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第25章 冰川的主要地貌

塑造地表形态的巨大外力之一就是冰川。冰川的前进和后退会引起海平面的升降和地壳的均衡运动。有冰川流经的地区,受到了冰川的侵蚀、搬运和堆积作用的影响,一旦冰川消失或退缩,就会有一系列独特的冰川地貌形成。

冰川地貌有三种类型:冰蚀地貌、冰碛地貌和冰水堆积地貌。

冰蚀地貌

冰斗、槽谷(U形谷)、峡湾、羊背石等是冰蚀地貌最典型的类型。

冰斗、刃脊、角峰:冰斗是山地冰川侵蚀作用而形成的呈围椅形状的凹地。典型的冰斗三面都以高在200~300米之间的陡崖予以环绕,开口之处是一个高起的岩槛,叫做“冰槛”,冰斗的低部比较低洼。冰斗按分布位置来划分,有谷源冰斗和谷坡冰斗两种类型,其中谷源冰斗在规模上一般比谷坡冰斗要大。对于谷源冰斗来说,在其周围,往往还有次一级的冰斗分布,因而又叫围谷。

冰斗主要分布在雪线的附近。在起伏较为平缓的山坡上,或者是在山坡上由流水侵蚀作用而形成的低洼地,常有多年积雪积聚于此,叫永久积雪斑。雪斑边缘有频繁的冻融作用发生,在冻融风化作用下,岩石受到破坏,在重力和融化雪水的联合作用下,崩解的岩屑被搬运到低处,渐渐地在积雪斑的后沿部分形成一个陡坎。陡坎在冻融风化作用下不断地加高,洼地得到扩大,叫做“雪蚀洼地”。形成雪蚀洼地之后,为积雪创造了更加有利的堆积条件,积雪愈变愈厚,变成粒雪斑,进而演化成冰川。

冰川形成之后,运动的冰川对底床产生磨蚀和侵蚀作用,并在整个冰川的旋转运动之下使底部加深,在前方造成坡向相反的岩槛。因冻融作用和冰川掘蚀作用,冰斗的后壁后退并变高,一般为200~300米。

在冰斗的不断扩大之下,斗壁渐渐向后退却,相邻的冰斗之间的岭脊逐渐地变成刀刃状的山脊,叫做刃脊。而几个由冰斗所夹峙的山峰逐渐变成尖锐的如金字塔形的角峰。

槽谷:槽谷又叫冰川谷、U形谷,由冰川作用所形成的谷地。因受冰川侵蚀,谷地比较平直,谷坡陡峻,谷底宽平,横向呈U字形。

在纵剖面上,冰槛与冰盆在冰川谷的分布是相间的,呈现出如同阶梯状的纵剖面,并有如同串珠一般的湖泊形成。这种特征的形成和冰床基岩的硬度、裂隙发育的程度和冰前河谷纵剖面的原始起伏相关。例如在节理密集或岩石软弱的地段,以掘蚀为主,形成冰盆;在节理疏松或岩石坚硬的地段段,以磨蚀作用为主,形成冰槛,在冰槛上,冰川为伸张流,具有较快的流速以及较小的侵蚀量;在冰盆中,冰川为压缩流,沿着破裂面向上滑动,发生类似于冰斗中的旋转运动,使冰盆受到下蚀而加深。

峡湾:峡湾是槽谷的一种特殊形式,指因冰川槽谷被水淹没所形成的与海相通的狭窄海湾。大陆冰流或岛屿冰盖入海常形成许多峡湾,它是过去溢出冰川的通道。

羊背石与磨光面、冰擦痕:羊背石是位于冰川底部的一种侵蚀地貌,在形态上,为单个或群集的基岩小丘,从形状上看好像羊背,因而得名。迎冰面由于受到刨蚀(磨蚀)作用的影响,平缓而倾向于上游,布满磨光面、擦痕、刻槽等侵蚀微形态;背冰面由于受到掘蚀(拔蚀)作用的影响,多为参差不齐的陡坎。羊背石的平面为椭圆形,长轴方向和冰流方向一致。

由冰川作用所形成的磨光面不但在羊背石上出现,也可以形成于U形谷的谷壁和漂砾上,形成的条件是岩石要较为致密,磨蚀物是沙和粉沙一级的碎屑。擦痕的一端粗,一端细,细的一端指向下游。如果磨蚀物的粒径增大,就会有擦痕和刻槽形成。擦痕长数厘米至1米,深度一般为数毫米。由于冰川低部的冰流方向可以发生改变,所以磨光面上的擦痕常成几组交叉出现。

冰碛地貌

冰碛地貌主要分冰碛丘陵、侧碛堤、终碛堤和鼓丘。

冰碛丘陵(基碛丘陵):冰川消融以后,原来的冰碛物堆积下来,就会形成冰碛地貌。原来的表碛、内碛、中碛均沉降落到底碛之上,合称为基碛。当这些冰碛物受到冰川谷底地形起伏的影响,或是受到冰面和冰内冰碛物分布的影响,堆积后就会有如波状起伏的丘陵形成,叫做冰碛丘陵或基碛丘陵。

在大陆冰川地区,基碛是分布最为广泛的一种冰碛,多为成片分布,在低洼之处有比较厚的沉积,在高地则很薄,其间分布着由细粒物质构成的洼地,积水成湖。若是冰碛丘陵主要由底碛组成,其形态与分布规律就会反映古冰川消亡前冰底的形状;若是主要由表碛组成,则可反映原来冰面形态。

侧碛堤:位于冰舌两边的表碛,从冰面上不断地滚落到冰川与山坡之间,堆积起来,形成侧碛。有一部分侧碛是山坡上的碎屑滚落到冰川的边缘堆积成而的。当冰川退缩后,就在原先山谷冰川的两侧形成条状的高地,这就是侧碛堤。侧碛堤是山谷冰川的一种很主要的地貌,其向上延伸的末端高度,可近似地表示雪线的高度。

终碛堤(前碛堤):冰舌末端在同一位置上有较长时间的停留,又处于平衡状态时逐渐堆积起来,形成终碛。形成终碛堤的原因,在于冰舌末端大量的底碛和内碛沿着剪切面被推举到冰川表面,冰面的强烈消融也使得内碛出露为表碛。这些表碛沿着冰舌前沿的斜坡不断滚落堆积起来,终于形成环绕冰舌的高大的终碛堤。

鼓丘:由冰碛组成的、高达几十米、长达几百米的流线形丘陵,就是鼓丘。鼓丘在平面上呈椭圆形,长轴平行于冰流方向,前后坡不对称,迎冰面(前坡)缓的为基岩;背冰面(后坡)较陡,是冰碛物。鼓丘分布的位置比较固定,总是成群出现在大陆冰川终碛堤后方不远的地方。

冰水堆积地貌

在冰川附近的冰融水具有一定的侵蚀搬运能力,可以对冰川的冰碛物进行再一次的搬运和堆积,形成冰水堆积地貌。冰水堆积地貌主要有冰水扇、外冲平原、冰水湖、冰砾阜阶地、冰砾阜、锅穴和蛇形丘等。

冰水扇和外冲平原:冰下的河道携带着大量的沙砾从冰舌的末端排出,在平原上展开布列,就形成了冰水冲积扇。许多冲积扇联合成外冲平原,呈裙状对终碛堤形成包围。在山谷中形成冰水排泄平原,经后期切割则成冰水阶地,逐渐向下游尖灭。

季候泥:是由冰水湖泊所形成的沉积,季节变化比较明显。夏季冰融水增多,携带大颗粒碎屑入湖沉积,颜色比较淡;秋季冰融水剧列减少,长久悬浮湖水中的粘土胶粒开始沉淀,颜色比较深。

冰砾阶地与冰砾阜:在冰川的边缘经常会有边缘水道,冰水和沙砾填充于水道中。当冰川退缩后,边缘水道的沙砾层就在谷坡上形成冰砾阜阶地。而冰砾阜则是一些圆形或不规则的丘陵,由有层次的、且经过分选的物质(粉沙、细纱)所组成,表面一般覆盖有一层薄的冰碛层。冰砾阜原来是冰川表面的负地形,底部为冰水沙砾物质,随着冰川融化消失,负地形就成了正地形。

锅穴:是冰水平原上经常见到一种圆形的洼地,深数米,直径可达十余米至数十米,周壁陡直,形状如黄土陷穴。

蛇形丘:是狭长型的、曲折蜿蜒如同蛇状的高地,两坡互相对称,丘脊比较狭窄。蛇形丘小的有数十米至数百米长,大的可达数千米至数十千米,其中在北美就有长达400千米的蛇形丘。从蛇形丘的横剖面来看,沙砾层常呈现出背斜状,这是由于两壁冰体塌陷造成的。

相关链接——冰川地貌组合

各种冰川和冰水地貌类型,按照成因组合可以分为山地冰川和大陆冰川地貌。

山地冰川地貌组合类型复杂多样,种类可达20种之多;大陆冰川地貌类型单调,总共不超过12种。

通常来说,山地冰川以冰蚀地貌复杂为特色,地貌组合规律明显,从上到下可以分出几个垂直带,以冰斗、刃脊、角峰为主的冰蚀地貌带位于雪线之上;以槽谷、侧碛堤、冰碛丘陵为主的冰蚀—冰碛地貌带位于雪线以下、终碛堤以上;以终碛堤为代表的冰碛地貌带位于冰川末端;冰水扇和外冲平原的冰水堆积地貌带则处于终碛堤的外缘。

大陆冰川的特色是堆积地貌突出,地貌组合以水平分带性为表现特征,以终碛堤为界,堤内主要是冰碛地貌,代表是冰碛丘陵;堤外主要是冰水堆积地貌,代表是冰水外冲平原。

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