第六章冻土地貌

冻土中地下冰有多种形式：孔隙中的小冰针、裂隙中的冰脉和冰楔、泥炭层核心的 巨大冰透镜体。冻土中尚存有地下水。
冻土——地下冰——地下水互相影响与热交换
许多冻土地貌
四、冻土的热状态 ：受地热自然增温和气温的影响 .随深度增大冻土的温度升高,到 永冻层的下界,温度达到0°C;平均地热增温率3 °C/100m
第六章 冻土地貌 (Frozen Earth Geomorpholgy)
在极地-亚极地地区和中低纬度的高山、高原区，气温极低、降
水量很少、地面裸露条件下，将0°C以下并含有冰的地表 冻结土层称为冻土。
在多年冻土区及冰川边缘地区，地表发生季节性
冻融作用形成的特殊地貌称为冻土地貌.
极地、亚极地和中低纬度的高山、高原；冰川边缘地 区。 降水量很少，地面裸露，气温极其低，温度<0°C 冻土（Frozen Earth, Frozen Soil, Frozen Ground） 季节性冻土、多年冻土 冻土地貌包括冰缘地貌（Periglacial Geomorpholgy ）
因
素
地形----坡向和坡度
- 昆仑山西大滩--同一高度和深度的阳坡和阴坡的地温相差2-3°C，冻 土分布的下限差100米
- 坡向对冻土发育的影响还随坡度的减小而减弱
植被与雪盖------植被可以阻止土层中热量的散失
三、冻土的结构
1.上层活动层——融冻层或交替层。其厚度随纬度、高度增大而变小
2.下层永冻层——多年冻结层
一、石海、石河和石冰川
1.石海(Block flieds)：很寒冻风化作用下，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而成.
形成条件 ✓ 气温经常在0°C，日温差较大，且有一定的湿度 ✓ 地形较平坦，坡度<10° ✓ 坚硬而富有节理的块状岩石----花岗岩、玄武岩、石英岩等 状态:大石块很少运动
当暖冬活动层的冬季冻结深度达不到永冻层顶 部时，出现一层融区；若来年夏季较凉，融化 深度较小，会在活动层下部留下隔年冻结层。
融区的塑性变形：当活动层每年秋末自地表向下冻结时，由于底 部的永冻层起阻挡作用，结果使其中间未冻结的融区（含水土 层），在上下冻结层的挤压作用下，发生塑性变形，形成各种大 小不一，形状各异的弯曲结构---冻融扰动构造或称冰卷泥
二.冻土的厚度 北极年平均气温为-15°C，厚度达1000m 以上，向南 至连续冻土的南界，厚达100m以下。北纬48度高 山区年均0°C，厚度1~2m.
受纬度、高度控制，与气候、岩性、坡向与坡度、植被 与雪盖层等地理条件影响。
多年冻土层活动层的变化 ✓ 纬度的控制---永冻层顶面的埋深自北向南加深、厚度变小 ✓ 西伯利亚厚约数百米，我国东北一般不超过25-30米 ✓ 冻土分布的下限由南向北逐渐降低
气候----取决于较长周期的气候波动性冷热变化，大陆性半
干旱气候 有利于冻土的形成，温湿海洋性气候不利。
冻 土质—颗粒越粗（如砾层、砂岩层等），含水量少，导热性
土 高，活动层厚，永冻层埋藏深度大
发 育
- 土层颗粒细（如粘土、亚粘土等），情况相反
的 影
- 泥炭的导热性差，永冻层埋藏很浅
响 - 地表水和地下水常加大冻土融化的深度
第一节 冻土（Frozen Earth, Frozen Soil,
Frozen Ground）
一、分布
✓ 全球冻土面积3500万平方公里,占大陆面积的1/4 ✓ 俄罗斯和加拿大的冻土面积最广
✓ 中国:北纬48°以北的黑龙江地区、西南海拔 4300-4500m以上的高原，215平方公里，占国 土面积的22.3%
乌鲁木齐河源的石河（3350m)
3.石冰川
石冰川: 当冰川退缩时，聚集在冰斗和U形谷中的冰碛物，在冻融作用下 顺谷地下移，形成石冰川。
石冰川的特点
✓பைடு நூலகம்石冰川内部常夹冰川冰 ✓ 冷冻崩解产生的倒石碓或碎屑陡坎的岩块循冰川谷移动，也形成石冰
川 ✓ 石冰川的纵剖面呈上凸的弧，横剖面中部突出 ✓ 规模：长度一般可达300-400m，宽100m ✓ 石冰川运动速度很慢
昆仑山石冰川
天山乌鲁木齐河源石冰川（(3650米）（朱诚）
天山玉希莫勒盖达坂石冰川（3600米）（朱诚）
二、多边形构造土—具冻融冻胀形成的多边形裂隙构造
的冻土。据剖面形态、充填物分：冰楔、砂楔。
1 .冰楔：当形成冰脉之后，来年融化时，
二
在永冻层中的部分保存，当寒冷再次来到时， 又在原来的位置上产生下伸的裂隙，它重新 将永冻层中早期冰脉劈开，形成新的脉冰。 如此年复一年，每年冰脉多要经历一次劈 开—充水—冻结的过程，这种被多次充填的 冰脉称为冰楔。
冰楔的规模：宽数十厘米，深度1米左右
与围岩的关系分类------后生（多层后生）、同生冰 楔
2砂楔:代表
古冰楔，充填 砂粒，形态相 似。
冰楔的平 面呈多边 形
Aerial view of ice-wedge polygons in the Canadian Arctic
三、石环、石圈和石带
1石环：由较细粒土和碎石为中心的周围是较大砾石为圆边的环 状冻土地貌
2.石河
石河: 在山坡上冷冻风化产出大力的碎屑滚落到沟里,堆积厚度逐渐加 大,在重力作用下整体运动，形成石河。
石河的运动
✓ 沿着湿润的碎屑下垫面或永冻层的顶面在重力作用下移动 ✓ 石河运动速度慢，中央流速比两侧小 ✓ 石河中的岩块长期运动，可搬运到山麓堆积形成石流扇 ✓ 石河停止运动是气候转暖的标志之一
石环的特点 ：石环直径1-2m或更小，向下延伸几十Cm ✓ 形成在有一定的细粒土地区，细粒土一般不少于总体积的25-35% ✓ 土体中有充足的水分 ✓ 石环多发育于平坦的河漫滩或洪积扇的边缘
石环的成因：多次反复冻
五．冻土的成因：寒冷气候的产物，北极－西伯利亚老的形成于６０～１０万年前 （始新世～更新世）；较新的于２０００～３０００年前形成．
第二节 冻土地貌（Frozen Ground Geomorphology）——与冻融作用相关
冻融作用是指冻土层中的地下水和地下冰在气候周期 性的正负变化影响下，不断发生相变和迁移，使土层反复 冻结挤压，导致土体或岩体的破坏、扰动和移动的作用