冰川地質作用

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更新時間: 2013-09-04

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冰川地質作用是冰川對陸地表面(極地和高山地區)的侵蝕、搬運和堆積過程。

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1 冰川地質作用 -冰川地質作用

 

2 冰川地質作用 -正文

  冰川對陸地表面(極地和高山地區)的侵蝕、搬運和堆積過程。
  侵蝕作用  主要是冰川滑動對地表的侵蝕作用。冰川達到一定厚度並克服冰川內部及其與岩床之間的摩擦力后,便產生滑動。滑動過程的侵蝕表現為:摩蝕作用和拔蝕作用。
  磨蝕作用  富含岩屑的冰川底部對基岩岩床的磨光和磨平的侵蝕過程,是對岩床的水平方向的破壞。岩塊在巨大冰體壓力下,被壓碎磨蝕成大小不等並具有稜角的岩屑和岩粉。在水膜和復冰作用(冰川融水的再凍結作用)下,部分細顆粒物質(如粘土、粉砂等)被搬運帶走,剩下的細顆粒物質(如石英等)作為磨蝕的重要工具附著在底冰上。當冰川向前滑動時,岩床和岩壁表面常被底冰磨蝕成基岩磨光面。磨蝕作用的強度和速率是有差別的,當冰的塑性變形速率增加時,磨蝕速率就迅速減低;反之,磨蝕速率則增強。當冰川冰的牽引力不能抵消對基岩河床的摩擦力時,磨蝕作用就停止。此外,在冰層之間或冰層剪切面上也可以產生磨蝕作用。
  拔蝕作用  又稱挖掘作用。底部冰川冰鬆動、拖曳和移動岩床上岩塊的過程,是對岩床的垂直方向的破壞。挾帶大量岩屑的滑動的冰川底部具有挖掘岩床的作用,它能挖起並移動基岩床上的鬆動岩塊或其他堆積物。拔蝕作用多見於岩床凸起或遇有障礙物處的冰川背流面上(迎冰面上主要是磨蝕作用)。當滑動的冰川越過障礙物頂面后,岩床的受力狀況由承壓帶過渡到卸壓帶(圖1)。

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冰川地質作用冰川地質作用

但是冰川的粘塑性流的性質並沒有改變,因此在背流面往往形成空腔,基岩面膨脹,在復冰作用和冰下融水滲入基岩裂隙或節理中反覆凍融的影響下,基岩岩塊鬆動,斷裂乃至脫落。當底冰剪應力超過岩石摩擦力時,這些岩屑連同基岩床上的其他堆積物就脫離岩床,而隨底冰移動和被拖曳。所以,拔蝕作用是冰川侵蝕破壞最強的一個過程,也是大岩塊和岩屑帶入冰內或冰川底部的主要方式。
  搬運作用  冰川在滑動中挾帶輸送岩塊、岩屑的過程。被搬運的物質除來自冰川磨蝕和拔蝕作用的岩屑、岩粉外,還有來自溝腦和山坡崩落到冰川上的寒凍風化碎石。其中墜入粒雪盆表面的物質,成為冰層的一部分,隨著冰川流線而運動,在粒雪盆區按壓縮流運移,而在冰舌區則按伸張流運移(圖2)。

冰川地質作用冰川地質作用

而冰川底部與岩床之間的岩屑,則通過底冰向前推進而被拖入冰內。岩屑按在冰川中運移時所處的位置,被分成冰面岩屑(即表磧)、冰內岩屑(即內磧)、冰下岩屑(即底磧)等。隨冰川冰一起運動的岩屑,其位置是不斷變化的,冰下岩屑或冰內岩屑可以沿冰川剪切面上移成冰面岩屑,冰面岩屑也可以因冰川構造帶的發育而成為冰內岩屑。這些參與冰川運動的岩屑,統稱為運動冰川岩屑(即運動冰磧)。
  堆積作用  冰川搬運的岩屑堆卸在冰川末端或邊緣的過程。向下流動著的冰川,當其能量逐漸減弱,最後在冰川末端停滯。而上游段冰川冰所挾帶的岩屑隨著冰川運動而源源不斷地輸送而來,在冰川消融作用下,冰川末端的大量冰川岩屑脫離冰體而堆積下來,形成不同形態的壠丘狀堆積體。這就是冰磧,也稱堆積冰磧或冰礫泥。
  冰磧特徵  冰磧是冰川營力形成的由大小不等的岩塊、岩屑、砂和粘土構成的混雜堆積物。它不同於河流沉積、風積或湖泊沉積,缺乏分選,沒有均勻層理和平整的紋理。冰川堆積物分兩類:由冰川冰直接堆積成無層次的堆積物和在冰川融水參予下沉積成有層次的堆積物。通常所指的冰川堆積物主要是無層次的堆積物。由於沉積過程中承受了巨大壓力,冰磧比周圍非冰川沉積物要堅實得多,結構趨於塊體狀,為各種岩石和礦物質的混合物。冰磧物的顆粒分析的累積曲線呈寬界曲線,即它的顆粒分佈範圍呈寬「S」形,與泥石流或洪積物的曲線形態有某些相似性。但是,冰磧物的粒度頻率曲線卻具有獨特的雙峰型或不明顯的多峰型,高峰值多處在粒徑為4~5
φ範圍內(圖3)。

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冰川地質作用冰川地質作用

泥石流堆積物頻率曲線也為多峰型,但4~5φ區間的曲線卻處於谷值區。因此,粒度頻率曲線是鑒別冰川成因堆積物的重要標誌之一。
  冰磧分類  一些學者曾提出過不同的冰磧分類,但均未統一。1979年國際第四紀研究聯合會 (INQUA)制定了成因分類方案,常用的類別有:①滯磧,在較高圍壓(大於大氣壓力)和較低的有效應力下,發生於底冰和岩屑混合物壓力融化的沉積過程中。它在冰下應力場的影響下引起流動,便形成變形滯磧。②融出磧,在大氣壓力下,發生於包含岩屑的冰川冰的融化沉積過程中。它發生在冰面上,稱為冰面融出磧;發生在冰下空穴或冰下河道中,稱為冰下融出磧。③流磧,處於或接近於液限狀態下的沿冰川表面流動的冰川岩屑。它多來源於融出磧。其沉積過程是在大氣壓力下進行的,不同於液體中懸移質的沉積過程。④升華磧,處於極地寒漠地區的一種冰川沉積。目前對其形成過程尚缺乏正確的解釋。⑤變形冰磧,一種受到冰川推動(推擠、擠壓等)而變形的冰川沉積物。在變形過程可以破壞原有沉積物的結構和構造,而產生褶曲、斷裂等穿入變形構造。
  幾種不同成因的冰磧物可以包括在一種冰磧地貌中,而幾種不同的冰磧地貌也可以反映出以某一種成因為主的冰磧物的形成過程。

 

3 冰川地質作用 -配圖

 

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