第12章 冰川及其地质作用
冰川作用
第十二章冰川及冰川作用第一节研究简史冰川是地球大气的温度计，冰川消长与地球气候变化的关系极为密切。
然而，对地球冰川以及古气候的认识，曾有过较长时间的困惑，走过了迷惘的路程。
其研究历史，还得从欧洲平原上的大砾石谈起。
北欧大平原上分布着许多大小不一的砾石，小者好几米，大者几十米、几百米甚至几公里！地质学证据表明，它们并非原地，而是外来的。
究竟是什么力量把巨大的砾石搬运过来？18世纪～19世纪中叶普遍认为，这些砾石是由洪水搬运而来，地球表面曾经被巨大的洪水所淹没，发生过巨大的灾变，其依据主要来自《圣经》。
《圣经》记载了洪水的时间、规模和原因。
难怪许多人都十分肯定地把巨大的砾石看作是“诺亚洪水”的证据，并称之为“洪积物”（diluvium），甚至地层中的古动物和古人类化石也被看作洪水的佐证，剑桥大学的数学教授还根据砾石大小计算了大洪水的流速、流量和深度。
然而，当“洪水说”盛行之时，以著名地质学家莱尔（第三章）为首的少数学者却提出了“冰山说”（ice berg）（如电影《泰坦尼克号》里触沉大船的冰山），认为巨大砾石是北极圈浮冰带来的。
当冰山漂浮到南部，逐渐溶化后砾石坠落。
达尔文在南大洋考察时亲眼目睹了冰山，所以他是“冰山说”的坚决拥护者。
冰山论者把砾石称为“漂积物”（drift），意指“漂过来的物质”。
但是，在解释冰山砾石为何分布在高山时遇到了困难。
当“洪水说”与“冰山说”激烈交锋时，瑞士鱼类化石学家阿加西（Jean Louis Rodolphe Agassiz, 1807- 1873）（图12-1）（早年研究鱼化石时曾得到过法国古生物学家、灾变论的代表人物居维叶的帮助），于1837年欧洲的一次地质年会上爆出冷门，突然提出了“冰川说”，他说那些大砾石并非洪水冲来，也非冰山搬运，而是被冰川携带而来。
他说，北欧平原曾被格林兰那样的大冰川覆盖过，砾石表面大量擦痕便是冰川的证据，并把这些砾石取名为“冰碛物”（till）。
12第十二章-冰川地质作用-优质课件
湖水和水库水
0.549
土壤水汽
0.294
大气水
0.049
河流水
0.004
第一节 冰川的形成与运动 一、冰川的形成条件
终年积雪区(snowfield)--在一定的高纬度或海 拔高地区，年降雪量超过消融量，积雪逐年累积 加厚。又称雪原。 • 雪线(snow line)--终年积雪区下部界线。
年降雪量=年消融量 • 雪线与气温、降雪量、地形等因素有关。
1、推运 2、载运
• 冰川搬运作用的特点： （1）不具分选性。 （2）冰运物磨圆差。 • 冰川一般以底部和侧部冰运物为主。
山谷冰川----侧运物为主， 大陆冰川----底运物为主。
三、冰川的沉积作用 • 冰川的沉积作用--冰运物由于冰体的融 化而释放下落的过程。 • 冰碛（moraine）----冰川向雪线以下流 动，气温逐渐升高，冰川冰消融乃至完全 融化，被释放的冰运物随之就地堆积。
地地区，气候严寒，大片的陆地被冰川所覆盖，因其 分布面积大又称为冰盖或冰盾（ice sheet）。
• 北半球的格陵兰岛：170万平方公里，80%。 平均厚1500米，超过3000米。 • 南极：1390万平方公里，平均厚2000米，最 大厚度达4300米。
•大 陆 冰 川 分 布面积和厚度 巨大，可向四 周运动，不受 下伏地形影响。
（一）冰川堆积作用及冰碛地形
• 大陆冰川----可远洋堆积，
• 山岳冰川----主要在冰前，冰碛地形。 1、冰前稳定 • 终碛（terminal moraine）又称为终碛垅。 • 鼓丘（drumlin）。长轴平行于冰川运动方向， 迎冰流面坡度陡。
蛇形丘 冰河沙堆
堆积物
冰水冲刷平原
锅形湖
1、冰前稳定 • 终碛（terminal moraine）又称为终碛垅。 • 鼓丘（drumlin）。长轴平行于冰川运动方向， 迎冰流面坡度陡。
12 冰川的地质作用
第十二章冰川的地质作用冰川是陆地上终年缓慢流动着的巨大冰体。
它广泛分布于高纬度地区和中、低纬度的高山（海拔5km以上）地区。
积雪层-压力-冰川冰-。
冰川冰在其自身的压力和重力作用下，沿斜坡或一定的谷道缓慢地流动，就形成了冰川。
现代冰川覆盖着陆地面积的10%，-南极洲大陆和北极附近的格陵兰几乎全部被冰川覆盖。
-位于加拿大不列颠哥伦比亚省海岸山脉南部的海尔特斯库克(Heiltskuk，也写作Ha-Iltzuk)冰原覆盖面积约为3600平方公里。
这张详尽的太空图片是由国际空间站宇航员拍摄的，显示了该冰原里的山脉上层多被冰雪覆盖，有两个主要的河谷冰川也从这里向外延伸。
河谷冰川由大块缓慢移动的冰块和冰川碎屑组成，冰川在向下移动的过程中形成了U字型宽谷。
纵使冰雪全部融化，冰川侵蚀而成的山谷也会长期存在。
事实上，科学家正是凭借此类山谷的地质特征，来发现曾经被冰川覆盖、如今冰川已经消失的地质区域。
图中显示的是Silverthrone冰川和Klinaklini冰川，在照片上部两座冰川汇合在一起。
海尔特斯库克冰原冰川前端像锯一样的突出部分就是南极洲埃里斯伯(Erebus)冰舌。
埃里斯伯冰舌长达7英里(11.2公里)，高33英尺(10米)。
南极洲埃里斯伯冰川从埃里斯伯山上快速滑落进麦克默多湾(McMurdoSound)。
在夏季，麦克默多湾其余海冰融化，而冰舌却依然不化，漂浮在海面上，形成了这一奇特的景观。
这是根据美国宇航局Terra卫星的先进星载热辐射与反射辐射计ASTER所捕捉到的数据制作成的假色地貌图，是将不同波段的数据合成而来的。
南极洲埃里斯伯(Erebus)冰舌显示的是几个小冰川滑落进格陵兰岛西部一个非常干燥的山谷。
过去的冰川运动导致山石在山谷底部堆积，使得谷底冰川融化形成的湖泊呈现出绿松石颜色。
格陵兰岛本身也是过去冰川作用形成的，如今格陵兰岛上仍覆盖着厚厚的冰盖。
格陵兰岛的大陆冰川(或称冰盖)的面积达180万平方公里，其冰层平均厚度达到2300米，与南极大陆冰盖的平均厚度差不多。
13冰川地质作用
格 陵 兰 、 南 极
中 国 冰 川 的 分 布
第十四章
冰川及其地质作用
第一节 冰川的形成与运动 第二节 冰川的类型 第三节 冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌
第四节 冰川的搬运作用与沉积作用
第五节 冰水沉积物及其地貌
第一节 冰川的形成与运动
一、冰川的形成 1.雪线(snow line) ：降雪量大于消融量，逐年积 累形成终年积雪区。终年积雪区的下界称为雪线。 终年积雪区在厚雪层的底部冻结成冰，称为冰 川冰。冰川冰在上部积雪的压力和重力作用下顺 地面斜坡向下运动，或从冰层厚处向薄处缓慢流 动，就形成冰川。
二、冰川作用的影响：
1、地壳均衡调整－冰体重量－地壳下沉－冰川 融化－下陷地壳回升；
2、海平面变化－冰期海水减少－海平面下降－ 间冰期冰川融化－海平面上升； 3、水系和水文条件改造－冰期不断前进的冰川 使河流改道，部分被冰体堵塞成湖－间冰期河流 水量大增，洼地积水成湖，湖泊增加。
4、生物变迁－冰期生物的生活空间减少，营养 物质缺乏，部分哺乳动物大量死亡并逐渐灭绝。
冰斗 、角峰、刃脊
冰 斗 、 角 峰 、 刃 脊
冰斗 、角峰、刃脊
角峰
角 峰 与 擦 痕
冰 斗 、 角 峰 、 刃 脊 及 其 发 育 过 程
冰蚀谷－经山谷冰川刨蚀、改造而成的谷地
称冰蚀谷。 羊背石－突起于冰床上的坚硬基岩受刨蚀后 变为一系列低缓的椭圆形小丘，其长轴方向与冰 川流动方向一致，且迎流坡较平缓，并有许多冰 擦痕或磨光面，背流坡为陡坎。
冰川作用最早发生在大约23亿年前的古元古代， 最晚为第四纪，第四纪冰期是地球近期历史上的 重要事件，据对深海沉积物的研究第四纪的冰川 作用有20次，近80万年来，每10万年就有一次冰 期和间冰期，现在正处在第四纪的间冰期。
冰川的地质作用_普通地质学
热带地区
>5000m
现代冰川的全球分布
南极冰川
三、冰川的分布与类型 2、冰川类型
按冰川的分布冰川分为：
山岳冰川
中、低纬度的高山区 沿沟谷向下流动 面积小，厚度薄
大陆冰川（冰盾、冰盖）
高纬度和极地地区 冰由一个或数个积雪中心向 四面流动 分布面积广，厚度巨大
山岳冰川（美国Denali国家公园）
南极冰盾: 1250万 km2 最厚处达 4 公里 地球上冰川 冰总量的 85% 地球上淡水 总量的65%
地球上两个最大的大陆冰川之一
南极冰盾的厚度
大西洋 太平洋
印度洋
北冰洋
格陵兰冰盾: 170万 km2 厚3.2 公里 地球上冰川 冰总量的 10%
巴芬湾
格陵兰 冰盾的 厚度
大西洋
地球上两个最大的大陆冰川之一
本章内容
第一节 冰川概述
什么是冰川
冰川的形成 冰川的分布与类型 冰川的运动 第二节 冰川的刨蚀作用 第三节 冰川的搬运作用 第四节 冰川的沉积作用
冰漂砾
Erratic-Alberta, Canada
• 岩石成分与所在地附近的基岩不同
冰漂砾
本章内容
第一节 冰川概述
什么是冰川
冰川的形成 冰川的分布与类型 冰川的运动 第二节 冰川的刨蚀作用 第三节 冰川的搬运作用 第四节 冰川的沉积作用
第四节 冰川的沉积作用
1、冰川沉积物－冰碛
鼓丘：平行分布 的梭形冰碛丘
第二节 冰川的刨蚀作用:
刨蚀作用的两种方式: 挖掘与磨蚀（銼磨） 挖掘 ——冰川在流动时将冰床底部及两侧岩石掘起并带走
冰川运动方向
水渗入岩石，结冰，使 基岩发生机械破裂。冰 岩石碎块沿冰川底部拖带走 川将岩石碎块掘起
第12章 冰川及其地质作用
Age 20 (ky BP) 15
10
5
0
LGM
MWP -1b
Mix, et al., Quat. Sci. Rev. 20 (2001)
HSL
MWP -1a
0 -20 -40
SRP-III
Grootes and Stuiver, J. Geophys. Res. 102 (1997)
Lambeck and Chappell, Science 292 (2001) Park, Korean J. Quat. Res. 6 (1992) Saito, The Quat. Res. 37(3) (1998) Yokoyama et al., Nature 406 (2000).
42
羊背石
43
S. C. Porter
Fig. 16.18
44
冰川在运动中，将冰川内 部及冰川前缘的碎屑物搬运到 它处。 特点是：搬运力巨大；机 械搬运；搬运过程不损失能量； 无分选；无磨圆。
搬运方式：载运和推运
45
冰川运输
W. W. Norton
46
冰川的推运
冰川搬运作用
冰川的载运
47
一、山岳冰川的堆积作用
4
一、冰川的形成与运动 二、冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌 三、冰川的搬运作用
四、冰川的堆积作用
五、冰川作用及成因
8
9
冰川的形成 新雪－粒雪－粒状冰－冰川冰－冰川
在两极或低纬度高山地区，降水主要以雪 的形式，形成终年积雪的雪原。 刚降落的雪称新雪，其形状多为六角形， 充满空气，密度小。 新雪经圆化形成圆形、较致密颗粒称粒雪。 粒雪在上层雪的重压下发生缓慢沉降压实 和重结晶作用，使其粒雪变成粒状冰。 粒状冰进一步受压，排出气泡，就变成浅 蓝色的冰川冰。 冰川冰在上部冰雪压力和本身的重力作用 下运动形成冰川。
普通地质学-第12章 冰川的地质作用
第12章冰川的地质作用一、名词解释冰川冰川冰粒雪雪线成冰作用冰川的积累区冰川的消融区海洋型冰川大陆型冰川冰舌冰山大陆冰川（冰盖）山岳冰川冰斗冰川山谷冰川悬冰川山麓冰川单式冰川复式冰川冰前冰蘑菇冰芽冰塔挖掘（拔蚀）作用磨蚀作用冰溜面冰川擦痕冰蚀谷冰斗刃脊角峰石盆地羊背石漂砾冰运物冰碛物（侧碛、中碛、终碛、底碛）终碛堤侧碛堤鼓丘蛇丘冰前扇地纹泥古冰川冰期间冰期冰进冰退冰蚀湖二、是非题1.两极和高纬度地区气温很低，常常终年积雪形成冰川；而赤道和低纬度地区气温高，根本不可能形成冰川。
（）2.雪线位置最高的地区在赤道。
（）3.漂浮在海洋中的冰川是由海水长期冻结而成的。
（）4.雪线以上地区都能形成冰川。
（）5.高纬度地区雪线高度比低纬度地区高。
（）6.雪线通过所有的活动冰川。
（）7.冰斗的位置可以作为识别雪线位置的依据之一。
（）8.一般来说，山的东坡与北坡比山的西坡和南坡雪线位置低。
（）9.冰川流速小，所以其剥蚀和搬运能力都很小。
（）10.冰川冰与沉积岩类同，也具有明显的层理。
（）11.冰川的进或退主要取决于冰川的流速。
（）12.某地冰溜面上钉字型擦痕的尖端指向南东，由此可判断古冰川流向为北西。
（）13.冰碛物沉积的主要原因是冰川流动速度减小的结果。
（）14.世界上哪里气候最冷，哪里就有冰川形成。
（）15.海平面不仅是河流的最终侵蚀基准面，也是冰川的最终侵蚀基准面。
（）16.冰川冰中也具有明显的层理。
（）17.冰床基岩突起处迎冰溜面挖掘作用强烈，背冰溜面磨蚀作用强烈。
（）18.羊背石是冰蚀作用的产物，鼓丘是冰川沉积作用的产物。
（）19.凡具有擦痕的砾石，都是冰川砾石。
（）20.南极洲冰盖和格陵兰冰盖部分位于海平面之下。
（）21.大部分冰川作用所塑造的冰蚀谷在横剖面上呈“Ｕ”字型。
（）22.串珠状分布的冰蚀盆地（冰蚀湖）、羊背石、漂砾链等冰川遗迹，均可作为判断古冰川流动方向的依据。
（）23.在一个大的冰期当中间冰期可以反复出现。
冰川与地下水地质作用
6. 地下水的沉积作用
化学沉积作用： 地下水所溶物质，常因压力、水分蒸发、二氧化碳逸出等原因， 过饱和而沉积。 常见的化学沉积物： 1.溶洞滴石（石钟乳、石笋、石柱和石幔）； 2.泉华； 3.空隙和裂隙沉积物（方解石脉、硅化木等）。
6. 地下水的沉积作用
机械沉积作用：经短距离搬运后，地下水中的溶蚀残余堆积 物在洞穴低洼处的沉积（多为富铁、铝的粘土）及溶洞坍塌与 地下河带来的碎屑物构成的溶洞角砾沉积。
古岩溶与地壳运动
岩溶发育阶段的周期性循环，随着地壳运动的发生而变迁：一 次地壳的阶段性抬升，可以在一个地区发育一套相应的岩溶产 物。而不同高程上出现的一套岩溶产物，标志着该地区曾经发 生过相应的地壳运动。
挖掘作用与磨蚀作用可以同时进行，当冰床底部有凸时起基 岩时，迎冰面以磨蚀为主，背冰面以挖掘为主，形成羊背石。
羊背石
冰蚀地形
冰蚀地形
1.冰蚀谷：经山谷冰川刨蚀、改造而形成的谷地，冰谷地形 较平直而宽阔，两壁陡立，横剖面呈“U”字型。
冰蚀悬谷：复式山谷冰川的支流，因冰量较小，刨蚀能 力较弱，在汇入主流处，支流的谷底常较主流谷底高出很多， 当冰川消融后支冰蚀谷悬挂在主冰蚀谷的谷坡上，形成悬谷。
冰碛物的特点：大小混杂，无分选，无磨圆，因是卸载堆积， 故无层理。较大的砾石有擦痕。
冰碛地形
冰川沉积地形称冰碛地形，包括：
1.终碛堤： 冰舌推运物在雪线出堆积的弧型堤坝。堤坝 外陡内缓。
2.侧碛堤：因冰川两侧搬运物多，融化后沿谷壁堆积成 的长条状垄岗地形。
3.中碛堤：两冰川汇合，原侧碛堤片为中碛堤。 4.鼓丘：终碛堤内一系列长轴平行冰川的椭圆型小丘。
第十二章 冰川的地质作用
富
士
山
与
雪
线
山谷冰川 与 聚雪盆地
聚雪盆地
积 雪 盆 地 后 壁 的 冰 冻 风 化 现 象
地 形 与 聚 雪
冰川的类型
按冰川发生的形态规模及所处的地形条件分：
大陆冰川
山岳冰川
１.大陆冰川（冰盖、冰盾) —— 分布在两极
１°面积大
特点：
2°冰层厚 3°运动不受地形影响
南极冰盖
北 极 格 陵 兰 冰 盖
冰 川 擦 痕 与 冰 溜 面
冰溜面
冰川擦 痕
冰溜面与冰川擦痕 （意大利）
冰川擦痕(加拿大)
二、冰蚀地貌
冰蚀谷：
直而宽、深而陡的“Ｕ”形谷。
挖掘、磨蚀作用使冰床加深加宽，锉磨使冰床 突起的基岩磨平，横剖面“Ｕ”形。
冰蚀 “U” 型谷
（瑞士）
冰 蚀 “U” 形 谷
（蒙大拿.美国 ）
冰蚀“Ｕ”型谷
大陆冰川的冰前
冰川的类型
按冰川发生的形态规模及所处的地形条件分：
大陆冰川
山岳冰川
２．山岳冰川 —— 高山地区各种形态的冰川
１°规模小
特点：
２°冰层薄 ３°分布和运动主要 受地形影响和限制
我国纬度分布最低的山岳冰川 -------- 云南玉龙山 (海拔6000米)
山 谷 冰 川 的 分 布
珠 峰
2．雪线
——终年积雪区的下界
影响雪线高度的因素
（1）气温： 一般赤道 两极 高度降低。
非洲赤道附近雪线海拔5700——6000米
（2）降水量：雪线最高的地方不在赤道，
北冰洋 ０米
而在纬度20°～25°地带。 （3） 地形： 陡－雪线高； 缓—雪线低
普通地质学课件——第十二章 冰川及其地质作用
2 搬运物按其在冰体中所处的位置,分为不同类型
(1)表碛 (2) 内碛 (3)底碛 (4)侧碛 (5)中碛
二、冰川的沉积作用与沉积物
引起冰川沉积的原因主要是冰川融化,冰川沉积的 物质叫做冰碛物。
冰川沉积物的特点 １.皆由碎屑物组成 ２.缺乏 分选性
３.无定向排列 ４.无成层现象 ５.绝大部分棱角 鲜明
第十二章 冰川及其抵制作用
冰川是在重力影响下由雪源向外缓慢移动 着的冰体，有固体水库之称。
冰川地质作用是高纬度和高山地区改变地 球外貌的外力主要地质作用。
第一节 冰川的形成与运动
一. 冰川的形成 1.雪线 常年积雪的下界
影响雪线高度的因素 1）气温雪线高度与气温成正比 2）降雪量雪线高度与降雪量成反比。雪线最
一.冰川作用 气候寒冷时期，冰川大规模前进，冰雪覆 盖的面积迅速扩大，称为冰川作用.
冰川作用发生时期称为冰期．气候温暖时 期，冰川面积缩小称为间冰期. 确定古代冰期存在的直接证据是冰川擦痕.
二 冰川作用的影响 冰川的大规模进退可以引起一系列地质作用 １地壳均衡调整 ２海平面变化 ３水系和水纹条件改造 ４生物变化 三 冰川作用的原因 １天文变化 ２洋流变化 ３大气成分变化
高的位置在南北纬20—30度的地带。 3）地形 2.成冰作用
1）冰川在雪线以上的部分称为冰川的积累区 在雪线一下的地区称为冰川的消融区。
2）温带高山地区的冰川积累区称为粒雪盆。 3）如果冰川的积累量和消融量相等，冰川前
缘就处于稳定状态，这种积累和消融的 对比关系称为冰川的物质平衡。
二、冰川的运动引起冰川运动的因素
第二节 冰川见于格陵兰和南极大陆
二. 山岳冰川又称阿尔卑斯式冰川，按其发
育规模及形态可分为:
第十二章 冰川的地质作用
，雪线上升最快时达１００米。 测算结果显示，
新疆５０％的冰川退缩和变薄,雪线上升、冰川后
退的平均速度为每年１０－２０米。
第三节
冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌
冰川在流动过程中，以自身的动力 及挟带的沙石对冰床岩石的破坏作用称 为冰川的刨蚀作用。其方式有挖掘作用 和磨蚀作用两种，无论哪种方式，都是 一种机械破坏过程。 挖掘作用又称拔蚀作用，是指冰川 在运动过程中，将冰床基岩破碎并拔起 带走的作用。 磨蚀作用又称锉蚀作用，是指冰川 以冻结在其中的岩石碎屑为工具进行刮 削、磨蚀冰床的过程。
第十二章
冰川及其地质作用
大约十分之一的地球陆地表面被冰川覆盖。在
重力作用下，携带着大量碎石的冰川从山顶缓
慢向下滑移，途中毫不留情地侵蚀着地表，并
带走更多的碎石。冰川是自然界的一股巨大刻
蚀力量，是大自然开谷移山的一种壮观景象。 冰川:是在重力和压力的影响下由雪源地向外 缓慢移动着的冰体。
陆地上85％的水 以固态的形式构 成冰体。陆地上 终年缓慢流动着 的冰体为冰川。
二、冰川的运动
冰川运动速度缓慢而且不平衡 高山冰川流速：几米～几百米/ 年 南极冰川：约数十米/年 观测冰川移运速度的方法：在 冰川上打桩，对桩位进行观察 （固定桩位测量）；
冰 川 的 运 动 方 式
由于冰川不同部位的运动速度不同，底 部和两侧基岩因摩擦而运动慢；上部和中 间运动快，这种差异将导致冰川表面发生 冰裂缝。
⑥冰碛物内部化石稀少,常保存寒冷型的孢子花粉。
冰碛物
冰碛物
冰擦痕
三、冰渍地貌
山岳冰川不断将其所携带的物质搬运到 冰川末端，在那里由于冰川冰消融而堆积 下来形成终碛。终碛常呈弧形的垅岗状地 形，称为终碛垅。山岳冰川两侧冰运物最 多，在冰川后退过程中，两侧大量冰运物 不断地堆积在冰蚀谷的两测，形成侧碛。 在复式冰川中，两冰川汇合处，冰床两侧 边缘搬运的物质被归并在冰川的中部，冰 川后退消融时则堆积下来形成中碛。
12第十二章 冰川地质作用
2
Hale Waihona Puke 冰碛地形终碛堤（ （ 1 ） 终碛堤 （ end
moraine） moraine ） ： 若 气候变化， 冰川间隙性退缩， 气候变化 ， 冰川间隙性退缩 ， 可形 成多个平行的终碛堤。 成多个平行的终碛堤。 侧碛堤（ moraine） （ 2 ） 侧碛堤 （ lateral moraine ） ： 中碛堤（ moraine） （3）中碛堤（medial moraine）： 当冰川汇合后， 当冰川汇合后 ， 侧碛堤汇合于冰川 中部
冰碛物的分选性极差， 冰碛物的分选性极差，冰碛物的粒 径可有巨砾、砾石、乃至砂、粉砂、 径可有巨砾、砾石、乃至砂、粉砂、 粘土等各种级别，而且常是大小混 粘土等各种级别， 杂的， 杂的，但以砾石为主 冰川搬运距离短， 冰川搬运距离短，碎屑物的成分与 冰川发育地带的基岩成分基本一致 多数未经风化 ，砾石多数未经磨圆
冰溜面： 冰溜面 ： 磨蚀作用在冰床基岩面上形成的 磨光面 擦痕和 冰溜面上常见擦痕 冰溜面上常见擦痕和刻槽 条痕石： 条痕石 ： 冰川砾石可被磨出一或两个磨光 磨光面上有擦痕及刻槽， 面，磨光面上有擦痕及刻槽，称条痕石 羊背石： 冰床上凸起的石质小丘。 羊背石 ： 冰床上凸起的石质小丘 。 长轴平 行于冰川流动方向；朝上游方向坡度缓， 行于冰川流动方向；朝上游方向坡度缓，且 发育冰溜面和冰川擦痕； 发育冰溜面和冰川擦痕；朝下游方向坡度陡
大陆冰川高纬度和极地地区的冰川 大陆冰川高纬度和极地地区的冰川 山岳冰川中低纬度高山地区的冰川 山岳冰川中低纬度高山地区的冰川
山岳冰川按形态分类可分为： 、 山岳冰川按形态分类可分为：1、冰斗冰川 2、悬冰川 按形态分类可分为 、 3、山谷冰川 4、山麓冰川 、 、
二 冰川的流动 运动状态： 冰川是一种固体流， １ ． 运动状态 ： 冰川是一种固体流 ， 冰川呈块状运 动 运动原因： ２ ． 运动原因 ： 冰川由于受上层冰的压力和重力作 用而运动 运动速度： 随季度变化； ３ ． 运动速度 ： 随季度变化 ； 冰川的不同部位运动 速度不同 在横剖面上，中部较两侧快，形成冰舌 在横剖面上，中部较两侧快，形成冰舌 冰川的底部因与基岩的磨擦作用， 冰川的底部因与基岩的磨擦作用 ， 运动速度反而下 降 冰舌： 冰舌 ： 冰川最前端因中间部分流速快而形成突出的 舌状 冰退：供冰量少于消融量时， 冰退：供冰量少于消融量时，冰川前端发生萎缩 冰进： 冰进：供冰量大于消融量时
29冰川及其地质作用PPT课件
格陵兰冰盖
二、冰川的基本类型
山岳冰川（阿尔卑斯式冰山）
主要分布在中低纬度高山区，受地形影响流动在山谷中。规模小，长度 一般为数千米到数十千米，厚度从几百米到近千米较大的山岳冰川可形 成复式山岳冰川，可分为主冰川、支冰川。年流速数米到数十米，进入 消融区融化形成冰碛地貌。
冰斗冰川
悬冰川
山谷冰川
第12章 冰川及其地质作用
三、冰川的运动特征
冰川的运动：
冰川的重要特征是不停 运动，但运动速度非常 缓慢，多数观测点的年 流速只有数米到数十米。
冰川的运动形式主 要有两种： 1）塑性流动 2）基底滑动
普通地质学 (General Geology)
山谷冰川的主要特征及其沉积物
冰川搬运的特点：
1.被搬运物与冰固结在一起搬运，搬运过 程无分选，绝大部分无摩擦（无磨圆）。 2.山岳冰川搬运距离不长，搬运能力很强，可将直径数十米的巨石运走（称
为漂砾）。大陆冰川范围广，搬运距离长，冰山能将大量粗大碎屑物带入 深海沉积。
第12章 冰川及其地质作用
六、冰川的沉积作用
冰碛物：被冰川搬运堆积的
终碛侧堤——山谷冰川两侧侧碛 在冰川消融后沉积形成的垅岗状 地形
第12章 冰川及其地质作用
七、冰川的沉积物及其地貌
普通地质学 (General Geology)
第12章 冰川及其地质作用
普通地质学 (General Geology)
蛇 形 丘
纹 泥
第12章 冰川及其地质作用
普通地质学—冰川及其地质作用
第十二章冰川及其地质作用陆地上的水体分为液体和固体，所有河流、湖泊及地下水的总量仅占陆地淡水总量15％，其余85％的水以固态的形式构成冰体。
大约十分之一的地球陆地表面被冰川覆盖。
这些陆地上的冰体，在由于地面坡度和冰体厚差异所产生的侧压力的作用下，能产生缓慢地运动。
陆地上终年缓慢流动着的冰体为冰川。
冰川:是在重力和压力的影响下由雪源地向外缓慢移动着的冰体。
第一节冰川的形成与运动一、冰川的形成1、雪线雪线（均衡线）：是年降雪量等于年消融量的分界线。
冰雪积累区：雪线以上，年降雪量大于年消融量，常年积雪；冰雪消融区：雪线以下，年降雪量小于年消融量。
雪线高度在不同地区是不同的，它受到温度、降水量及地形的影响。
雪线高度的影响因素：1、气温与H成正比：赤道区H最大；2、降雪量与H成反比：H最大值的地带是南北纬200～300的干燥区；3、地形：陡坡H比缓坡H大，向阳坡H比背阳坡H大。
H：雪线高度2、冰川冰的形成在两极或低纬度的高山地区，降水主要以雪的形式降落，长年累月就聚集而形成终年积雪区的雪原。
刚降落的雪称新雪，其形状多为六角形，充满空气，密度非常小，新雪通过圆化后变成圆的、较致密的颗粒称粒雪。
粒雪在上层雪的重压下发生缓慢的沉降压实和重结晶作用，使其粒雪变成粒雪冰。
粒雪冰进一步受压，排出气泡，就变成浅蓝色的冰川冰。
冰川冰在上部冰雪压力和本身的重力作用下而运动（冰川）。
二、冰川的运动导致冰川运动的主要因素是冰川本身的重力和压力。
取决于冰床坡度的流动，称重力流，多见于山岳冰川；取决于冰面坡度的流动，称压力流，多见于大陆冰川。
冰川有两种运动方式：（1）基底滑动：冰川借助冰与床底岩石界面上融水的滑润和浮托作用，沿冰床向前滑动。
（2）塑性流动：由于冰川自身的压力而导致冰内晶粒发生蠕变，使冰晶向前错位，产生冰川的定向蠕动。
一般情况下，冰川的运动是这两种运动的代数和。
冰裂缝：由于冰川不同部位的运动速度不同，底部和两侧基岩因摩擦而运动慢；上部和中间运动快，这种差异将导致冰川表面产生冰裂缝。
地质学基础12第十二章 冰川和地质作用
风的地质作用 • 风的剥蚀作用 • 风的搬运作用 • 风的沉积作用 • 沙漠与黄土
2.1 风的剥蚀作用
风蚀作用：吹扬；磨蚀：风棱石 风蚀地貌： 1. 风蚀洼地－形成沙漠中绿洲 2. 风蚀谷与风蚀残丘 3. 风蚀城 4. 风蚀蘑菇与风蚀柱 5. 蜂窝石
2.2 风的搬运作用
悬浮搬运：粒度小的砂（<0.2mm） 跳跃搬运：粒度0.2-0.5mm的砂粒 蠕动搬运：粒径大于0.5mm
冰川的运动 冰川在重力与压力下运动，运动速 度每年一般数米-数十米 冰川不同部位的运动速度差异导致 冰裂隙的形成 冰蘑菇与冰塔的概念
1.2 冰川的类型
大陆冰川：南极与北极冰川பைடு நூலகம்山岳冰川：冰斗冰川；山谷冰川； 平顶冰川；山麓冰川
1.3 冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌
冰川的剥蚀作用：挖蚀作用； 冰川的剥蚀作用 磨蚀作用 冰蚀地貌：冰斗；冰川谷； 冰蚀地貌：冰斗；冰川谷；羊背石
2.4 沙漠与黄土
现代沙漠的类型与分布： 1. 热带副热带沙漠 2. 大陆内部温带沙漠 3. 副热带大陆沿岸冷洋流影响带的沙 漠 4. 极地沙漠
沙漠的某些特征： 1. 沙漠漆 2. 沙漠流水 3. 冲积扇 4. 干盐湖 5. 山麓面 6. 沙漠化
黄土： 1. 黄土的一般特征 2. 黄土的物质成分：石英、长石、碳 酸盐 3. 黄土的分布 4. 黄土的成因
1.4 冰川的搬运作用与沉积作用
冰川的搬运作用：速度慢、能力强。 冰川的搬运作用 搬运物按在冰川中位置分为： 搬运物按在冰川中位置分为：表碛；内 碛、底碛等
冰川的沉积作用：冰川溶化形成冰碛 冰川的沉积作用：冰川溶化形成冰碛物 冰碛物特点： 物特点： （1）都由碎屑物组成 （2）分选性与磨园差 （3）无定向排列；无成层现象 3 （4）有些角砾有擦痕：条痕石 （5）有时有适应寒冷气候的植物化石
第十二章 冰川及其地质作用
雪线：常年积雪区的下界称为雪线。 雪线高度的影响因素包括：
气温 降雪量
地形
1.雪线高度 2. 气温 3. 降雪量
冰川的形成过程：成冰作用
冰川冰的形态
冰川分区：
二、冰川的运动
内部的形变
在内部压力的作用下，冰晶依次滑动
基底滑动
重力作用下，整个冰川在覆盖在基底岩石上的
一层薄薄的水膜之上向下滑动.
冰斗冰川： 冰体主要部分 在雪线附近的 凹地(冰斗）以 内，溢出部分 较小，主要分 布在降雪较少 的高山地区。
山谷冰 川：冰斗 冰川进一 步扩大后， 注入山谷 形成的冰 川，长度 一般在几 十千米， 形似冰冻 的河流。
平顶冰川 （高原冰 川）：多分 布在高山地 区的边缘山 地或高纬度 高原之上， 基本上呈面 状分布，冰 川自中心流 向四周。
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
北半球65°太阳辐射变化
2、大气成分：
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 0 -0.4 -0.6 -0.8 -1 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000
二、冰川的沉积作用与冰碛物
冰川沉积的物质称为冰碛物，具有以下特点： 皆有碎屑物组成，多数棱角分明 大小混杂、缺乏分选性，巨大的岩石常和泥质物混合 碎屑无定向排列，扁平和条状石块杂乱分布 无分层现象 角砾表面可能有磨光面或擦痕 含有寒冷气候生物化石或碎屑 沉积的巨大、岩性与附近基岩明 显不同的砾石，称为冰漂砾，固 结冰碛物成为冰碛岩
冰川总是朝着冰雪消融区的方向流动
冰川的运动
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乌 鲁 木 齐 冰 达 坂 冰 川
舒良树摄 2002年
乌 鲁 木 齐 冰 达 坂 冰 川
舒良树摄，2002年 打桩观察其相对地面的位移 内部可见变形褶皱,边部流速<中心流速
冰 褶 皱
冰体上中下各部差速运动产生冰裂隙 （四川海螺沟，海拔2850m）
珠 峰 冰 蘑 菇
第二节 冰川的类型
Section 2 Types of Glacier 一、大陆冰川 (continental glacier)
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 (greenhouse gases)、无机+有机物)和与大气化学过程。 ◆ 人类历史以来的火山活动及其特征(一次大火山爆发,火山灰一般 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20世纪60年代频繁的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 心，辅以井槽探测。
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 or till) 3. 冰碛岩：冰川融化后卸载堆积而成的岩石。
3.冰碛物的八特点: 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；g.SEM (Scan Electric Microscope)下石英颗粒表面有碟形凹坑、贝壳断裂、 平行陡坎；h.内有寒冷型生物化石。
二、冰川的运动特征 (kinematic features)
◆ 冰川与河冰等自然冰的主要区别：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: 冰川底部流速小于上部、两侧流速小于中间的。
◆ 可形成冰川构造：冰裂隙(fissure)、褶皱(fold)、断裂(fault)。 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飘砾(drift boulder)； 被冰柱托着的大飘砾称冰蘑菇(ice mushroom)； 飘砾跌落，冰柱消融变细，成尖塔状，称为冰塔(ice serac)。 若见上述现象,则表明冰川已流到雪线以下。
二、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。
三、冰川作用的原因
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
普通地质学 (Physical Geology)
第十二章 冰川及其地质作用
Chapter 12 Glacier and Its Geological Works
南京大学地球科学与工程学院 舒良树 制作
舒良树 摄
◆ 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。 ◆ 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。 ◆ 封冻的河流称冰河；但它并不是冰川。 并不是冰川 ◆ 冰川在重力作用下可由雪源区向外长期缓慢运动。 冰川 ◆ 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。
◆ 大陆冰川者高30～50m，长数百千米; ◆ 山谷冰川者高几十到几百米，长数百米。
4. 鼓丘(dune)：大陆冰川终碛堤内形成的椭圆形冰碛物高地。
◆ 可具基岩核心。 ◆ 迎冰面坡度缓，背冰面陡。
冰川砾石的磨光面与擦痕 Polish plane and striation
冰 川 地 貌
美 国 阿 拉 斯 加 冰 川 终 碛 与 中 碛
a.气温：雪线高度与气温呈正比。如在赤道非洲，5700～6000m；在阿尔 卑斯山，2400～3200m；在挪威，1540m。 b.降雪量：雪量大雪线低，易成冰川。 c.湿度：干燥寒冷区，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(snow flakes)→在静压力下局部熔融,排掉部分 空气,重结晶→变为粒雪(firn,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→变为乳白色粒状冰(firn ice)→重结晶，增 粗，变致密→变为蓝色冰川冰(glacial ice)（相对密度0.9）。
◆ 复式山谷冰川:具有多个粒雪盆的山谷冰川。
3. 平顶冰川(flat-top)(高原冰川):由山谷冰川向大陆冰川的过渡。 4. 山麓冰川(piedmont): 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。我国拥有23000亿立方米冰川冰储量。
格 陵 兰 铁 山 大 陆 冰 川
冰 水 河 流 地 貌 （ 乌 鲁 木 齐 河 ）
（舒良树摄,2002年）
第六节
冰川作用及其原因
Section 6 Glaciation and Its Origin 一、地球上大规模的三大冰期 (glacial period)
1.成冰纪大冰川：距今6亿～7亿年。全球分布，“雪球地球”。 2.石炭-二叠纪大冰川： 距今2.5亿～3亿年。主要分布在冈瓦纳地区. 3.第四纪大冰川：距今175万年。阿尔卑斯很典型。
中国南极长城站
中 国 南 极 中 山 站
南极: 阿德列企鹅
本章重点
1.概念：雪源区；冰川冰与河冰；大陆与山岳冰川；冰斗；角峰； 中碛与鳍脊；冰悬谷；冰川剥蚀（刨蚀、磨蚀）；羊背石；冰碛物； 羊背石；冰碛物 侧碛堤与终碛堤；冰碛岩与冰水沉积岩；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)冰川沉积物的主要特征及其与冲积物的异同（无分选、磨圆差、无
中国冰川分布图
（集中在我国西部>300
冰川的形成与运动
Section 1 Formation and Movement of Glacier 一、冰川的形成 (formation of glacier)
1.雪源区: 终年积雪区;每年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 (snow line)。 ◆ 雪线的分布与下列因素有关：
◆ 通常，积雪厚度达50m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) Accumulation=Ablation：冰川规模不变。 冰雪携带有大量古气候、古环境的信息!
山谷冰川的主要特征及其沉积物
第三节 冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌
Section 3 Erosion of Glacier and Glacier landform
一、冰川的刨蚀 (exaration)
1. 挖掘作用(sapping)：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(abrasion)：冻结在冰川底部的岩石碎块，在运动中与冰川
◆ 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 (mountain or alpine glacier)
分布在中低纬度高山地带的冰川;带状分布。 1. 冰斗冰川(cirque): 靠近雪线的圆环状凹地。 2. 山谷冰川(valley): 冰斗冰川扩大、溢出，顺着山谷流动。
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(cirque) : 积雪的半圆形洼地。 ◆ 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,是登山的危险地带。 2. 鳍脊(kuife-edge crest)（刃脊）与角峰(horn peak) 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 珠穆朗玛峰)。 3. 冰蚀谷: “U”形谷 (U-type valley)。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(hanging valley):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(sarsen stone): 流动的冰川冰磨蚀基岩，形成椭圆状的 小丘，貌似羊背，称之。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。
-
第四节 冰川的搬运作用与沉积作用
Section 4 Transportation and Deposition 一、冰川搬运作用
1.搬运形式: 推运、载运（冰山 搬运） 2.产物：底碛A、侧碛B、内碛C、 表碛E、中碛D 表碛是两侧山上崩塌落下的碎屑。 中碛是两个冰川汇合后相邻侧碛 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(drift boulder) 能被带到深海区沉积。
三、冰积地貌 (glacier geography)
1. 冰碛丘陵(hill)：冰融后，底、中、侧碛合并成一个丘陵状起伏堤 体，也称为基碛。 2.侧碛堤(lateral moraine dam)：冰川冰行进途中挖掘基岩形成的碎 屑，顺冰川流向分布在冰川的两侧，形成似河流阶地状的山谷冰川 侧碛，称之。 ◆ 它平行冰川流动方向。◆ 数条侧碛堤则表示冰川面下降数次。 3. 终碛堤(terminal moraine dam)：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）；