漫话世界冰川（3）

漫话世界冰川（3）

胡经国



六、冰川运动世纪初叶，在阿尔卑斯山上，有几个登山者不幸被雪崩掩埋在冰川粒雪盆里。当时有个冰川工作者推测说，过年后这几个人的尸体将在冰舌前出现。果然不出所料，年后，这几个不幸者的尸体在冰舌前出现了登山者同伴中的幸存者很快把尸体辨认出来。

1827年，有一个地质工作者在阿尔卑斯山的老鹰冰川上修筑了一座石砌小屋。年后，发现这座小屋向下游移动了1428米。小屋本身是不会移动的，造成小屋移动的原因是小屋的地基随着冰川向下运动，把小屋捎带着一起移动了。

冰川的运动有些和水流相似，中间快，两边慢。要是横过冰川插上一排花杆，不需太长时间就可发现，中间的花杆远远地跑到前面去了，原来呈直线的花杆连线变成向下游凸出的弧线。许多海洋性冰川上出现的形象十分奇特的弧形连拱，就是冰川在运动过程中，中间和两边速度不一而的。

冰川表面常有许多裂隙，有些裂隙有几十米深。裂隙的存在，说明冰川有脆性。不过，经过数百年的调查观测，冰川上的裂隙极少超过1米深。多数裂隙远远小于这个深度就闭合了。这又说明冰川下部是塑性的，它可以“柔软”适应各种外力作用而不致发生破裂。因此，可以把冰川分为层表面容易断裂的这层叫做脆性带，而下部“柔软”的那层叫做塑性带。塑性带的存在是冰川动的根本原因。

2、冰川运动原因

物体在受力情况下，为了适应或消除外力，可作三种变形，即弹性变形、塑性变形和脆性变形或称破裂。一般物体在受力时都有这三个变形阶段。例如一根弹簧，一般情况下，作弹性变形；当受力超过弹性强度时，作塑性变形，弹簧回不到原来的位置；当受力特大超过破裂强度时，弹簧拉断，作脆性变形。但是，这三个阶段必竟有主有从，它们并不同样“平分秋色”。到底以何种变形为主，要取决于材料本身的性质。

就冰来说，由于它容易实现晶体的内部滑动，因而是有利于表现出塑性变形的。但是，当外力突然增高时，由于很容易超过冰的破裂强度，因而发生脆性变形。只有在缓慢加荷并且长期受力的时候，冰才能充分显现出塑性变形的特。我们知道，物体在长期受力时，哪怕这种力较小，也会产生塑性变形。在冰川下部，由于上部冰层的压力和上游冰层的推力，老是处于受力状态，使下部冰层的塑性表现得比较充分。同时，下部冰层的融点由于受压比上部冰层稍低，使下部冰层更接近于融点，因而塑性变形更易实现。这样，冰川下部出现塑性带就不难理解了。而冰川表层，缺乏长期受力这个重要条件，当外力突然增加时，往往作弹性或脆性变形，成为脆性带。

3、山岳冰川运动方式

在一个畅通的山谷中，冰川流动时最大流速出现在冰川表面，近谷底速度越低这种运动方式叫做重力流。如果冰川在运动过程中，在前方遇到突起的基岩或运动变缓的冰块的阻塞，就在那里形成前挤后压的剪应力这种动方式叫做阻塞重力流。在发生阻塞重力流的地方，冰中常有许多逆断层，还有复杂的出现。

4、冰川运动速度

冰川运动速度日平均不过几厘米，多的也不过数米，以致肉眼发觉不出冰川是在运动的。格陵兰的一些冰川，运动速度居世界之首，但每年也不过运动千余米而已。其它地区的冰川，比较著名的某些阿尔卑斯山的冰川，年流速不过80～150米。国冰川大多数是大陆性冰川，冰川积累不丰富，冰川上物质循环较为缓慢，因而导致冰川运动速度比较低。

冰川运动速度是有季节性变化的，夏快冬慢。天山和祁连山的冰川，夏季运动速度一般要比冬季快50%均指冰舌而言。造成这种差别的原因之一是冰川温度的变化。当冰川增温时，冰的粘度迅速减小从-20增高到-l，冰的粘度随温度近直线的下降。粘度减小使塑性增加，因而冰川运动速度加快。夏天冰融水出现在冰川内部及底部是促进冰川快速运动的另一个原因。

冰川运动速度总的来说十分缓慢。但是，有些冰川的脾气却很古怪，它们会在长期缓慢运动或退缩之后，突然爆发式地向前推进。

5、冰川波动

爆发式推进在这类冰川上是周期性发生的，是冰川运动的一种特殊方式。人们把这种现象叫做冰川的“波动”具有波动性质的冰川叫做“动冰川”。

冰川“波动”常引起特大洪水。在印度河上游就有一条冰川，周期性地进入主谷，形成大湖以后湖水溃决，又形成大洪水，造成灾害。中国新疆的叶尔羌河周期性发生特大洪水，也可能与冰川“波动”造成的冰湖溃决有关。

七、冰川地质作用

1、侵蚀作用

冰川有很强的侵蚀力，大部分为机械侵蚀作用其侵蚀方式可分为几种：拔蚀作用

当冰床底部或冰斗后背的基岩，沿节理反复冻融而松动，若这些松动的岩和冰川冻结在一起，则当冰川运动时就把岩块拔起带走这称为拔蚀作用。经拔蚀作用后的冰川河谷其坡度曲线是崎岖不平的，形成了梯形的坡度剖面曲线。磨蚀作用

当冰川运动时，冻结在冰川或冰层底部的岩石碎片，因受上面冰川的压力而对冰川底床基岩进行削磨和刻蚀这称为磨蚀作用。磨蚀作用可在基岩上形成带有擦痕的磨光面而擦痕或刻槽是冰川作用的一种良好证据，其方向可以用来指示冰川的方向。冰楔作用

在岩石裂缝内所含的冰融水经反复冻融作用，其体积时涨时缩，而造成岩层破碎，成为碎块，或从两侧山坡坠落到冰川中向前移动。这称为冰楔作用。其他

当融冰水进入河流时，其常夹有的大体积冰块会产生强大撞击力破坏下游两岸的岩石。冰川侵蚀力强弱影响因素

冰川侵蚀力的强弱受到下列因素的影响：冰层的厚度和重量。重厚者侵蚀力强。冰层移动的速度。速度大者侵蚀力强。携带块的数量。携带数量越多越重者侵蚀力越强。地面岩石之粗糙或光滑。粗糙地面较易受冰川的侵蚀。底岩的性质底岩松软者较易受侵蚀。岩层倾斜方向与冰川移动方向一致者易遭侵蚀。

因侵蚀作用而造成的冰蚀地貌有：冰斗

冰斗为山谷冰川重要冰蚀地貌之一形成于雪线附近，在平缓的山地或低洼处积雪最多由于积雪的反复冻融，造成岩石的崩解，在重力和融雪水的共同作用下，将岩石侵蚀成半碗状或马蹄形的洼地，典型的冰斗于是形成。冰斗的三面是陡峭岩壁，向下坡有一口若冰川消退后，洼地水成湖，即为冰斗湖。刃脊、角峰、

若冰斗蚀和冻裂的侵蚀作用而不断扩大，冰斗壁后退，相邻冰斗间的山脊逐渐被削薄而形成刀刃状，称为刃脊。几个冰斗所交汇的山峰，形状很尖，称为角峰。在刃脊之间的低下鞍部，为冰。削断山嘴、U型谷、石洼地

当山谷冰川自高地向低处移动时，山嘴被削平成三角形，称为削断山嘴。因为冰川谷的横剖面形状如U字形，故称U型谷。在U型谷两侧有明显的谷肩，谷肩以下的谷壁较平直，底部宽而平若在冰川谷的底部，因冰川的蚀而造成向下低凹的水坑，石地。峡湾

在高纬度地区，冰川常能伸入海洋，在岸边侵蚀成一些很深的U型谷冰退以后，海水可以沿谷进入很远，原来的冰谷便成峡湾。悬谷

悬谷的形成于冰川侵蚀力的差异主冰川因冰层厚、下蚀力强，故U型谷较深；而支冰川因为冰层薄、下蚀力弱，故U型谷较浅。因在支冰川和主冰川的交汇之处，常冰川底高低悬殊当支冰川的冰进入主冰川时必为悬挂下坠成瀑布状，称之为悬谷。羊背石

羊背石为冰川基床上的一种侵蚀地形是由基岩组成的小丘，常成群分布，远望如匍匐的羊群，故称为羊背石。其平面为，其长轴方向与冰流动方向一致向冰川上游方向的坡由于冰川的磨蚀作用，坡面较平，坡度较缓，并且有许多擦痕；而在另一侧，受冰川的蚀作用，坡面坎坷不平，坡度也较陡。羊背石的形成是由于岩层软硬相间的排列侵蚀、风化作用，较软的岩层会被侵蚀较多较深；而较硬的岩石抵抗侵蚀、风化的能力较强在侵蚀、风化以后，硬的岩层会较软的岩层高，形隆起的椭圆地形，一面受磨蚀、一面受蚀。冰川磨光面、冰川擦痕

在羊背石上U型谷谷壁及大漂砾上，常因冰川的作用而形成磨光面当冰川搬运物是砂和粉砂时，在较致密的岩石上，磨光面更为发达；若冰川搬运物为砾石，则在谷壁上刻蚀成条痕或刻槽，称之为冰川擦痕擦痕的一端粗，另一端细，粗的一端指向上游。

2、搬运作用

由于冰川的作用所产生的大量松散岩屑和从山坡崩落碎屑，会进入冰川系统，随冰川一起运动这些被搬运的岩屑称为冰碛物依据其在冰川内的不同位置，可分为不同的搬运类型：表碛：出露在冰川表面的冰碛物。内碛：夹在冰川内的冰碛物底碛：堆积在冰川谷底的冰碛物。侧碛：在冰川两侧堆积的冰碛物。中碛：两条冰川汇合后，其相邻的侧碛即合为一，位于合后冰川的中间称为中碛。终碛（尾碛）：随着冰川前进，而在冰川末端——围绕的冰碛物，称为终碛。后退碛：冰川后退过程中，发生局部短暂停留，每一次的停留就会造成一个后退碛。漂石：冰川的搬运作用，不仅能将冰碛物搬到很远的地方，也能将巨大的岩石搬到很高的部这些被搬运的巨大岩块称为漂石其岩性和该地附近基岩完全不同。冰川的搬运能力很强，但相对地，冰川的淘选能力很差。

3、堆积作用

冰川携带的砂石，常沿途抛出故在冰川消融以后，不同形式搬运的物质，便堆积下来形成相应的各种冰碛物。所谓冰碛物是指由冰川直接成的成层冰积物。而冰积物是指直接由冰川沉积的物，或由冰水作用沉积物，及因冰川作用而沉积在河流湖泊海洋中的物质。

冰积物可分为成层的冰积物和成层的冰积物两：成层冰积物与冰碛

此种冰积物是由冰川后退时所的成的冰融化而于地面的大小不一，少有稜角表面被磨光或带有擦痕，堆积后不现层理此种杂乱无层理的冰积物，常称为冰砾土

由冰物所形成的冰碛有：

冰碛丘陵（基碛丘陵）：冰川消融后，原有的表碛内碛碛都到冰川谷底，和底碛合称为基碛这些冰碛物受到冰川谷底地形的影响，堆积成状起伏的丘陵，称为冰碛丘陵。大陆冰川区的冰碛丘陵规模较大，而山谷冰川所形成的冰碛丘陵的规模要小多。

侧碛堤：是由侧碛和表碛在冰川后退处共同堆积而形成的，位于冰川谷两侧成堤状向冰川上游可一直延伸至雪线附近，而向下游常可和终碛堤相连。

终碛堤：终碛堤冰川后退时的暂时停顿阶段若冰川的补给和消融处于平衡状态，则冰川的末端可略作停留于某一位置这时由冰川搬运来的物质在冰川尾端堆积成弧状的堤称为终碛堤。大陆冰川的终碛堤高度较小，长度可达几百公里，弧形曲率较小；反之，山谷冰川的终碛堤高度可达数百米，长度较小，弧形曲率较大。

鼓丘：鼓丘是由冰积物所组成的一种丘陵约椭圆形，长轴与水流方向一致迎冰面是陡坡，背冰面是一缓坡其纵剖面为不对称的上凸形。一般认为鼓丘是由于冰川的搬运能力减弱，底碛遇到阻碍堆积而成的。其主要分布在大陆冰川终碛堤以内的几公里到几十公里常成群出现，造成鼓丘田山谷冰川的鼓丘数量较少。成层冰积物冰川与融冰水共同沉积的结果冰川所携带的物质受到融化后的冰水冲刷及淘洗，会依照颗粒的大小，积成层，形成冰水积物在冰川边缘由冰水积物所成的各种地貌，称为冰水积地貌。有下列几种类型：

冰水沉积、冰水扇、外冲平原：在冰川末端的冰融水所携带的大量砂砾堆积在冰川前面的山谷或平原中，就形成冰水沉积在大陆冰川的末端，这类沉积物可绵延数公里，在终碛堤的外围堆积成扇形地，冰水扇数个冰水扇相连就形成广大的冰水冲积平原，又外冲平原。在这些上，沉积呈缓坡倾向下游，颗粒度亦向下游变。

冰水湖、季候泥：冰水湖是由冰融水形成的冰川后退时，前面的冰积物会阻塞冰川的通路，常可以积水成湖。冰水湖有明显的季节变化夏季的冰融水较多，大量物质进入湖泊，一些较粗的颗粒就快速沉积，而细的颗粒还悬浮在水中，颜色较淡；而冬季的冰融水减少，一些长期悬浮的细颗粒才开始沉积，颜色较深。这样一来，在湖泊中就造成了一粗一细很容易辨认的两层沉积物，叫做季候泥。

冰砾埠：冰砾埠有层理并经分选的细粉砂所组成的，形状为圆形或不规则的小丘。冰砾埠上部通常有一层冰碛层冰砾埠是由于冰面上的小湖小河或停滞冰川穴中的沉积物，在冰川消融后落到底床堆积而成其与鼓丘不同之处，在于冰埠的形状很不规则，且为成层状。大陆冰川和山谷冰川都有冰砾埠。

冰砾埠阶地：在冰川两侧，由于岩壁和侧碛吸热较多，而且冰川两侧的冰面要比中间来低，冰融水就汇集在这，形成冰侧河流，并且带来冰水物质等到冰水消后，这些物质就堆积在冰川谷两侧，形成冰砾埠阶地它只发育在山谷冰川中。

锅穴（冰穴）：冰水平原上常有一种圆形洼地，称为锅穴。其形成是由于冰川耗损时，有些残冰被孤立而埋入冰水沉积物中，等到冰融化后引起塌陷，从而造成锅穴。





2011年1月19日编写写于重庆

2021年11月12日修改于重庆

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