第九章 冰和冰水流的地质作用
普通地质学第九章冰川地质作用ppt
From snowflake to ice granule 从雪花到冰晶
90% air
50%
25% < 20%
Fig. 16.7
Snowline as function of latitude 雪线随纬度变化的函数
Fig. 16.6
Changes of ice w/ time & depth
冰颗粒随时间 和深度的变化
V字形山谷
支流山谷
主流山谷
主流山谷
支流山谷
Mountain landscape during glaciation
冰川作用时的山区地貌
W. W. Norton
Mountain landscape after glaciation 冰川作用后的山区地貌
U字形山谷
冰斗
鳍脊
角峰
悬谷
削断山嘴
W. W. Norton
Courtesy USGS
Fig. 16.2
Temperate Glacier in the Italian
Alps
意大利阿尔卑斯 的温带冰川
Fig. 16.5A
S. C. Porter
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。常 年积雪区的下界称为雪线。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）
平衡线 冰裂缝
磨蚀 刨蚀 支流冰川
普通地质学第九章
第五节 冰川及其地质作用的研究意义 一、地史时期的冰川
• 冰期（glacial period）----气候寒冷时期，
陆地上的冰川不断形成和前进，冰川面 积不断扩大。 • 间冰期（interglacial period）----两次冰 期之间的时期，气候温暖，冰川不断融
化退缩，冰川面积不断缩小。
• 震旦纪大冰期（6-8亿年） 西伯利亚、亚洲、 北美、澳大利亚、非洲。 • 石炭-二叠纪大冰期（2.5-3亿年） 主要分布 在南半球，如南非、印度、南美和澳大利亚。 • 第四纪大冰期（200万年--） • 渐新世，南极、北极、格陵兰岛开始， • 上新世，冰岛的冰川作用开始； • 第四纪，北半球的格陵兰岛、斯堪的纳维 亚、西伯利亚形成三个大陆冰川中心。 • 北美冰川可达北纬38度。 • 南美、澳大利亚等地都有。
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，不受下伏地形的影响。
• 冰山（iceberg
二、山岳冰川 • 山岳冰川（mountain glaciers）--中、低纬 度的高山地区分布的大型冰川，又称为阿尔 卑斯式冰川。 • 根据地形和冰体形态可分为： 1、冰斗冰川（cirque glacier）， 2、平顶冰川， 3、悬冰川（hanging glacier）， 4、山谷冰川（valley glacier），单和复冰川。
度或海拔高度地区，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。
河北工程大学普通地质学ppt转换成word第九章冰川地质作用
普通地质学课件主讲人：周俊杰河北工程大学勘查教研室第九章冰川地质作用冰川的形成冰川的类型冰川的运动特征冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌冰川的搬运作用冰川的沉积作用冰水沉积物及其地貌冰期与间冰期第九章冰川地质作用冰川是水圈的重要组成部分，地球上85％的淡水以固态的形式构成冰体，世界上许多名川大江都发源于冰川，故冰川有固体水库之称。
这些陆地上的冰体，由于地面坡度和冰体厚度差异所产生的侧压力的作用下，能产生缓慢地运动。
陆地上在重力影响下运动着的巨大冰体为冰川。
现代冰川覆盖面积占陆地总面积的10.7%，约1500多万km2。
两极的冰川占冰川总面积的99％，其中南极有1350万km2，北极约有208万km2。
另一部分冰川零星分布在中、低纬度的高山和高原上气温在零度以下的地带山岳冰川。
我国西部具有世界上最高的山地与高原，在3500m以上的山区都有现代冰川分布。
据统计，我国冰川和永久积雪区的总面积约达44 000 km北极冰川南极冰川山岳冰川第一节冰川的形成气温气候条件降水（雪）量冰川形成的条件地形条件1、冰川形成的气候条件终年积雪的地区称为雪原区。
雪原区年平均气温在00C以下，降雪量大于消融量（指冰川融化与蒸发的水量)。
常年积雪区的下界称为雪线。
雪线以上的雪原区是冰川的积累（或称堆积）区；雪线以下为冰川的消融区，只能季节性积雪。
雪线高度各地不一，受气温、降雪量的控制。
2、冰川形成的地形条件两极地区冰川的形成与地形关系不大，雪线高度主要受气温控制。
中低纬度高山区的冰川形成需要有可以积雪的相对平坦的地形。
另外雪线高度还与山坡向阳背阴、地形突出与隐蔽，即接受阳光多少等因素有关。
3、冰川的形成过程刚降落的雪称新雪，其形状多为六角形，空隙多达90%，密度非常小。
当降雪聚集到一定厚度时，下部雪层受到上部雪层的压力，松散的六边形雪花从尖部开始融化，雪水在其中聚积，遂形成小的、再结晶的椭圆形颗粒称粒雪。
粒雪在上层雪的压力下及融雪水渗透到粒雪颗粒之间的空隙里发生冻结，发生缓慢的沉降压实和重结晶作用，使其粒雪变成粒状冰（冰晶）。
普通地质学-冰川地质作用
二、冰蚀地貌
冰斗 是由冰川的刨蚀作 用形成的具三面陡壁的 围椅状洼地。
鳍脊与角峰 随着冰斗扩大，斗壁后退，相邻冰斗靠拢，两冰斗之 间的分水岭变得越来越窄，形成像鱼鳍一样的山脊，称为鳍脊。当 3个或3个以上不同方向的冰斗，在冰川的刨蚀作用下，冰斗的后壁 不断后退，它们之间的距离不断缩小，最终围成一个尖锐、似金字 塔形的山峰称为角峰。
冰川跃动：冰川发生阵发性的快速运动。
冰蘑菇
冰塔
冰川发生消融时，可形成 冰蘑菇、冰塔(因冰川表 面长时期发生差异消融所 成 )。
冰川按形态、规模、所处地形划分：大陆冰川、山岳 冰川 1.大陆冰川：面状分布、冰层厚、流向大海； 格陵兰冰盖：174万Km2， 最厚3400m； 南极冰盖：1300万Km2 ， 最厚4200m。
角峰
鳍 脊
冰蚀谷 经山谷冰川刨蚀、改造而成的谷地称冰蚀谷。
V形:冰期前的河谷 U型：冰川冰蚀作用后 形成。谷底、谷坡留 有冰川擦痕或磨光面。
冰川擦痕
羊背石 冰川底下的岩石突起部分，因冰川在上面运动而 逐渐侵蚀变成圆顶的小丘。其长轴方向与冰川流动方向一 致。羊背石迎冰面较平坦，光滑，微倾斜；羊背石背冰面 较陡，不平坦，有被拔蚀而形成的阶梯。
2、大气成分变化说 二氧化碳和甲烷（温室气体）的作用：含量少时为冰 期。 火山作用：火山灰遮挡太阳辐射能。 3、洋流变化 4、板块运动 板块运动导致大陆位置的变化，陆地发生大规模升降， 形成全球规模的山链，引起大洋的多次开合。致使全 球气温显著降低，造成南极大陆四面环洋，水汽补充 充分，提供大量降雪。
搬运特点： ① 机械搬运； ② 搬运力巨大； ③ 搬运过程不损失能量； ④ 无分选； ⑤ 无磨圆。
冰川的搬运方式：载运和推运
搬运物在冰体中部位冠 名不同：
普通地质学第九章冰川地质作用ppt
全球冰川面积共1500万Km2 （占陆地10%） ，其 中南极和格陵兰的冰体占99% 。这种大面积分布在 高纬度地区的冰川称大陆冰川（冰盖）
格
陵
墓
兰
岛
南极冰川
冰 盖
另1％冰川零星分布在中、低纬度的高山和高 原上气温在零度以下的地带，称为山岳冰川
冰盖
山谷冰川 冰斗
山岳冰川
冰川前缘 冰积平原
Valley Glaciers in Denali National Park 德纳里国家公园的山谷冰川
大陆冰川堆积作用
在气候稳定时，大陆冰川也能在冰川边缘地形成终碛。 冰川在后退过程中，冰床上形成一层厚度不等的底碛，常 呈平滑圆状隆起，称为鼓丘。
Depositional
冰砾阶地
landf积物
小沙丘
底碛
三角州沙丘
锅状陷落
冰水沉积阶地 冰水扇
冰后溪流
终碛
Melting Ice 融冰
V字形山谷
支流山谷
主流山谷
主流山谷
支流山谷
Mountain landscape during glaciation
冰川作用时的山区地貌
W. W. Norton
Mountain landscape after glaciation 冰川作用后的山区地貌
U字形山谷
冰斗
鳍脊
角峰
悬谷
削断山嘴
W. W. Norton
1、冰斗 3、冰蚀谷
2、鳍脊与角峰 4、羊背石
二，冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌
冰川在运动过程中，施加于冰床上的强大压力和剪切力， 会对冰床产生巨大破坏，称为刨（剥）蚀作用 (通过挖掘 作用和磨蚀作用 两种方式）
9.冰川地质作用
冰川地质作用冰川：是大陆上在重力作用下运动的冰体，是巨大的固体水流。
冰川主要分布在极地和中、低纬度的高山区，覆盖陆地面积10％，占全球淡水的85％。
是由大气固体降水经多年积累而成冰川形成的条件：1. 有丰富的降雪，降雪量>消融量，年平均气温0℃以下；2. 有适合冰雪大量堆积的场所（积雪盆地）。
终年积雪区称为雪原，其下限称为雪线。
雪线附近，降雪量＝年消融量Image from /wikipedia/commons/8/8a/2008-06-27_01DSC_7583.jpg冰川的形成积雪粒雪化成冰雪的晶/wikipedia/commons/c/c2/SnowflakesWilsonBentley.jpgA snowflake's shape depends on the temperature at which it forms. This type of snowflake, called a sectored plate, forms when the temperate dips below about 5 degrees Fahrenheit (-15 degrees Celsius).Dendrite snowflakes first occur when the temperature hovers between 30 degrees Fahrenheit (-1 degree Celsius) and 27 degrees Fahrenheit (-3 degrees Celsius).Snowflakes take on the shape of hollow columns and needles at about 23 degrees Fahrenheit (-5 degree Celsius).Scientists aren't sure why temperature affects crystal formation and leads to different shapes of snowflakes.Snowflake Crystal冰川的形成/wiki/Firn/dutchs/graphic0/geomorph/longsect.gif根据气候、地形条件和冰川的形态规模，可将冰川划分为：1. 大陆冰川分布在高纬度和极地地区的冰川，又称冰盾或冰盖。
地质学中的地球表层过程风水冰的作用
地质学中的地球表层过程风水冰的作用地质学中的地球表层过程——风水冰的作用地质学是研究地球物质和地球表面现象及其演化规律的科学学科。
地球表层过程是地质学的重要组成部分之一，其中风水冰是一种常见的地质作用。
一、风的作用风是由于气体运动而产生的大气现象，它对地球表层的形态和物质变化具有重要影响。
1. 风蚀风蚀是风对于陆地表面的侵蚀作用。
风蚀主要表现为风沙的冲刷和研磨作用。
风沙是由风力作用将陆地表面的颗粒物质带走形成的。
在沙漠地区，强风会将细沙和沙尘带到空中，形成沙尘暴现象，对周围地区造成风蚀作用。
2. 风化风化是风对岩石和土壤物质的破坏和变质作用。
风化过程中，风和其中携带的颗粒物质的撞击和磨擦会使岩石和土壤物质发生破碎和溶解，促进其风化变质。
3. 风积风能将物质从地面带起并远距离搬运，形成风积现象。
荒漠和滩地上的沙丘就是风积的典型表现。
风积物在地质作用下会逐渐固结，并通过时间的推移沉积成完整的地质体。
二、水的作用水是地球上最重要的物质之一，其在地质学中的作用不可忽视。
1. 水蚀水蚀是水对于地表陆地和河道的侵蚀作用。
由于水的流动和冲击力，一方面可以使陆地表层松散物质被冲刷走形成河床，另一方面也可以将表层岩石破碎，并将其颗粒物质搬运到其他地方沉积。
2. 水沉积当水流速度减缓时，会导致悬浮物质沉积，形成河床上的河土、河流三角洲等。
此外，水还会通过搬运和沉积的作用形成湖泊、沼泽等地形。
三、冰的作用冰是水在一定条件下形成的固态形式，它对地球表层的过程产生重要影响。
1. 冰蚀冰蚀是冰川对地表的侵蚀作用。
冰川通过滑移和剥离的作用将岩石和土壤物质剥离并搬运到其他地方。
冰川作用的典型表现是峡谷和冰碛物的形成。
2. 冰沉积冰川在移动和消融过程中会将携带的岩石碎屑和颗粒物质沉积在冰川前缘或周围地区，形成冰碛物。
冰碛物包括冰碛石、冰卡石和冰岛石等，在地质演化中起到重要的作用。
结语地质学中的地球表层过程中，风水冰作用对地表的形态和物质变化产生重要影响。
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。
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大陆冰盖的剖面图
大陆冰川
平顶冰川和山麓冰川
平顶冰川：高原冰川 山麓冰川：数条山谷
冰川在山麓扩展汇合 为广阔的冰原。
珠穆朗玛峰冰斗
9.3 冰川的运动
重力和压力的影响：高山区冰川主要靠重力，往下流； 两极冰川主要靠压力，往外流。 （底滑和内部运动） 冰川的运动速度：高山，几米—几百米 / 年， 南极，约数 十米 / 年（方法：固定桩位测量） 冰裂隙产生的原因：冰川不平衡流动。
9.4 冰和冰水流的地质作用
1.破坏作用
磨蚀作用：
岩屑与底床的锉磨
贡嘎山冰川形成的巨大的擦槽
冰斗，古冰斗：半圆形，三面环状，陡峭的岩壁，开口
处为一高起的岩坎，底部为洼地，大小几百米。
成因：雪线附近围椅状，冬季以积累为主，夏季以消融为 主，冻裂崩解，造成该处的冰川不断地旋转，使一些自 然洼地，逐渐扩大，并掏蚀出陡状的积雪洼地。
冰水堆积地貌
冰水堆积平原
冰川地貌
冰水沉积地貌
• 冰水阶地
冰川作用（历史）
3500~5000m 藏南4000m、西北3500m、横断
山5000m左右，喜马拉雅北 坡雪线5800-6000m
成冰作用 雪粒→粒雪，二阶段（粒雪、 冰川冰）
雪粒：在雪线以上的地区，地形合适，雪就不断积聚起 来，积雪的增加，刚降下的雪（六边形、空隙大）， 在地表热力及雪层压力的作用下，雪花的尖端融化并 逐渐冻结形成粒径较小。
4）鼓丘，由含粘土较高的停积型冰碛构成的椭圆形丘陵， 长轴与冰川流动方向一致，平面上呈蛋形，前后二坡不 对称，迎冰面陡，背冰面缓（注意鼓丘与冰碛丘陵、侧 碛堤和终碛堤的区别：从形态、形成方式方面考虑；注 意鼓丘与羊背石的区别：从形态特征、组成、成因、位 置和转化关系等方面考虑）。
冰碛地貌
冰水堆积地貌——蛇形丘
第九章 冰和冰水流的地质作用
1.冰川的形成 2.冰川的类型(掌握) 3.冰川的运动 4.冰和冰水流的地质作用 冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌 冰川的搬运作用与沉积作用 冰水沉积物及其地貌 5.地质历史中的冰川 6.冰川发生的原因（了解） 7.冻土带的地质作用
冰川的分布
占陆地面积的10%， 占世界水量的2.07%，
冰川的运动
冰川运动
• 重力流
冰川的运动
冰川运动
• 重力流
冰川的运动
冰川运动
• 压力流
冰川是环境变化的温度计
影响因素
地面坡度：成正比 冰川厚度与温度：成正比 地面的光滑度：越光滑，阻力越小 融冰含量：增加，流动性增加 冰川携带岩石碎块的影响：越多，压力大，
动能越大，越快。
冰川的增补量和耗损量：向 前、停留或后退（缩小）
粒雪：经过一系列的压实、冻结和重结晶作用，雪粒增 大转变成。
冰川：粒雪中空隙进一步减少，形成冰川冰。在压力和 重力作用下缓慢流动。
影响因素：①气温与雪线海拔高度成正比，赤道区气温 高，雪线的海拔高度大；
②降雪量与雪线高度成反比，雪线高度最大值的地带是 南北纬２０ -３０ ° 的 干燥区；
③地形的关系，陡坡雪线高度比缓坡雪线高度大，向阳 坡雪线高度比背阳坡雪线高度大。
占淡水的77.4%。 分布南极洲，格陵兰岛、
北极岛屿、欧洲、亚洲、 美洲。 雪线：气温、降雨量和地 形影响，分布不均。纬度 和坡形雪线不同
9.1 冰川的形成
冰川（glacier）：陆地上，大气固态
降水演变而成，常处于运动状态的天然冰体.
雪线(平衡线）：消融区与累积区平
衡（气候和地形、降雪量。
2.冰川的搬运作用
3.冰川的沉积作用
冰碛地貌
冰水沉积地貌
• 冰水阶地 • 冰水扇 • 冰水冲积平原 • 冰水湖
冰川堆积地貌
1）冰碛丘陵，由基碛所构成，比高不大，波状起伏； 2）侧碛堤，随冰川的退却，侧碛以融坠方式推挤在冰川
谷二侧，形成与冰川平行的长堤状地形；
3）终碛堤（垄），分布于冰川前缘，由终碛构成的弧形 垄状地形，两坡不对称，内缓外陡。
鳍脊：两冰斗之间的分水岭 角峰：同一山头有三个冰斗同时进行溯源侵蚀，形成锥形的孤峰。
冰川地貌
• 角峰
冰蚀谷（ U 形谷）
冰蚀谷的特征：①抛物线或 U 型（河流在山区多呈 V 型）； ②平直而又宽阔；③谷底自上游向下游变窄；④谷口有时 出现相反的坡度；⑤纵剖面呈阶梯形，冰坎、冰盆相间出 现，冰川消退之后，即会留下串珠状的湖泊（串珠湖）； ⑥两壁常发育大量的擦痕或擦槽。
贡嘎山的雪线东坡4900-5000米
喜马拉雅山雪线 北坡6000米 南坡5500米
9.2 冰川的类型
冰川按形态、规模、所处地形划分： （1）大陆冰川：高纬度和极地地区的冰川(冰盾或冰盖)，雪线位
置低，分布面积大，面状分布、冰层厚，流动速度稍快，中间向 四周流动。 格陵兰冰盖， 174 万Km2，最厚 3400m ；南极冰盖，面积 1300 万Km2 ，最厚 4200m 。 （2）山岳冰川：高山地带的冰川，雪线位置高，规模小，冰层薄， 受地形控制，呈线状分布。 ① 冰斗冰川、悬冰川； ② 山谷冰川（单、复式）； ③ 平顶冰川（高原冰川）； ④ 山麓冰川。
悬谷：支冰川谷底
在冰川槽谷的底部，冰蚀作用， 使一些坚硬均一的岩石形成一系 列微微突起的基岩小丘，平面呈 椭圆形，长轴与冰川运动方向平 行，两边坡度不对称，迎冰面缓， 背冰面陡。 指示冰川运动方向冰擦痕、磨光 面等。
羊背石、冰川擦痕、 冰斗、角峰、槽 谷、悬谷