.磨圆度差；f.碎屑表面有磨光面和钉子形擦痕；h.SEM下石英颗粒表面有碟形凹坑、贝壳断裂、平行陡坎；g.内有寒冷型生物化石。SEMScanElectricMicroscope三、冰积地貌1.冰碛丘陵冰融后，底、中、侧碛合并成一个丘陵状起伏提体，称为基碛。2.侧碛堤似河流阶地状的山谷冰川侧碛。●平行冰川流动方向。●数条侧碛堤则表示冰川面的下降数次。,终碛堤与冰水扇,冰川地貌,冰川砾石与擦痕,北京西山古冰川磨光面与擦痕,3.终碛堤冰川碎屑物在冰川前缘堆积而成的堤状体。●为冰川补给与消融的平衡部位（交接带）；●大陆冰川者高30-50米,长数百公里;●山谷冰川者高几十到几百米,长数百米。4.鼓丘大陆冰川终碛堤内形成的椭圆形高地，由冰碛物组成。●可具基岩核心。●迎冰面坡度陡,背冰面缓。,第五节冰水沉积物及其地貌冰水沉积物glacioflurialdeposit1.冰水沉积物冰川融化后的水流沉积，具有层理和分选性。如乌鲁木齐河。2.冰水扇指终碛前缘无固定河床的细小水流形成的扇形沉积物。3.季候泥冰水入湖时形成的纹层状堆积物（纹泥）。●层理细而薄，一年一轮回，如同树木年龄，可计算沉积物时代。●夏季碎屑粗、氧化强、色浅；冬季碎屑细、氧化弱、色深。,4.蛇形丘在冰水作用下，冰川底部融化隧道中的冰碛物被冲刷、搬运、堆积而成的砾石粗砂高地。发育在大陆冰川区。●其特点是二坡对称、坡陡，呈狭长而曲折状延伸。北美蛇形丘长达400公里。第六节冰川作用及其原因一.地球上大规模的三大冰期1.震旦纪大冰川距今6-7亿年。2.石炭、二叠纪大冰川距今2．5-3亿年。主要分布在冈瓦纳地区。3.第四纪大冰川距今175万年-现在。,二、第四纪的四次亚冰期1.鄱阳亚冰期175万年前开始→大姑亚冰期→庐山亚冰期→大理亚冰期1.1万年前开始退缩,目前仅格陵兰和南极持续着）2.现在为小间冰期生存大量的喜暖动植物3.第四纪冰期以法国阿尔卑斯山研究最好。4.中国的第四纪冰川为山谷和山麓冰川,发育在庐山,台湾,新疆,黑龙江等地。,三、冰川作用的影响1.对地壳冰压下陷,冰融回升,引起地壳的均衡调整；2.对气候引起海平面变化；3.对地表引起水系变化；4.对生物喜冷者存，喜暖喜热者亡.四、冰川作用的原因自学1.天文说强调外因。太阳强幅射时地球温度升高，冰川融化；反之,降温成冰。2.大气成分变化说强调内因。C02含量增高时大气升温,冰川融化；反之,降温成冰。3．洋流变化说,本章重点1.概念雪源区；冰川冰；大陆与山岳冰川；冰斗；角峰；冰悬谷；冰川剥蚀（刨蚀、磨蚀）；中碛；羊背石；冰碛物；冰川构造（冰裂隙、磨光面、钉子形擦痕；侧碛堤；蛇形丘；冰碛岩；季候泥2.基本特征1）冰川的搬运方式（推运、载运）及其特征2）冰川沉积物的八点特征及其与冲积物的异同3）山岳冰川的地貌特征（冰斗、鳍脊（刃脊）、角峰、U形谷、羊背石）4）三大冰期的发生时间及其分布范围,