第6章 冰川、冻土地貌及堆积物(2)-林晓 [兼容模式]

第6章冰川、冻土地貌与堆积物

（2）

主讲教师：林晓中国地质大学（武汉）地学院

地貌学及第四纪地质学

Geomorphology and Quaternary Geology

四、冻土地貌

冰缘（periglacial ）：

⏹

狭义：冰川作用的外围地带，年均温度0 ℃左右，多年冻土层发育。

⏹

广义：凡是年均温度在0 ℃左右的地区，具有多年冻土层发育的气候条件，并不一定在冰川的外缘。

冻土区：指广义的冰缘环境。

课程结构

冻土与冻融作用

冻土定义、分层、分类、冻融过程及研究简史

1. 冻土与冻融作用

⏹

冻土：分为季节冻土（每年冬冻夏融）和多年冻土（多年不融），结构上分为活动层和多年冻土层。

⏹

冻融作用：每年气温的周期变化，使含水土层反复冻结和融化、裂开、扰动、变形、破坏和流动的过程。

地表温度低于0˚C的土层或岩层

寒土

Geli sol

冻土

Frozen ground

含冰

不含冰

多年冻土：

2年以上

季节冻土

半月～数月短时冻土

半月以内

干寒土

不含冰和重力水湿寒土

含盐水、卤水等

存在持续时间

是否含水

（1）冻土基本概念

Geocryology

冻土分层

⏹①活动层（Active layer）

位于多年冻土之上，夏

季融化冬季被冻结的表

层土层(S. Muller, 1947)

⏹②多年冻土层

（Permafrost）

位于活动层之下，常年

冰冻。

Freezing point

温度年变化深度

多年冻土上限

多年冻土下限

冻土分层

⏹③零幕层（Zero curtain）

位于多年冻土上限之上（活动层底

部）特定厚度的土层。这层土的温

度在冻结过程中有相当长的时间为

0ºC。

“零幕层”是由冻结过程中冰－水

转化的冻结潜热释放所导致，活动层底部的含水量越大，“零幕层”越厚，持续时间越长。

-20

-10

10

050100150200250300350 A

T

/

º

C

风火山－高寒草甸

5月中9月中11月底

10月初

零幕层

冻土下界

⏹多年冻土下界（the lower limit of permafrost)

高山多年冻土所能够分布的最低海拔高度。⏹多年冻土南界（the south limit of permafrost)

高纬多年冻土所能够分布的最南纬度。

冰川多年冻土

多年冻土下界⏹气候

⏹地质因素

⏹地表覆盖

⏹地貌因素

⏹水文因素

⏹时间

时间

多年冻土的实际存在年龄至少是多年冻土形成

所需要的时间（Lunardini,1995）。

多年冻土是历史气候的产物（Washburn,1979），

尤其是较深层的多年冻土是不同周期和强度气候波动

叠加作用于特定地质体的产物。

（2）冻土分类

⏹区域分布特征分类

⏹工程分类

⏹土壤分类

区域分布特征分类高纬度多年冻土

⏹连续多年冻土连续性>90%

⏹不连续多年冻土连续性25～90％

⏹岛状多年冻土连续性<25%

高海拔多年冻土

⏹大片连续连续性70～90％

⏹大片－岛状连续性30～70％

⏹岛状－稀疏岛状连续性<30％空

间

连

续

性

中国冻土分布区划图

青藏高原多年冻土分布图

（据李树德等，1996）

工程分类（程国栋，王绍令，1982）

上带

⏹极稳定型年均地温<-5ºC，厚度>170m

⏹稳定型年均地温<-3ºC，厚度>110m

中带

⏹亚稳定性年均地温<-1.5ºC，厚度>60m

⏹过渡型年均地温<-0.5ºC，厚度>30m

下带

⏹不稳定性年均地温0.5~-0.5ºC，厚度0~30m

⏹极不稳定型稳定性

程国栋院士

⏹程国栋,1943年7月生于上海市。1965年毕业于北京地质学院

水文地质与工程地质系。同

年，进入中国科学院冰川冻

土沙漠所工作。历任中国科

学院兰州冰川冻土所所长（1991-1999），中国科学院

寒区旱区环境与工程研究所

所长（1999-2001），国际冻

土协会副主席（1988-1993）

主席（1993-1998），冻土工

程国家重点实验室主任

（1996-2005）。

土壤分类

⏹加拿大（Canadian Soil Classification System，1987，1998)——Cryosol

⏹世界粮农组织（FAO-World Reference Base for Soil Resources，1998)——Cryosol

⏹美国（Soil Taxonomy）（1994，1999）——Gelisol

⏹中国土壤分类系统（Chinese Soil Taxonomic System，1995)——冻土