第1页:普通地质学课程封面
《普通地质学》(Introduction of Physical Geology)课程课件封面。
第2页:第七章习题回顾
第七章习题回顾,涵盖以下内容:
- 岩石中的空隙类型
- 地下水的存在形式
- 地下水的基本类型
- 地下水溶蚀的不均一性和分带性
- 影响岩溶(karst)发育的因素
- 地下水的搬运与沉积作用
第3页:冰川的地质作用目录
地质学基础,本讲涵盖六个部分:
- 冰川的形成、类型和运动特点
- 冰川的刨蚀作用
- 冰川的搬运作用
- 冰川的沉积作用
- 冰水的地质作用
- 冰期和间冰期
第4页:冰川的定义与分布
- 冰川
- 陆地上多年积雪形成的运动着的巨大冰体,主要分布在两极和高山的终年积雪区。
图示为新疆天山博格达峰冰川。
第5页:全球水体储量构成
全球水体储量构成(按占比排列):
全球水体储量构成| 水体类型 | 占全球总水量比例 | 备注 |
|---|
| 全球海洋 | 97.2% | 主体 |
|---|
| 冰盖与冰川 | 2.1% | 陆地面积10.7%,淡水量的10% |
|---|
| 深层地下水 | 0.3% | — |
|---|
| 1km内的地下水 | 0.3% | — |
|---|
| 淡水湖 | 0.009% | — |
|---|
| 咸水湖与陆内海 | 0.008% | — |
|---|
| 包气带水 | 0.005% | — |
|---|
| 大气圈 | 0.001% | — |
|---|
| 河流 | 0.0001% | — |
|---|
第6页:我国现代冰川分布
我国现代冰川分布图。
第7页:冰川的形成与雪线
- 雪源区
- 终年积雪区,一年之内积雪不会全部溶化或升华的地区。
- 雪线
- 终年积雪区的下部界限。
雪线分布与以下因素有关:
- 气温:纬度或海拔高、冷,雪线低;反之雪线高
- 降雪量:雪线高度与降雪量成反比
- 地形:陡坡雪线高、平坦地带雪线低;坡向
- 气候降水量(降雪量)
第8页:雪线的影响因素
- 信风造成的降水量不足影响雪线
- 雪线最高处不是位于赤道,而是20—25°S的安第斯山
- 喜马拉雅山上中国和印度、尼泊尔同纬度地区,中国侧雪线更高
第9页:积雪成冰的转化过程
积雪成冰(非水成冰)的转化过程:
- 雪花(snowflake)→ 冰晶(ice crystal):密度<0.1g/cm³,孔隙约90%
- 粒雪(firn):密度>0.4g/cm³,孔隙约50%
- 冰川冰(glacial ice):密度约0.9g/cm³,孔隙约20—30%,孔隙进一步降低至约20%
形成时间可长达数十至数百年。
第10页:冰川积累区与消融区
通常,积雪厚度达50米时,底部积雪就可转变为冰川冰;冰川冰由高向低运动,就成为冰川。
以雪线为界划分两类区域:
- 积累区(积累>消融蒸发):冰川冰量增加,冰川扩展延长
- 消融区(积累<消融蒸发):冰川冰量减少,冰川退缩
- 积累=消融蒸发:达到冰川物质平衡
第11页:冰川的研究意义
冰川的研究意义(冰雪携带有大量古气候、古环境的信息):
- 气候的变化历史(最老冰盖有100万年)
- 不同时期大气的气体成分、压实程度、干扰大气层的因素、大气层的化学成分与大气化学过程
- 人类历史以来的火山活动及其特征(一次大火山爆发,一般要1—3年、有时4—5年才能降落到南极冰雪上)
- 生物化学循环与生物进化过程;美苏核大国60年代进行的频繁核试验均被南极冰雪所记录
在南极,一般采用钻孔取冰芯的方法(在冰川流动很小的古山顶平台),辅以井槽探测。
第12页:冰盖(大陆冰川)
冰盖(大陆冰川)分布在极地和高纬度地区,范围广、厚度大、面形分布;向四周运动,可越过较大地形障碍。
图示为格陵兰岛冰盖与南极冰盖。
第13页:山岳冰川
山岳冰川分布在中低纬度的高山地带,按形态分类。
第14页:山岳冰川的类型
- 冰斗冰川:由分布在雪线以上冰川积累区洼地中的积雪逐渐形成,三面壁较陡,一面开口,常有冰坎
- 山谷冰川:从粒雪盆地或冰斗冰川中扩大、溢出,顺着山谷流动
- 复式山谷冰川:具有多个粒雪盆的山谷冰川
- 悬冰川:发育在雪线以上山坡上,悬挂着的小冰川
- 平顶冰川(高原冰川):发育在雪线之上平缓山顶的冰川,由山谷冰川向大陆冰川的过渡类型
- 山麓冰川:山谷冰川流出山口到达山麓地带汇合成更广阔的冰川,由山谷冰川向大陆冰川的过渡类型
第15页:冰斗冰川照片
冰斗冰川实地照片。
第16页:山谷冰川照片
山谷冰川实地照片。
第17页:复式山谷冰川照片
复式山谷冰川实地照片。
第18页:冰川的气候分类
- 冷冰川(大陆型冰川)
- 受西风和北冰洋气流的影响,年降水量少,雪线位置高,冰层厚度较薄,冰川长度较小,消融量少,冰川流动速度慢,冰川地质作用相对不活跃。
- 暖冰川(海洋型冰川)
- 受东南和西南季风的影响,降水充沛,冰量充足,雪线位置低,冰川长度和冰川厚度大,一年四季气温和降水量变化大,冰川消融量大,流动速度快,冰川地质作用活跃。
- 复合型冰川
- 亚洲中部发育,大型山谷冰川,从高山发源地到冰川末端可跨越几个垂直气候带,冰川的积累和消融量都较大,地质作用活跃。
第19页:冰川的运动特征
冰川冰在常压下是一种脆性物体,但是冰川下部的冰川冰在上覆冰雪的压力作用下可变成塑性体。
- 冰盖(大陆冰川):主要受侧向压力的作用使其从冰层厚的地方(中心部位)向冰层薄的地方(边缘部分)流动(挤压流)
- 山岳冰川:受重力作用从冰床高处向低处流动(重力流)
第20页:冰川运动视频
冰川运动视频演示。
第21页:冰川运动速度的影响因素
冰川的运动速度受以下因素的影响:
- 气候:暖快冷慢
- 冰川规模:大快小慢
- 冰川运动方式:滑动快,塑性慢
- 地形:陡快缓慢
- 位置:中间快,边缘慢
第22页:冰川的运动方式
- 塑性流动
- 冰川的下部冰层因在冰层压力下呈塑性状态,冰盖中部冰层厚度大在重力作用下发生塑性流动。
- 基底滑动
- 冰川底部有融水渗入时,水起润滑作用,减小摩擦。
第23页:冰裂隙照片
冰川冰裂隙照片。
第24页:冰川的刨蚀作用
冰川及所携带的岩石碎屑对冰床的破坏作用。
- 磨蚀作用
- 冰川及其冻结在内部的岩石碎块在冰川自身压力下对冰床岩石刮削、锉磨的过程。取决于冰川厚度、流动速度、冰床岩石抗磨蚀能力,由深变浅,由明显到消失。
- 挖掘作用
- 冰水渗入冰床基岩裂隙中,冻结在一起,随冰川流动被挟带走的过程。裂隙发育更有利于挖掘;冰床基底突起易被挖掘。
第25页:羊背石
羊背石:迎冰面平缓、背冰面粗糙,是冰川刨蚀作用的典型地貌形态。
第26页:刨蚀作用图片
冰川刨蚀作用相关图片。
第27页:冰川擦痕与冰溜面
冰川擦痕与冰溜面照片,展示冰川磨蚀作用留下的磨光面和刻痕。
第28页:冰斗、冰蚀谷、刃脊、角峰
冰川刨蚀作用形成的典型地貌:
第29页:冰川U型谷与河流V型谷对比
冰川U型谷与河流V型谷对比:冰川刨蚀形成宽缓的U型谷,河流侵蚀形成尖锐的V型谷。
第30页:刃脊和角峰照片
刃脊和角峰实地照片。
第31页:冰川的搬运作用
- 搬运物:冰碛物(冰川搬运和沉积的岩石碎屑),主要来源于挖掘作用产生的岩石碎块和寒冻风化作用使山上岩石破碎掉落在冰川上的碎块
- 搬运力、搬运量、搬运方式(推运、载运)
第32页:冰川的沉积作用与冰碛物特征
- 冰川沉积的产物:冰碛物
- 冰川沉积的原因:气候转暖,冰川消融和冰碛物过多,搬运过程中受阻滞留
冰碛物的特点:
- a 全是碎屑物质
- b 无分选
- c 碎屑排列杂乱
- d 不成层
- e 磨圆度差
- f 碎屑表面有磨光面和钉子形擦痕
- g 内有寒冷型生物化石
- h SEM下石英颗粒表面有碟形凹坑、贝壳断裂、平行陡坎
第33页:冰川砾石与擦痕照片
冰川砾石与擦痕照片,展示冰碛物中带磨光面和钉子形擦痕的砾石。
第34页:冰碛地形
第35页:冰碛地形照片
冰碛地形照片。
第36页:冰水的地质作用
- 冰水的来源与分布
- 冰水的沉积物(冰水河、冰水湖)
- 冰水的沉积地形(蛇丘、冰水扇及冰水平原)
第37页:地球上大规模的三大冰期
地球上大规模的三大冰期:
- 震旦纪大冰川:距今5—6亿年
- 石炭、二叠纪大冰川:距今2.8亿年,主要分布在冈瓦纳地区
- 晚新生代大冰川:距今3700万年—现在
第38页:冰川作用的影响
- 对地壳:冰压下陷,冰融回升,引起地壳的均衡调整
- 对气候:引起海平面变化
- 对地表:引起水系变化
- 对生物:喜冷者存,喜暖喜热者亡
第39页:冰川作用的原因
- 天文说
- 强调外因。太阳强幅射时地球温度升高,冰川融化;反之,降温成冰。
- 大气成分变化说
- 强调内因。CO₂含量增高时大气升温,冰川融化;反之,降温成冰。
- 洋流变化说
- 强调洋流变化对冰川进退的影响。
第40页:课件结束页
“人生如棋,我愿为卒,行动虽缓,但可曾见我后退一步!”——课件结束页。