冰水沉积物及冰水堆积地貌 简述冰水沉积物与河流和冰碛物的异同点

简述冰水沉积物与河流和冰碛物的异同点

冰水沉积物既有冰川沉积的特点,又有地面流水沉积作用的某些特点。沉积物中的砾石有擦痕和溜光面的冰川特点,但又有一定的分选性和成层性,磨园度教冰渍物好,教冲积物差。

冰碛地貌是冰川堆积形成的地貌,冰碛物堆积的各种地形总称冰碛地貌。它是研究古冰川和恢复古地理环境的重要依据。主要的冰碛地貌有冰碛丘陵、侧碛堤、终碛堤、鼓丘等。
冰积地貌 是冰融水将原来冰川搬运堆积的物质经过再搬运堆积而成,冰水堆积地貌因分布位置,物质结构和形态特征不同,可以分为冰水扇和冰水河谷、外冲平原、季候泥、冰砾阜和冰砾阜阶地、锅穴、蛇形丘等几类。
冰积地貌特征
在陆地上是塑造地貌最重要的外动力.它在流动过程中,不仅能侵蚀地面,形成各种侵蚀地貌(如冲沟和河谷),而且把侵蚀的物质,经搬运后堆积起来,形成各种堆积地貌(如冲积平原),这些侵蚀地貌和堆积地貌,统称为流水地貌.
动力特点:地表流水的侵蚀,搬运,堆积
冰川地貌特征:
冰川地貌按成因分为侵蚀地貌和堆积地貌两类.
现代冰川作用区的冰体部分按形态分为:①大陆冰盖.面积>50000公里的陆地冰体,如南极冰盖和格陵兰冰盖;②冰帽.数千公里至50000公里的陆地冰体,规模巨大的山麓冰川和平顶冰川都可发育为冰帽;③山地冰川.又分为冰斗冰川、悬冰川、谷冰川、平顶冰川和山麓冰川等.
冰川消融可形成冰面河流、冰塔林和表碛丘陵等冰川融蚀地貌.冰川侵蚀地貌一般分布于冰川上游,即雪线以上位置,形态类型有角峰、刃脊、冰斗、冰坎、冰川槽谷及羊背石、冰川刻槽等磨蚀地貌.冰川(包括冰水)沉积地貌分布于冰川下游,形态类型包括终碛垅、侧碛垅、冰碛丘陵、冰碛台地、底碛丘陵和底碛平原、鼓丘与漂砾扇,以及由冰水沉积物组成的冰砾阜、蛇形丘、冰水阶地台地和冰水扇等.大陆冰盖和山地冰川的地貌组合有较大差异.前者冰体从中心向四周流动,以冰盖前缘广泛发育冰碛(尤其是终碛)、冰水堆积地貌和大面积的冰蚀凹地为特征,没有侧碛垅,只有在孤立的冰原岛山地区才出现冰蚀地貌.山地冰川受地形限制,与周围基岩接触面大,造成的冰蚀地貌类型众多.此外,山地冰川地貌的分带性也比大陆冰盖和冰帽的地貌分带性强,有明显的垂直分带和水平分带.在冰川纵剖面上,从山体中心到冰川外围,依次为角峰——冰斗——冰坎——羊背石——磨光面——底碛平原或丘陵——终碛垅——冰水扇;在横剖面上,从高到低依次为刃脊——槽谷肩——冰蚀崖——侧碛垅——冰床(底碛平原或丘陵).山地冰川地貌的发育程度与气候条件、原始地形和新构造运动有关.在海洋性气候条件下,山地新构造强烈,地形陡峻,则冰蚀作用强盛,冰蚀地貌和冰碛地貌较发育,但因冰期后流水作用较强,破坏较严重;在大陆性气候条件下,地形较和缓,则冰蚀地貌和冰碛地貌发育较差,但后期流水侵蚀弱,冰川地貌易于保存.
动力特点:冰川是准塑性体,冰川的运动包含内部的运动和底部的滑动两部分,是进行侵蚀、搬运、堆积并塑造各种冰川地貌的动力.但它不是塑造冰川地貌的唯一动力,是与寒冻、雪蚀、雪崩、流水等各种应力共同作用,才形成了冰川地区的地貌景观.

1. 冰水沉积作用及冰水沉积物特征

即使在寒冷的冰川作用区,由于太阳辐射、冰川运动的摩擦热、冰川压力、地热等作用使部分冰雪融化形成冰水(meltwater)。冰水既可由冰川表面融化形成,也可以是冰川内部和底部融化形成。在冰川表面和两侧流动的冰水,分别称为冰面溪(superglacial stream)和冰侧溪(lateral stream),也可积水形成冰面湖(superglacial lake); 在冰川内部和底部流动的冰水称为冰内溪(englacial stream)和冰下溪(subglacial stream),也可形成冰下湖(tunnel lake)。这些冰水都将流出冰川作用区,在冰川的前缘形成冰前河(proglacial river),或积聚形成冰前湖(proglacial or marginal lake)。

冰水沉积作用是指经冰水搬运的物质,由于水动力的减弱而发生堆积的过程,与冰川的沉积作用明显不同,而与流水的沉积作用有些相似,形成的沉积物称为冰水沉积物(glaciofluvialdeposit or outwash)。冰水沉积作用既可发生在与冰川接触的部位,如冰面、冰下、冰侧,也可出现在冰舌的前面,如终碛堤的弧外、冰前谷地和湖泊等。前者称冰川接触沉积(ice-contactdeposits),形成的地貌有冰阜阶地、冰砾阜、锅穴、蛇形丘等; 后者称冰前沉积(frontal de-posits),形成的地貌有冰水扇、冰水冲积平原、冰水阶地等。

图 6-16 冰川末端冰前沉积(据 R. G. West,1977; 转引自谢宇平,1994)a—终碛堤及外冲平原剖面; b—终碛堤及边缘三角洲剖面

根据冰水沉积过程的水环境特征,冰水沉积可分为冰河沉积(glacial-fluvialdeposit)、冰 湖 沉积(glacial-lake depos-it)和 冰 海 沉 积(glacial-sea deposit )(图 6-16)。

冰河沉积 即冰川河流沉积,是狭义的冰水沉积,指冰川融水携带大量的碎屑物质在水动力条件减弱的地方沉积下来的过程,其沉积物称为冰水(河)沉积物(glacial-fluvial sediment)。冰河沉积在冰川作用地区是最常见的冰水沉积,可发育在冰流区域,也可发育在冰川外的地区,因此它包括大多数的冰川接触沉积和冰前沉积。冰河沉积物主要由具有一定磨圆的砾石和砂构成,粘土含量较少,发育层理构造,一般不发育河流沉积的“二元结构”。

图 6-17 冰水地貌组合图(据 Flint,1971)

冰湖沉积 即冰川湖泊沉积,是指冰川融水携带一些细小物质(有时含有坠石)流入冰前湖泊,在静水环境下发生缓慢的沉积过程,其沉积物称为冰湖沉积物。冰湖沉积物很细,以粉砂、粘土为主,发育很薄的韵律层理。冰湖沉积受冰川融水影响,冰川融水的多少又受控于气候,在夏季,气温高,冰川融水多,形成以砂土为主、略厚的浅色层; 而在冬季,冰川融水少,冰水只能携带细小的粘土物质,形成以粘土为主、略薄的暗色层。每年形成一层,每层厚仅 0. 5 ~5. 0cm,从夏季开始,到冬季结束,构成一个沉积旋回,这种纹层称为季候泥(sea-sonally banded clay)。季候泥不仅可以计算沉积物的年代,而且是很好的古气候记录的载体。

冰海沉积 即冰川海洋沉积,是指漂浮于海洋边缘的冰舌、冰山、冰棚中所挟带的冰碛,当冰体融化后,它们沉积到海底的过程。它广泛分布于海底,如围绕南极有一个宽达370 ~1300km 的现代冰海沉积。

2. 冰川接触沉积及堆积地貌

(1)冰阜阶地和冰砾阜

图 6-18 冰砾阜剖面(据 C. A. 雅科甫列夫,1958; 转引自杜恒俭等,1981)

冰阜阶地(kame terrace)是分布在冰蚀谷两侧由冰水沉积物构成的台阶状地形(图 6-17)。它的形成可分两个阶段,首先是在冰川的两侧,由于冰侧溪的沉积作用形成与冰川平行的条带状冰水沉积物; 然后当冰川融化时,这些冰水沉积物由于前缘(与冰川接触的一侧)失去冰川的支撑而垮塌,形成陡坎和台地,冰阜阶地就形成了。从分布的位置来说,与侧碛堤是一样的,但成因不同。一般是冰阜阶地发育,侧碛堤就不发育,因为侧碛被冰水改造为冰水沉积物。冰阜阶地沉积物以砾石和砂为主,砾石具有一定的磨圆,发育斜层理,不具有二元结构。

冰砾 阜(kame)是 冰 川 消 融后,冰面溪沉积物坠落冰床上形成的丘状地形(图 6-18),常分布在山岳冰川或大陆冰川的边缘部位。冰砾阜的直径为 0. 1 ~2km,高 5 ~70m,四周的坡较陡,主要由亚砂土、砂及细砾石组成,内部常夹有冰碛泥砾透镜体。在冰砾阜表面常覆盖一层冰碛物,其厚在 0. 5 ~2m 之间。

图 6-19 蛇形丘的纵剖面(a)和横剖面(b)(据杨景春,1985)

(2)锅穴

在冰川后退时,一些没有融化的冰块被埋藏在冰水沉积物中成为死冰。当气温变暖,这些死冰将完全融化,在冰水沉积物中出现空洞而致使上面的沉积物发生塌陷,形成下凹的坑,称为锅穴(kettle)(图6-17)。大部分锅穴平面呈圆形,直径一般在几十米,深仅数米,常出现在冰阜阶地、冰水扇或蛇形丘中。锅穴按形态可分为碟坑、窝状坑和盆坑。

(3)蛇形丘

蛇形丘(esker)是冰底溪沉积形成的蜿蜒曲折、高低起伏的垄岗状地形(图 6-17),常见于大陆冰川作用区,而山岳冰川作用区少见。随着冰川的后退,冰底溪在出口处的冰水沉积也不断堆积增长,并向上游延伸,形成蜿蜒曲折的沉积体。蛇形丘主要由经过分选和磨圆的砾石、砂组成,具有明显的不均匀斜层理(图 6-19)。蛇形丘两坡对称,大小不一,一般高40~50m,长可达数千米。

3. 冰前沉积及堆积地貌

(1)冰水扇和冰水冲积平原

在大陆冰川作用区,当冰水流出终碛堤后,由于地形变得开阔和坡度的变缓,冰水携带来的碎屑物质就在终碛堤的前缘部位开始沉积,并向前扩展,形成扇状地形,这种扇状地形被称为冰水扇(outwash fan)(图 6-12)。若是多个冰水扇侧向连接就形成了冰水冲积平原(outwashplain),又名外冲平原,或冰水裙。在山岳冰川作用区也有冰水扇发育,但规模小,表面坡度大。

冰水扇的顶部一般与终碛堤过渡,向前逐渐过渡到冰湖沉积或冰河沉积。冰水扇沉积物具有明显的分带性,在扇顶主要为粗大的砾石,分选和磨圆差,层理不清晰,厚度大; 在扇中,沉积物粒度变细,砂的成分增加,砾的含量减少,磨圆度增加,分选性变好,水平层理与斜层理及不同粒度和不同分选的砂砾层交替出现; 在扇缘,主要为亚粘土和粘土物质沉积,一般无层理,偶见砂的夹层。这些特点与洪积扇很相似,所不同的是冰水扇中含寒冷的植物化石组合。

(2)冰水阶地

冰水阶地(outwash terrace)发育在冰前的谷地中。在气候寒冷时期,冰雪融化得少,冰水量小,这时冰前的河流侵蚀能力弱,由重力崩塌下来和先前沉积在冰前谷中的物质不能被搬运走。当气温转暖,冰雪融水增多,冰水量增加,其侵蚀能力增强,使河床下切,原来堆积在谷底中的物质就相对抬高而形成冰水阶地。所以冰水阶地的形成机理与冰阜阶地是不一样的。冰水阶地的沉积物分选性和磨圆度都比较差,但还是发育一些沉积层理。



常见的冰川沉积物有哪些
冰川沉积物是来自冰川运动的无序的、未分选的岩石杂物的总称。这些物质可能由冰雪融水形成的水流沉积而来,形成于冰区边界,或从融化的冰川冰中掉到某个地方。换句话就是冰川在运动中,气温升高,冰川融化,原先冰川中裹挟的物质杂乱无章沉积的现象。常见的冰川沉积物:漂砾——当冰川消融或后退,留下...

冰碛(冰水)砾岩的工程地质特性
通过大量野外调查认为,制约冰川堆积物工程特性的主要因素包括:冰川堆积物的物质组成(特别是胶结物和骨架成分)、冰期的新老及作为冰川堆积物骨架砾石(D>2 cm)的百分比等。尽管大多数冰碛\/冰水堆积物属于成分和性质都极其复杂的泥砾质碎石土,但以碳酸盐岩砾石为骨架、以次生碳酸钙为胶结物的第四系冰碛\/冰水砾岩却表现...

冰水扇沉积模式
冰川的下游,冰渐消融留下粗粒岩屑、细粒岩屑,受冰水再搬运、堆积形成冰水沉积物。由冰水沉积物形成的扇状或舌状的堆积体,称之为冰水扇。一般分布在冰碛物的下游即以东一带,具体范围:Ⅰ冰期为豫北地区—开封—尉氏—临颍—周口—沈丘一线以西和以南地区;Ⅱ冰期为内黄—滑县—延津—尉氏—鄢陵—漯...

冰川堆积物的三个特点
冰川的堆积作用会造成不成层的冰积物和成层的冰积物两种类型。不成层的冰积物称为冰碛物,是由大小不等的岩块混合而成,粗细都有,层次难分,是冰川后退时遗留的石砾所形成的。成层冰积物一般是融化后的冰水所挟带的物质沉积所形成的,称冰川沉积物,具有可辨别的层次。

冰水河三角洲沉积作用
颜色较浅;秋冬季节,冰雪融水剧减,悬浮于湖中的黏土颗粒缓慢沉积,颜色较深,从而形成了粗细相间、色调浅深交替的季候泥,又称纹泥。它可以用来推算沉积物的形成年代和沉积速率,一粗一细两层代表一年的沉积。在北欧斯堪的纳维亚半岛曾利用纹泥建立了冰后期地质年表。图6-19 冰水湖泊沉积物 ...

四川省有着众多雪山,冰川形成的地貌有何特点?
冰川地貌可分为冰川侵蚀地貌和冰川堆积地貌.冰川侵蚀地貌是冰川冰中含有不等量的碎屑岩块,在运动过程中对谷底、谷坡的岩石进行压碎、磨蚀、拔蚀等作用,形成一系列冰蚀地貌形态,如形成冰川擦痕、磨光面、羊背石、冰斗。

冰川侵蚀地貌沉积物颗粒状况
冰川产生多种岩屑称为冰积物。冰水冰积物是由称为冰川融水的融冰中沉积下来的岩屑。有些冰积物含石块和巨砾类似扁砾。冰积物也可能由冰川融水混入称为冰砾泥的细砾沉积物。堆积冰碛土是融化时冰川顶部落下的岩屑。冰川存在于极寒之地。地球上南极和北极是终年严寒的,在其它地区只有高海拔的山上...

冰碛物和冰水沉积物的区别
冰碛物的粒度较大,分选性较差,通常呈块状或片状分布。冰碛物的主要成分是石英、长石、云母等硅酸盐矿物,有时还含有金属矿石、化石等。冰碛物的堆积速度较快,厚度较大,通常形成于冰川的前缘和侧缘地区。冰水沉积物是指在冰川融化过程中,冰川融水携带的岩石碎屑、泥沙等物质在冰川前缘和侧缘地区沉积...

什么是冰水堆积物
冰水堆积是指冰川消融时冰下径流和冰川前缘水流的堆积物。它们大多数是原有冰碛物,经过冰融水的再搬运、再堆积而成。冰水堆积按其形态、位置及成因等,分为蛇形丘、冰水扇和冰水平原等地貌。

冰川沉积有哪些分类?
冰川沉积包括3类:冰川冰沉积,冰川冰与冰水共同作用形成的冰川接触沉积,以及冰河、冰湖或冰海形成的冰水沉积。这些沉积物在地貌上组成形形色色的终碛垄、侧碛垄、冰碛丘陵、槽碛、鼓丘、蛇形丘、冰砾阜、冰水外冲平原和冰水阶地等。

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