冻土地貌

This prominent pingo, located in the Mackenzie River delta of the northwest Canada, certainly ranks in the largest size category exhibited by these periglacial landforms.
有冰核的冻胀丘
冻涨丘及其遗迹
五、土溜阶坎
当融冰时地表过湿的松散沉积物，沿坡向下流动，前端常成 一陡坎，叫土溜阶坎（图6-14）。土溜阶坎高约1 m左右， 宽4～5 m，有的规模还要大一些。土溜阶坎的成因是多年冻 土上部的活动层周期性融化，融化的水受下部永冻层的阻挡 不能下渗，结果活动层的松散物质为水浸润，内摩擦减小， 在重力作用下就缓缓沿坡向下滑动，如遇阻或坡度变缓，流 动的速度减慢，前端就壅塞成一个坡坎。
我国青藏高原在更新世的冰缘气候环境下发育一些冻土， 并在早更新世湖泊地层中形成许多冻融扰动；另外，高原 上在晚更新世又形成了许多冻土地貌，如沱沱河谷地的古 冰楔，唐古拉山南坡的古多边形土等。
冰后期大陆冰盖退却后，在高纬地带可能出现新的冻土。但是， 随着冰后期的气温升高，全球多年冻土处于退化趋势，这对冻土 地貌发育有很大影响： （1）现代冻土地貌发育的范围缩小，如欧洲古冻土南界曾经伸 展到北纬45°的法国中部和多瑙河中游，但现在已退缩到北纬 68°的挪威北部；我国东部的古冻土也曾分布到北纬40°左右， 在晚更新世后期，大约26,000年前，在华北的一些海拔1000 m的 山间盆地，发育了冰楔和冻融扰动，而现在冻土南界北移到北纬 47°～49°附近。 （2）现代冻土地貌发育的高度变高，冰后期山地多年冻土下界 上升，我国多数山地冻土下界上升500～1000 m。 （3）冻土地貌类型和规模发生变化，在过去冰楔或多边形土发 育的一些地区现在已没有冻土地貌发育，随着冻土的退化，永冻 层上界的降低，热力喀斯特作用强盛，发育一些滑塌和沉陷。
米 垂直地带性
表现在高山冻土中。
非地带性因素的干扰： • 海陆分布 • 岩性和含水量 • 坡向和坡度 • 植被和雪被
• 现代全球冻土分布 3500万平方公里，陆地面积的1/4，主要分布在俄罗斯、加拿
大境内。 我国境内215万平方公里，东北北部、西北高山、青藏高原。
加拿大境内的冻土分布
北
南
冻土的剖面结构
第六章 冻土地貌
冻土：指温度在0C或0C以下，因冻结而含冰的各种土层 或岩层。
periglacial landforms = cryomorphology, 指存在于多年冻 土层中、因反复冻融作用而产生的地貌。
一、冻土的基本特征 按照冻土在地层保存的时间长短，可划分为： • 多年冻土：冻结状态持续多年，甚至可以达数万年的土
3．石冰川(rock glacier) 石冰川是由内部冰冻结起来的具棱角的碎屑物构成的 巨型的叶状或舌状地貌。
乌鲁木齐河源的石河（3550米）
昆仑山石冰川
二、多边形构造土 (Polygons) 在第四纪松散沉积物的平 坦地面上，由冻融和冻胀 作用，使地面形成多边形 裂隙，构成网状，称为多 边形构造土。从地表平面 看，裂隙组成多边形，从 剖面上看，裂隙呈楔形。 根据楔子内的填充物的不 同，又分为冰楔和砂楔。
青藏高原冻土灾害和工程
青藏高原冻土灾害和工程
一、石海、石河和石冰川 1．石海(block fields) 在寒冻风化作用下，岩石遭受崩解破坏，形成大片巨 石角砾，就地堆积在平坦的地面上，形成石海。
2．石河(block streams) 在山坡上寒冻风化产生的大量碎屑滚落到沟谷里，堆 积厚度逐渐加大，在重力作用下发生整体运动，形成 石河。
冰楔的形成先是地表形成裂隙，地 表水注入再冻结而成脉冰。由于脉 冰常深入到永冻层中，到温暖季节， 上部活动层的脉冰融化消失，永冻 层中的脉冰则仍然存在。到了寒冷 季节，冻土又发生体积不均衡变化， 地面重新形成裂隙，这些裂隙又往 往发生在原来有脉冰的地方。到来 年夏季又在裂隙中注入水分，冬季 再冻结，如此反复作用，就形成冰 楔。
• 现代冻土的来源 形成于第四纪冰期，进入全新世，冻土普遍退化。
• 冰缘地貌现象和古冻土 根据冻土发育时期留下的一些地貌现象推测古冻土
• 全新世多年冻土 冰盖消退后，发育新冻土。
• 冰川和冻土的关系 想想看：南极和格陵兰冰盖下面有冻土发育吗？
第二节 冻土地貌（periglacial landforms） 多年冻土区的地貌形成与冻融作用直接相关。冻融作 用是指冻土层中的水在气温周期性的正负变化影响下， 不断发生相变和迁移，使土层反复冻结融化，导致土 体或岩体的破坏、扰动和移动。冻融作用是寒冷气候 条件下特有的地貌过程，并能形成各种冻土地貌。 （对比湿热地区的化学风化）
六、热喀斯特洼地(Thermokarst) 热喀斯特洼地是因温度升高，地下冰融化引起地面塌陷所形 成的各种洼地。这种塌陷过程类似喀斯特过程，而塌陷原因 和温度有关，故称热力喀斯特。
第三节冻土地貌的发育
一、冻土地貌发育的时间差异
冻土地貌发育的时间差异和多年冻土的形成与演变有密切 关系。现在地表的多年冻土大部分是第四纪冰期时形成的， 另一部分是冰后期大陆冰盖退却后发育的。
大陆性干旱气候区，降雪较少，雪线附近的气温很低，虽有一 定宽度的苔原带，但由于降水太少，山地主要是荒漠或半荒漠 环境，地表及地下水都贫乏，这里除由冻融风化作用所形成的 石海和石河外，其他类型的冻土地貌均很少见到。
半干旱气候区的气温低，有适量的降水，正适合冻土的发育， 再加上气温周期性变动幅度较大，更有利于冻土地貌的形成， 所以在这一区域里冻土地貌发育最齐全。斯堪的纳维亚冰盖外 围在中欧、东欧有显著的苔原带，冻土和冻土地貌很发育。中 欧的苏台德山和东欧的喀尔巴阡山等地区，地处海洋性气候和 大陆性气候的过渡区，冻土地貌也较发育。我国昆仑山—唐古 拉山之间、祁连山东段、大小兴安岭等山地，也正处于半干旱 气候区，冻土带的宽度大，多年冻土厚，冻融作用强烈，冻土 地貌的类型也最为齐全。
层，又称为“永久冻土”或简称“冻土”。 • 季节冻土：冬季冻结，夏季全部融化的土层。 • 隔年冻土：冬季冻结以后，一、两年内不融化的土层。
接多年冻土（活动层、多年冻结层） 不衔接多年冻土（冬季不能完全冻结；夏季未能完全消融）
地温的垂直分布规律 “地窖”：冬暖夏凉
2．砂楔（古冰楔）(sand wedges) 砂楔与冰楔形态相似，但裂隙中填充的不是脉冰，而是松散的 砂土，叫砂楔。砂楔可从冰楔演变而来，当冰楔内的脉冰完全 融化后，砂土代替冰体填充于楔内，形成砂楔，所以又把砂楔 看成古冰楔。 砂楔也可能是地面在冻裂过程中，沙土直接填充在裂隙中。不 管是哪一种成因，砂楔都是在严寒气候下反复冻裂的结果，它 是反映古气候的一个重要标志。砂楔在我国东北北部和青藏高 原常可见到，在我国北纬40°的大同盆地（海拔1000m）的晚 更新世后期（约26,000年前）的砂楔，它的深度约为1.2～1.5 m, 楔口宽0.2～0.3 m,网眼直径2.2～3.0 m。估算大同盆地在砂楔形 成时期的年平均温度比现在低14°～15℃。
冻土地貌的空间分布差异有明显的地带性特征，即纬度（水平） 地带性和高度（垂直）地带性特征。前者包括世界高纬冻土区， 如北半球的俄罗斯的西伯利亚和加拿大的北部大陆以及我国东 北北部冻土区；后者指世界各高山地带的冻土区和我国的青藏 高原。纬度和高度往往同时影响冻土地貌的分布与发育，如我 国东北现代冻土南界在东西部有差异，高度相差900 m，东端 黑龙江嘉荫的冻土南界位于49°N，海拔为100 m，而西端内蒙 古阿尔山的冻土南界位于47°N，海拔为1000 m。
二、冻土的空间分布
纬度地带性（pp.140） • 自极地向低纬，冻土的上限逐渐下降（活动层加厚）；下限
逐渐上升，冻土厚度减小。 • 北极诸岛冻土层厚度达千米以上（-15C）， • 到连续多年冻土的南界不到100米厚（-3C ~ -5C）， • 多年冻土的南界（48N，我国境内为黑龙江中部），为1-2
“分选土”、“多边形土”
1．冰楔(ice wedges) 在多年冻土区，地表水周期性注入到裂隙中再冻结，使 裂隙不断扩大并为冰体填充，剖面成为楔状，称为冰楔。 冰楔在平面上构成网状，每一网眼呈多边形。冰楔的规 模大小不一，小的冰楔楔口宽只数十厘米，冰楔深1 m左 右，网眼直径为1～2 m；大的楔口宽可达5～8 m，最大 深度可达40 m以上。总的来看，冰楔的宽度和寒冻频度 成正比，冰楔的深度和寒冷程度成正比。冰楔的增长速 度很慢，根据南极大陆、加拿大和阿拉斯加等地的观测， 冰楔增长速度大约为1 mm/a。 现代活动的冰楔仅在年均温-6~-8°C多年连续冻土区,在 不连续多年冻土区不发育或不活动。
2. 石圈 斜坡上发育的石环，在重力作用下常成椭圆形，它的前端由大 石块构成石堤，这种石环又叫石圈。 3. 石带(stone stripes) 在较陡的山坡上，石圈前端常分开，经冻融分选的较大的岩块， 集中在纵长延伸的裂隙中，形成石带。
四、冰核丘(pingos)
冻土层中常夹有未冻结层，未冻结层中的水分在地下慢慢凝结 成冰体，使地面膨胀隆起，形成冰核丘。冰核丘的平面呈圆形 或椭圆形，顶部扁平，周边较陡，可达40°～50°。冰核丘的 顶部表面因地表隆起变形，产生许多方向不一的张裂隙甚至沉 陷。 冰核丘的规模大小不等。一年生的冰核丘的规模较小，高只有 数十厘米至数米；多年生的冰核丘规模较大，高可达十余米至 数十米，直径从30 m到70 m。我国目前所见到的最大冰核丘位 于青藏公路所经的昆仑山垭口，它的高度约20 m，长径70～80 m，短径30～40 m，现尚在发展中。 冰核丘的结构是顶部为1 m至数米厚的粉砂土或泥炭土，其下 为纯冰的核心，即呈透镜体的冰核。冰核的周围为冻结的砂层 或土层，往下常有冻结层，再往下才是永冻层。
A ground-level view of a plain filled with rock debris sorted into myriadstone circles 3-5 m in diameter.This striking example of patterned ground was photographed in west Spitsbergen, part of the Arctic Ocean’s Svalbardisland chain that belongs to Norway.