地貌学冰川冻土.ppt

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1、第十二章第十二章 冰川地貌与冻土地貌冰川地貌与冻土地貌 冰雪地区的主要外力作用是冰川作用，由冰冰雪地区的主要外力作用是冰川作用，由冰川作用形成的地貌称为冰川地貌。川作用形成的地貌称为冰川地貌。冻土的主要外力作用是冻融作用，以冻融作冻土的主要外力作用是冻融作用，以冻融作用为主形成的一系列地质地貌现象总称为冻土地貌。用为主形成的一系列地质地貌现象总称为冻土地貌。第一节第一节 冰川作用冰川作用一一、冰川作用、冰川作用 1 雪线与成冰作用雪线与成冰作用 冰川是气候的产物，冰川形成于雪线以上的常年冰川是气候的产物，冰川形成于雪线以上的常年积雪区，终年气候严寒，积雪不会融化，而逐年得到积雪区，终年气候严寒

2、，积雪不会融化，而逐年得到积累，为冰川发育提供了条件；此外还有地形条件，积累，为冰川发育提供了条件；此外还有地形条件，当气候与地形（条件）因素综合作用后，即对冰川的当气候与地形（条件）因素综合作用后，即对冰川的形成有了重要意义。形成有了重要意义。雪线：大气固态降水的年收入等于支出的界线，雪线：大气固态降水的年收入等于支出的界线，称为雪线。它是一个高度带。称为雪线。它是一个高度带。雪线以上的常年积雪，经过一系列的雪线以上的常年积雪，经过一系列的“变化变化”作用作用而形成冰川冰。而形成冰川冰。1）新雪）新雪2）粒雪）粒雪3）冰川冰）冰川冰 在低纬度夏季气温高，白天积雪表面融化，融在低纬度夏季气温高

3、，白天积雪表面融化，融水渗透，夜晚再冻结作用，加速了粒雪化和成冰作水渗透，夜晚再冻结作用，加速了粒雪化和成冰作用过程。冰川冰密度达用过程。冰川冰密度达0.9g/cm3暖型成冰作用。暖型成冰作用。在南北极，在永久低温条件下，靠巨大压力使在南北极，在永久低温条件下，靠巨大压力使新雪新雪粒雪粒雪冰川冰，其过程缓慢冰川冰，其过程缓慢冷型成冰作冷型成冰作用。用。当冰川冰积累到一定厚度，只要地表或冰面具当冰川冰积累到一定厚度，只要地表或冰面具有适当的坡度，冰体就能向雪线以下缓慢流动，伸有适当的坡度，冰体就能向雪线以下缓慢流动，伸出冰舌，形成冰川。出冰舌，形成冰川。2、冰川运动、冰川运动运动原因：运动原因：

4、1）冰川运动主要通过冰川内部的塑性变形和块体滑）冰川运动主要通过冰川内部的塑性变形和块体滑动来实现。当冰川冰达到某一临界厚度时，冰层却动来实现。当冰川冰达到某一临界厚度时，冰层却受到上部冰层的较大压力，使冰的融点降低，冰层受到上部冰层的较大压力，使冰的融点降低，冰层内部则是冰、水和水汽三相共存的物态，在缓慢增内部则是冰、水和水汽三相共存的物态，在缓慢增加的压力作用下，冰的晶体之间就可以发生相互位加的压力作用下，冰的晶体之间就可以发生相互位置变动而出现塑性变形。置变动而出现塑性变形。2）冰川运动力源：重力和压力）冰川运动力源：重力和压力 取决于床底坡度而流动叫重力流，多见于山岳取决于床底坡度而流

5、动叫重力流，多见于山岳冰川。冰川。取决于冰面坡度而流动叫压力流，多见于大陆取决于冰面坡度而流动叫压力流，多见于大陆冰盖。冰盖。3）冰川运动的速度）冰川运动的速度 冰川运动的速度取决于冰川厚度、冰床或冰面坡度，冰川运动的速度取决于冰川厚度、冰床或冰面坡度，二者成正比关系。二者成正比关系。冰川运动非常缓慢，也很不易察觉，山岳冰川冰川运动非常缓慢，也很不易察觉，山岳冰川V=nm100多多m/a。世界上有些冰川在短期内出现爆发式前进。世界上有些冰川在短期内出现爆发式前进。二二 冰川分类冰川分类1 冰川的形态分类冰川的形态分类1）大陆冰川）大陆冰川2）山岳冰川）山岳冰川 悬冰川悬冰川 冰斗冰川冰斗冰川

6、山谷冰川山谷冰川 山麓冰川山麓冰川 平顶冰川平顶冰川2 冰川的物理分类冰川的物理分类 根据冰川的活动层，（表面以下根据冰川的活动层，（表面以下1520m深度深度内的恒温层）所特有的热力特征分为：内的恒温层）所特有的热力特征分为：1）暖型冰川）暖型冰川主要分布于温带海洋性气候区；主要分布于温带海洋性气候区；2）冷型冰川）冷型冰川主要分布于极地和温带大陆性气主要分布于极地和温带大陆性气候下的中、低纬山地；候下的中、低纬山地；3）过渡型冰川）过渡型冰川第二节第二节 冰川地貌冰川地貌一一、冰蚀作用与冰蚀地貌、冰蚀作用与冰蚀地貌1、冰蚀作用、冰蚀作用 冰蚀作用包括挖蚀作用和磨蚀作用，它与冰川作冰蚀作用包

7、括挖蚀作用和磨蚀作用，它与冰川作用其它因素结合，塑造了多种多样的冰蚀地貌。有用其它因素结合，塑造了多种多样的冰蚀地貌。有人估计冰蚀作用不超过河流侵蚀作用的人估计冰蚀作用不超过河流侵蚀作用的1020倍。倍。1）、冰川的挖蚀作用）、冰川的挖蚀作用 “挖掘机挖掘机”2）、冰川的磨蚀作用）、冰川的磨蚀作用 “磨床机磨床机”2、冰蚀地貌、冰蚀地貌 1）、冰斗、刃脊和角峰）、冰斗、刃脊和角峰 2）、冰川谷（）、冰川谷（u形谷和槽谷）形谷和槽谷）3）峡湾：分布在高纬度沿海地区，冰川下游入海继续）峡湾：分布在高纬度沿海地区，冰川下游入海继续刷深、拓宽冰床，形成谷底宽阔，深度很大的海湾，称刷深、拓宽冰床，形成谷

8、底宽阔，深度很大的海湾，称为峡湾或峡口。为峡湾或峡口。4）羊背石和鲸背石）羊背石和鲸背石 羊背石是冰床上由冰蚀作用形成的石质小丘，常羊背石是冰床上由冰蚀作用形成的石质小丘，常成群分布。成群分布。鲸背石是迎冰面与背冰面均作流线型的冰蚀丘陵。鲸背石是迎冰面与背冰面均作流线型的冰蚀丘陵。二二 冰川搬运、堆积作用与冰碛地貌冰川搬运、堆积作用与冰碛地貌 1 冰川的搬运和堆积作用冰川的搬运和堆积作用 冰川在运动过程中，不仅有巨大的侵蚀力，而且冰川在运动过程中，不仅有巨大的侵蚀力，而且还携带冰蚀作用产生的岩屑物质，不加分选地随冰川一还携带冰蚀作用产生的岩屑物质，不加分选地随冰川一起向下运动。这些大小不等的碎

9、屑物称为冰碛物、其中起向下运动。这些大小不等的碎屑物称为冰碛物、其中巨大的石块叫漂砾，冰碛物一般没有分选，大小混杂。巨大的石块叫漂砾，冰碛物一般没有分选，大小混杂。1）表碛）表碛 2）侧碛）侧碛 3）中碛）中碛 4）底碛）底碛 5）前碛或终碛）前碛或终碛2、冰碛地貌、冰碛地貌 冰川消溶以后，冰川携带搬运的物质就堆积下来，冰川消溶以后，冰川携带搬运的物质就堆积下来，所有直接由冰川冰沉积的未受水体扰动的沉积物称所有直接由冰川冰沉积的未受水体扰动的沉积物称为冰碛物，也叫冰碛，其地貌形态有：为冰碛物，也叫冰碛，其地貌形态有：1）冰碛丘陵）冰碛丘陵 2）终碛垄）终碛垄 3）侧碛堤）侧碛堤 4）鼓丘）鼓丘

10、3 冰水堆积地貌冰水堆积地貌 冰水堆积是冰碛物经过冰雪融水的再搬运和堆积冰水堆积是冰碛物经过冰雪融水的再搬运和堆积形成的堆积物及其地貌形态。形成的堆积物及其地貌形态。1）蛇形丘）蛇形丘 2）冰水扇和冰川平原）冰水扇和冰川平原三三 冰川地貌组合冰川地貌组合1 山岳冰川地貌组合山岳冰川地貌组合 1）冰蚀地貌带）冰蚀地貌带 2）冰蚀）冰蚀冰碛地貌带冰碛地貌带 3）冰碛地貌带）冰碛地貌带 4）冰水堆积地貌带）冰水堆积地貌带2 大陆冰川地貌组合大陆冰川地貌组合 1）冰蚀地貌带）冰蚀地貌带 2）冰绩地貌带）冰绩地貌带 3）冰水堆积地貌带）冰水堆积地貌带三三 冰川地貌对人类活动的影响冰川地貌对人类活动的影响

11、 1 冰蚀地貌的影响冰蚀地貌的影响 2 冰绩地貌的影响冰绩地貌的影响第三节第三节 冻土地貌冻土地貌一一 冻土及其分布冻土及其分布 1 冻土：指处于冻土：指处于0以下，并含有冻结冰的土（岩）以下，并含有冻结冰的土（岩）层，分为季节冻土、多年冻土、瞬时冻土。层，分为季节冻土、多年冻土、瞬时冻土。2 冻土的分布冻土的分布 具有明显的纬度和垂直地带性分布规律具有明显的纬度和垂直地带性分布规律 1）自高纬度向中纬度，多年冻土埋深逐渐增加，）自高纬度向中纬度，多年冻土埋深逐渐增加，厚度不断减少，并由连续多年冻土带过渡为不连续厚度不断减少，并由连续多年冻土带过渡为不连续多年冻土带，季节冻土带，南北极地区冻土

12、出露地多年冻土带，季节冻土带，南北极地区冻土出露地表。在我国东北和青藏高原，纬度相距表。在我国东北和青藏高原，纬度相距1，冻土厚度，冻土厚度相差相差1020m，地温差，地温差0.51.5。2）高山地区冻土分布，主要取决于海拔高度变化，高山地区冻土分布，主要取决于海拔高度变化，海拔愈高，冻土埋深愈浅，厚度愈大，地温愈低。海拔愈高，冻土埋深愈浅，厚度愈大，地温愈低。二二、冻土的成因、冻土的成因 冻土的形成，主要受温度的控制冻土的形成，主要受温度的控制 目前世界上的大部分冻土是第四纪冰期气候下形目前世界上的大部分冻土是第四纪冰期气候下形成的。成的。部分冻土可能是在大陆冰盖退却后才发育的。部分冻土可能

13、是在大陆冰盖退却后才发育的。随着全球气候变化，多年冻土正处于退化状态。随着全球气候变化，多年冻土正处于退化状态。冻土退化，引起了冻土地貌类型、规模的显著变冻土退化，引起了冻土地貌类型、规模的显著变化，并引起了工程，环境等方面诸多问题，如青藏线化，并引起了工程，环境等方面诸多问题，如青藏线的冻土退化引起的：的冻土退化引起的：a、工程问题、工程问题 b、冻融荒漠化问题、冻融荒漠化问题三三、冻融作用、冻融作用1 冻融作用：随着冻土区温度同期性地发生正负变化，冻融作用：随着冻土区温度同期性地发生正负变化，冻土层中水分相应地出现相变与迁移，导致岩石的破坏冻土层中水分相应地出现相变与迁移，导致岩石的破坏，

14、沉积物受到分选与干扰，冻土层发生变形，产生冻胀，沉积物受到分选与干扰，冻土层发生变形，产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程，称为冻融作用，它包、融陷和流变等一系列复杂过程，称为冻融作用，它包括融冻风化，融冻扰动和融冻泥流作用。括融冻风化，融冻扰动和融冻泥流作用。2 冻融作用的三种类型及其作用冻融作用的三种类型及其作用 1）冻融风化：冻土中的水分因温度周期性变化而引起）冻融风化：冻土中的水分因温度周期性变化而引起冻结和融化的交替出现，造成地面土（岩）层破碎松解冻结和融化的交替出现，造成地面土（岩）层破碎松解，这种作用称为冻融风化。，这种作用称为冻融风化。作用：冻融风化，形成大量碎屑物质，并可产生

15、冰作用：冻融风化，形成大量碎屑物质，并可产生冰楔、土楔、沙楔。楔、土楔、沙楔。2）融冻扰动：一般发出于多年冻土的活动层内。当活）融冻扰动：一般发出于多年冻土的活动层内。当活动层与每年冬季自地表向下冻结时，由于底部水冰冻层动层与每年冬季自地表向下冻结时，由于底部水冰冻层的阻挡作用，使其中未冻结的融土层（含水土层）在上的阻挡作用，使其中未冻结的融土层（含水土层）在上下与冻结层的挤压作用下，发生塑性变形，形成各种大下与冻结层的挤压作用下，发生塑性变形，形成各种大小不一，形成各异的融冻褶皱（冰卷泥）。小不一，形成各异的融冻褶皱（冰卷泥）。3）冻融泥流：一般的发生在数）冻融泥流：一般的发生在数10余度的

16、斜坡上。当余度的斜坡上。当冻土层上部解冻时，融水使主要由细粒土组成的表层物冻土层上部解冻时，融水使主要由细粒土组成的表层物质，达到饱和或过饱和状态，从而使冻土蹭具有一定的质，达到饱和或过饱和状态，从而使冻土蹭具有一定的可塑性，在重力作用下，沿融冻界面向下缓慢移动，形可塑性，在重力作用下，沿融冻界面向下缓慢移动，形成融冻泥流。流速成融冻泥流。流速1m/a，并可把草皮泥炭卷入活动层，并可把草皮泥炭卷入活动层中，产生褶皱和圆柱体等构造形态。中，产生褶皱和圆柱体等构造形态。总结：冻融作用一方面对地表物质进行融冻风化，总结：冻融作用一方面对地表物质进行融冻风化，另一方面又将风化碎屑搬运、堆积，使冻土地表

17、日趋和另一方面又将风化碎屑搬运、堆积，使冻土地表日趋和缓、夷平。缓、夷平。四四、冻土地貌、冻土地貌 1 石海和石河石海和石河 石海：在平坦的基岩山顶或平缓的山坡上，铺满了石海：在平坦的基岩山顶或平缓的山坡上，铺满了冻融风化作用而崩解的巨大砾石，形成了由砾石组成的冻融风化作用而崩解的巨大砾石，形成了由砾石组成的地面，称为石海。地面，称为石海。石河：多发育在多年冻土区的凹地或谷地里，在重石河：多发育在多年冻土区的凹地或谷地里，在重力作用下，石块沿湿润的碎屑下热面或多年冻土层顶面，力作用下，石块沿湿润的碎屑下热面或多年冻土层顶面，往往向下运动而成。大型石河又称为石川冰。往往向下运动而成。大型石河又称

18、为石川冰。2 多边形土和石河多边形土和石河 1）前期碎屑物的地下垂直分选和粗砾上升；）前期碎屑物的地下垂直分选和粗砾上升；2）后期粗砾在地面水平移动；）后期粗砾在地面水平移动；多边形土饱和水分，由细粒土组成的冻土地区，因多边形土饱和水分，由细粒土组成的冻土地区，因冻裂而产生裂隙，形成被裂隙围绕的中间略有突起的多冻裂而产生裂隙，形成被裂隙围绕的中间略有突起的多变形土。规模大小不等。变形土。规模大小不等。石河是以细粒土或碎土为中心，边缘为粗粒的围石河是以细粒土或碎土为中心，边缘为粗粒的围绕的石质多边形土。多发育在较平坦而湿润的地形部绕的石质多边形土。多发育在较平坦而湿润的地形部位，如河漫滩、洪积、

19、扇边缘等。位，如河漫滩、洪积、扇边缘等。3、冻胀丘与冰丘、冻胀丘与冰丘 冻胀丘是活动层内的地下水，在冬季汇聚并冻结膨冻胀丘是活动层内的地下水，在冬季汇聚并冻结膨胀时所隆起的小丘。其表层为冬冻的泥沙层，中间是胀时所隆起的小丘。其表层为冬冻的泥沙层，中间是纯冰透镜体，基底为永冻层。纯冰透镜体，基底为永冻层。冰丘是结冰的小丘，形成过程与冻胀丘相似。冰丘是结冰的小丘，形成过程与冻胀丘相似。4、热融地貌、热融地貌 常见的有热融漏斗、融陷浅洼地、融陷盆地（积水常见的有热融漏斗、融陷浅洼地、融陷盆地（积水后成热陷湖），在山坡上有热融滑坡，泻流等地貌形后成热陷湖），在山坡上有热融滑坡，泻流等地貌形态。态。五五

20、 冻土工程建设与冻土退化问题冻土工程建设与冻土退化问题 1 冻害冻害 2 冻土工程建设中冻害防治、排水、冻结法施工、悬冻土工程建设中冻害防治、排水、冻结法施工、悬空法建筑、高路堤空法建筑、高路堤 3 冻土退化问题冻土退化问题 1）冻融荒漠化）冻融荒漠化 2）对冻土区工程产生危害）对冻土区工程产生危害 使建筑物变形、房屋下陷。路基沉降、边坡滑塌。使建筑物变形、房屋下陷。路基沉降、边坡滑塌。农田成洼地及沼泽化。农田成洼地及沼泽化。乔戈里峰乔戈里峰冰洞（珠穆朗玛峰区）冰洞（珠穆朗玛峰区）冰蘑菇（珠穆朗玛峰区）冰蘑菇（珠穆朗玛峰区）冰牙（珠穆朗玛峰区）冰牙（珠穆朗玛峰区）雪崩（珠穆朗玛峰）雪崩（珠穆朗玛峰）冰褶皱（唐古拉山区）冰褶皱（唐古拉山区）天山托木尔峰区的粒雪盆天山托木尔峰区的粒雪盆光明冰斗（珠穆朗玛峰）光明冰斗（珠穆朗玛峰）U谷（托木尔峰区）谷（托木尔峰区）终碛（珠穆朗玛峰区）终碛（珠穆朗玛峰区）