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冰川的地质作用冰川的地质作用0000地学2010-10-08 18:49:21阅读1评论0 字号:大中小订阅冰川的地质作用冰川的地质作用及其证据第一节冰川的地质作用随着对地球的不断认识,人们就大地构造,曾提出过很多学说。
比较著名的有地槽-地台学说(J. D. Dana, 1873)、大陆漂移学说(Wegener, 1912; Wegener, 1915; Wegener, 1929; Wegener, 2001)、海底扩张学说(Hess, 1962; Dietz, 1961)和板块构造学说等(Morgan, 1968; Isachs et.al., 1968; Mckenzie, 1969)。
板块构造学说得到古地磁学、地震学和古生物学等众多科学依据和测量数据的支持,被称为20世纪地质学的伟大成就(傅容珊和黄建华,2001)。
板块构造学说对2亿年龄的海洋和大洋壳的地质问题,进行了很好的解释(Mckenzie, 1969; 傅容珊和黄建华,2001),但仍留下一些有待解决的问题(傅容珊和黄建华,2001; Stacey, 1992; 宋春青和张振春, 1996)。
为了解决大陆地质历史演化过程、地壳生长机制和板块运动驱动力等方面的问题,我们就现有地质学、古生物学、地球物理学、地球化学和古气候学等资料,对大地构造演化的地球动力学问题进行了研究。
1 地幔浮力面理论我们先来做一个木块浸水小实验。
将一些不同形状、大小及比重的木块,放入一盆水中(见图1)。
因为木块的比重比水小,木块将浮在水中。
根据阿基米德原理(浮力定理),由于水对浸入水中部分的木块产生的浮力与木块的重量相等,不管木块的体积大小(只要不大于盆的水体),不管木块的比重大小(只要小于水的比重),不管木块的形状,也不管木块位于盆中水的什么高度,只要没有外力作用,最后,木块都会因为浮力作用,而停留在水面上。
我们将这时的盆内水面,叫做“浮力面”(见图1,a, e)。
第13章冰川的地质作用.第十四章冰川的地质作用冰川是指发生在陆地上,由大气固态降水演变而成的,通常处于运动状态的天然冰体。
它随气候变化而变化,但不是在短期内形成或消亡。
雪线触及地面是发生冰川的必要条件。
因此,冰川是极地气候和高山冰雪气候的产物。
冰是水的一种形式。
从地球演化过程来看, 冰是地球物质分异最后的产物。
作为最轻的矿物之一, 密度只有0.917g/cm3, 比水的密度小。
这一特点使它总是处在地球的表面, 在水体中则总是浮在水面。
如果冰不具有这一物理性质,那么,在低温条件下水体将一冻到底, 对水生生物造成严重灾难。
冰具有不稳定性, 在目前地表温度状况下, 自然界的冰很容易发生相变。
冰在地球上的分布非常广泛,上至8~17km 高的大气对流层上部,下至 1500m 深的地壳中都可以发现它的踪迹。
广义冰川学把冰的分布范围称为冰圈。
冰川是冰圈的主体。
在冰川分布地区, 冰川改变地表形态, 形成独特的冰蚀地形, 同时又把破坏下来的岩屑搬运至它处堆积。
所以, 冰川是促使高纬地区和中、低纬地区地壳变化、发展的主要外动力。
由古代冰川地质作用形成的堆积物和地貌,是地质工作者研究的重要内容之一。
冰川是水圈的重要组成部分。
冰川的扩张与缩小, 影响到海面的升降。
如果现代冰川全部融化,海面将因此上升50m ;即使仅是南极冰川全部融化,也足以使世界海面升高20m 。
显然,海陆分布、大气环流、世界气候以及生物分布都将随着海面的升降而变化。
可见,冰川对地壳的地质作用和地表自然地理的影响是非常深刻的。
第一节冰川的形成与类型一.冰川的形成1.雪线和雪原对流层气温随高度和纬度的增加而降低, 到达一定高度的高山地区和一定纬度的高纬地区,气温经常在0℃以下,水份的降落和保存多处于固体状态。
降雪不能在一年之内全部融化或升华掉,便长年累月的积聚起来,形成终年积雪区,叫做雪原。
终年积雪区的下部界线称为雪线。
在雪线附近, 年降雪量大约等于年消融量; 雪线以上, 降雪量大于消融量,形成冰雪的积聚。
冰川地质作用冰川活动对地表岩石和地形的破坏和建造作用的总称。
包括冰蚀作用、搬运作用和沉积作用。
冰川地质作用在极地、高纬度和高山寒冷地区占显著地位。
冰蚀作用冰川活动破坏组成冰床的岩石和地形的作用,又称刨蚀作用。
冰蚀包括掘蚀和磨蚀两种作用方式,而几乎没有溶蚀作用。
冰床附近的冰体因受挤压,融点降低融化成水,渗入下伏冰床的裂隙或孔隙中,水体因压力降低而冻结。
随冰体和融水的反复融化和冻结,它们的体积反复收缩和膨胀,致使组成冰床的基岩或土体发生崩解。
崩解的碎屑(包括原来的碎屑)又会被再冻结,并入冰川中,并随冰川迁移。
以后新鲜冰床继续重复遭受上述作用,不断加深拓宽,这种作用称为掘蚀。
发育于降水量充沛的海洋性气候下的温冰川(海洋性冰川)和发育于降水量小的大陆性气候下的冷冰川(大陆性冰川),掘蚀作用的强度有明显差异。
前者的温度以接近融点为特点,其底部融水充沛,掘蚀作用特别强烈;后者的温度以低于融点为特点,其底部融水贫乏,掘蚀作用极弱。
此外,冰川在运动途中,因自身产生的强大挤压力,所挟带的岩屑对冰床进行研磨,使基岩床面和岩屑都遭受磨损,这种作用称为磨蚀。
因温冰川的掘蚀作用比冷冰川强烈,其底部挟带的岩屑较多,此外,它可沿冰床滑动,所以温冰川的磨蚀作用比冷冰川强烈。
冰蚀作用可以塑造出一系列特殊地貌。
在山岳冰川地区最常见的冰蚀地貌有:横剖面呈U型的冰川谷,状如围椅的冰斗,金字塔形的角峰,山脊薄如刀刃的刃脊(图1冰蚀作用下形成的冰斗、刃脊、角峰和冰川谷),光滑平整并具有多组刻痕的冰溜面,以及状似伏于地面的羊背的羊背石等。
(见彩图冰川作用形成的角峰-珠穆朗玛峰、U形谷──新疆乌鲁木齐河上游U字形并列的冰川悬谷、冰蘑菇(西藏北部大陆性冰川表面消融区)、具有冰核的冻胀丘(青藏高原可可西里)、冰桥──冰川消融形态之一(西藏北部)、巨型羊背石,也称鲸鱼背(加拿大曼尼托巴省西北部弗林弗伦附近)、冰川漂砾(四川甘孜海子山))冰川搬运作用冰川在运动过程中把它携带的碎屑物转移到他处。
第七章冰川的地质作用第七章冰川的地质作用教学目的要求:了解冰川的形成、运动和类型,掌握冰蚀地貌、冰碛地貌以及冰碛物的特征。
了解冰水沉积物及其地貌,了解古代冰川活动及冰川作用的影响。
教学重点及难点:重点是冰蚀地貌、冰碛地貌及冰碛物的特征。
第一节冰川概述冰川——是陆地上由积雪形成并以缓慢的速度移动的巨大冰体。
一、冰川的形成(一)雪线——常年积雪区的下部界线。
雪线以上年降雪量大于年消融量,形成终年积雪区,为冰川的积累区;雪线以下年降雪量小于年消融量,只有季节性积雪,称为冰川的消融区。
雪线高度各地不一,主要受下列因素影响:①气温:雪线高度与气温成正比;②降雪量:雪线高度与降雪量成反比;③地形:雪线高度与坡度成正比。
(二)成冰过程太阳辐射压力、温度压力(重力)新鲜雪花粒雪冰体冰川重结晶反复融、冻流动二、冰川的运动不停地运动是冰川的重要特征,但其运动的速度却非常缓慢,多数观测点的年流速只有数米到数十米。
肉眼往往难以觉察冰川的运动。
冰川运动的速度是通过固定在冰川上的桩位的变化加以测定的。
引起冰川运动的主要原因是重力和压力。
三、冰川的基本类型按冰川的规模大小,外部形态特征分为,大陆冰川和山岳冰川:大陆冰川为大面积覆盖在陆地上,冰层厚度可达数千米的冰流。
它的中央厚,向四周变薄,冰川作放射状流动,总的轮廓大致呈盾形,常称为冰盖。
起运动不受地形的影响,主要由冰层的自重压力使冰体从积雪区的中央部分向四周流动,在边缘部分往往形成许多冰舌。
山岳冰川分布在中低纬度的高山区。
特点是规模小,冰层薄,它的形成和运动受地形和重力的影响。
根据地形及形态不同可分为:冰斗冰川发育在山坡或谷源呈围椅状洼地中的冰川。
规模中等,大的面积可达10平方公里以上,小的不足1平方公里。
轮廓近似于卵圆形,有时呈三角形。
由冰斗内长期积雪而成。
表面常呈凹形,向冰川出口处微倾,但无明显的冰舌,多分布在雪线附近,主要靠冰斗后壁发生的雪崩和冰崩补给。
冰体很少向外流动。