第七章冰川侵蚀与冰川堆积概述

第七章冰川侵蚀与冰川堆积概述

冰川对地表的作用不同于流水、风等处营力。冰川冰是粘塑性体，它的运动是靠滑动与蠕变，其对地表的侵蚀靠冰内、冰下和底床上的岩屑，有时还要通过一定的水—冰冻结融化过程来实现。侵蚀过程中，形成微形态和大的侵蚀地貌。许多被侵蚀的物质，经过冰川搬运而停积在不同部位，也形成各种堆积地形。通过这些正、负地形可以进一步了解冰川的动态和过去的演变历史。

第一节冰川的侵蚀作用

冰川的侵蚀作用是通过磨蚀和拔蚀两种方式进行的。磨蚀是对地表的水平方向的破坏，拔蚀是对地表的垂直方向的破坏。不同的侵蚀方式所塑造的冰川地形或微形态是不一样的。有些则是两者共同塑造形成的。

一、冰川的磨蚀与拔蚀

冰川的磨蚀是满载岩屑的冰川底层与岩床之间的侵蚀过程，包括对基岩河床和岩屑的磨光和磨平。冰川运动时，富含岩屑的冰川底部与岩床及其上的岩块作相对运动，产生互相磨擦，磨削侵蚀，它一方面改造了岩屑的形态，另一方面也改造了河床形态。被巨大冰体重力压碎的岩屑和细颗粒物质都具有尖锐的棱角，特别是这些细小颗粒往往是一些稳定矿物或重矿物，在磨蚀中起着重要作用，如石英颗粒等则是主要的磨蚀“工具”。当冰川底层在滑动过程中遇到大障碍物（如漂砾岩块或凸起的岩床）时，在障碍物的迎冰坡面上因磨蚀而产生薄层水膜，当冰体流到背冰流坡面上时，由于压力减小，该水膜又冻结起来，使岩屑聚集起来，这就是一些文献中常说的复冰作用。同时，在背冰面产生拔蚀和空腔（参见图50）。

冰川的拔蚀作用，是冰川底层松动和移动岩床上大岩块的破坏过程。当冰体超过岩床上凸起部分或大障碍物时，在背冰面上因减压而产生卸载节理、膨胀节理，岩石发生破裂拔蚀，一些岩块或岩屑暂时停积在坡脚下，在冰体继续滑动时，这些岩块或岩屑又被“吸附”在冰川底层，成为磨蚀的“工具”。所以，拔蚀比磨蚀的破坏性大，是冰川侵蚀的主要方式。

二、冰川侵蚀的微形态

冰川的磨蚀与拔蚀过程可以产生许多微小的形态，也可以产生若干大的侵蚀形态。这些形态有时也是冰流方向的指示物。表现在基岩面上的微形态有磨光面、擦痕、颤痕、新月形裂口等，表现在岩块或岩屑上的有擦面、磨光面和擦痕等。

1.磨光面：主要是磨蚀作用的结果，对基岩的磨光是以磨底为主，磨光面多分布在冰槽谷壁或基岩河床的突起部位。而对岩块的磨光则以磨顶为主。磨光面的形成可以是起伏不平的光滑表面，不一定为一个光滑的平面，其上常有大量互相平行的条带状擦痕。磨光面亦称冰溜面。

2.擦面：主要产生于岩块或岩屑上的光滑平面。当岩块附着冻结在冰川底层时，其底面被磨成一个光滑的平面。一块岩屑最初的磨蚀就是在一个方位上形成擦面，它和流水侵蚀的岩屑不同，流水侵蚀岩屑主要是磨圆，而冰川侵蚀的岩屑是磨平。所以，在堆积地层中若发现擦面石，则可以肯定是冰川成因的。典型的擦面石多见于海洋型冰川作用地区，如念青唐古拉山东段及波密南山、雀儿山等都有很完好的冰川磨光面或擦面。

冰碛石在几个面上都有擦面的就叫“熨斗石”。

3.擦痕：是岩屑间或岩屑与基岩间的磨蚀结果。常见于带有磨光面、擦面的基岩或岩块上，它是一组大致方向一致和基本平等的擦痕束，有时也可以出现两组或两组以上的不同方向的擦痕束，但仍以某组为其冰川主流方向。每条擦痕的形态可以是两端尖细，中间粗宽，也可以是整条粗细基本一致，亦或是一端尖细，另一端粗宽。过去一些书中用“钉字头”型，“鼠尾”型来形容冰川擦痕的形态是不确切的。类似冰川擦痕形态的其他擦痕还有泥石流、滑坡、洪积、山崩等，所以，在鉴别擦痕成因时要多找其他旁证标志。

4.新月形裂口和颤痕：冰川的粘塑性流动使基岩还可以产生各种节理，从而生成凿口、裂口和近似同心圆的一条条孤形颤痕（亦称裂纹）。如果说对某些擦痕的形态有冰川成因和非冰川成因的认识，那么对这些新月形破裂构造大概至今还没有人提出非冰川成因的解释。它们在冰川的巨大推挤压力下，使基岩局部膨胀隆起，然后发生张力破裂，其走向与冰川流动方向垂直，尖端指向下游（图51）。一般在比较致密的岩石上才容易形成细小的颤痕。

此外，属于微形态的冰川侵蚀作用的形成物还有断口、刻槽、岩沟等，这些在我国大多数冰川上相当少见。

三、羊背岩

羊背岩是一种流线形侵蚀地形，常见者为高数米，长数米至十几米的巨石，单个或

成群分布在冰川作用区的河床上。它是由基岩被磨蚀和拔蚀双重侵蚀下生成的，因此，迎冰面坡度较缓，背冰面较陡，其长轴走向与冰流方向一致。在迎冰坡上，主要是因为增压与磨蚀，坡面光滑而平缓。一旦冰川越过突岩的顶部，流速增快，产生减压拔蚀和挖掘，岩石坡裂，所以背冰面粗糙而陡峭，并生成卸载节理和膨胀节理，为冰川继续侵蚀创造了条件。我国许多冰川区的冰川末端以下数公里的范围内，可常见到大小不等的羊背岩，祁连山西段老虎沟源头西支沟脑的窄狭河床上所见的一个大理岩羊背岩，高1.5m，长轴约3—4m，宽约2m，迎冰面较平缓，顶部和背冰面多节理和断裂的岩块（末被移动），背冰面陡而破碎，因风化作用，羊背岩表面已不见光滑之表面，但仍具磨光面之观感。其他地方如天山托克逊盆地以西的阿拉沟上游谷地，博格达峰北坡等都已发现了羊背岩。

四、冰斗

长期以来，人们把冰斗地形认为是冰川侵蚀的典型形态。它形如带楼厅的剧场，像一把安东椅，或如半个钵。冰斗的典型形态要具备三点：一为陡峭的壁龛；二是较凹的封闭洼地（冰斗盆）；三为冰斗口的反向坡（岩坎）。冰斗一般分布于河流的源头（称谷源冰斗）和高山山脊两侧（叫谷坡冰斗）。可以单个存在，也可以成群发育，小者直径20—30m，大者数百米。冰斗底部的分布高度往往代表某时期冰川作用的雪线高度，所以，是人们注意冰斗发育的原因之一。如果山脊两侧都有冰斗侵蚀扩展，山脊逐渐变窄，最后形成锯齿状尖锐山脊称刃脊；几条刃脊交会于一处，形成尖锐的高身称角峰。冰斗、刃脊和角峰是现代冰川区最常见的冰蚀地形。我国阿尔泰山西南坡的冰川区附近的冰斗最发育，数量多，形态清晰而完好，而且具有明显的梯度分布，低级冰斗底部海拔2450—2550m，中级冰斗底部海拔2600—2700m，高级冰斗底部高2800—2900m。有的冰斗内还有冰斗湖存在。珠穆朗玛峰北坡绒布河谷的冰斗可分为4极，一是现代冰斗（如肖明冰斗），底部高5700—6500m。二是海拔5700—6000m间的紧靠现代冰斗和粒雪盆附近的冰斗，冰斗底部冰碛内尚有“死冰”，表明冰川退出冰斗不久。三是海拔5300—5700m 的冰斗可能属全新世气候最温暖时期冰川退出来的冰装置。四是最老的、也是最低的古