冰川作用

冰川作用，廣義上泛指冰川的生成、運動和後退。狹義上僅指冰川運動對地殼表面的改變作用，包括冰川的侵蝕、搬運和堆積。冰川運動的前端叫冰前。供冰量大於消融量，則向前推進，反之向後推進。

基本介紹

• 中文名：冰川作用
• 外文名： Glaciation    
• 內容：成冰作用、冰川侵蝕、冰川沉積
• 冰川侵蝕內容：拔蝕作用、磨蝕作用、冰楔作用等
• 冰蝕地貌：冰斗、刃脊、角峰、冰啞等
• 包括：搬運作用、堆積作用、侵蝕作用

概述資料

冰川作用包括成冰作用、冰川侵蝕和冰川沉積3個方面。成冰作用指天然降雪→粒雪→冰川凍的變化過程中的密實化、冰晶生長和重結晶作用。是在低溫條件下通過雪層自身的壓力，排除雪晶和冰晶中的空氣，使密度增大而實現的。當雪層密度達到臨界值時便轉變為粒雪，粒雪層密度達830～840千克/立方時，便成為冰川冰。成冰作用時間的長短和氣溫成反比，和年積雪量成正比。如南極大陸沿岸，從降雪變為冰川冰，只需數十年至120年；而南極內陸高原，因年降雪量<50毫米，年均氣溫低達－50℃，成冰時間需500～1000年。但在冰面出現消融的條件下，由於有滲侵冰產生，成冰時間就很短（1年至數年）。冰川侵蝕包括冰川刨蝕（磨蝕）和挖掘。冰川體一方面有巨大的壓力（100米厚的冰體，冰床基岩所受的靜壓力為90噸/平方），一方面是運動的（運動速度與冰床坡度成正比），故挾帶岩石碎塊的冰川對冰床和谷壁有很強的侵蝕作用。對一個突起的岩丘，其迎冰面以刨蝕（磨蝕）為主，背冰面以挖掘作用為主，形成羊背石。刨蝕作用造成擦痕、刻槽和磨光面等冰蝕地貌形態，同時產生大量碎屑物質，即冰川乳或冰川粉。挖掘作用形成冰床階梯和岩坎，為冰川補充冰磧岩塊。對於冰川地貌的塑造挖掘作用大於刨蝕作用。冰川沉積作用指冰川停滯或後退時冰磧物的堆積過程。冰川流屬於塊體運動，故冰磧物與其它任何外營力搬運的沉積物明顯不同，除非經後期冰川或冰水侵蝕，冰磧地貌（如終磧壠、側磧壠、表磧丘陵、冰磧台地、底磧丘陵和平原、鼓丘等）將會保存較長時期。冰川沉積作用的強弱，與冰川類型、運動速度及挾帶岩屑的多少直接相關。海洋性冰川的運動速度快，侵蝕能力強，挾帶岩屑多，冰川沉積作用就強，冰磧地貌的規模也大；反之，大陸性冰川的沉積作用較弱，冰磧地貌的規模較小。凡有冰川作用的地區，冰川侵蝕與冰川沉積都是同時發生的，故在研究識別古冰川作用時，必須同時注意觀察冰川侵蝕地貌和冰川堆積地貌，並找出它們的內在聯繫。

冰川作用

侵蝕作用

簡介

冰川有很強的侵蝕力，大部分為機械的侵蝕作用，其侵蝕方式可分為幾種：

拔蝕作用

當冰床底部或冰斗後背的基岩，沿節理反覆凍融而鬆動，若這些鬆動的岩石和冰川凍結在一起，則當冰川運動時就把岩塊拔起帶走，這稱為拔蝕作用。經拔蝕作用後的冰川河谷其坡度曲線是崎嶇不平的，形成了梯形的坡度剖面曲線。

世界冰川分布

磨蝕作用

(2)磨蝕作用: 當冰川運動時，凍結在冰川或冰層底部的岩石碎片，因受上面冰川的壓力，對冰川底床進行削磨和刻蝕，稱為磨蝕作用。磨蝕作用可在基岩上形成帶有擦痕的磨光面，而擦痕或刻槽是冰川作用的一種良好證據，其方向可以用來指示冰川行進的方向。

冰楔作用

在岩石裂縫內所含的冰融水，經反覆凍融作用，體積時漲時縮，而造成岩層破碎，成為碎塊，或從兩側山坡墜落到冰川中向前移動。

其他

當融冰之水進入河流，其常夾有大體積之冰塊，會產生強大撞擊力破壞下游的兩岸岩石。 冰川侵蝕力的強弱受到下列因素的影響：

(1)冰層的厚度和重量。重厚者侵蝕力強。

(2)冰層移動的速度。速度大者侵蝕力強。

(3)攜帶石塊的數量。攜帶數量越多越重者，侵蝕力越強。

(4)地面岩石之粗糙或光滑。粗糙地面較易受冰川之侵蝕。

(5)底岩的性質，底岩鬆軟者較易受侵蝕。

(6)岩層之傾斜方向與冰川移動方向一致者，易遭侵蝕。

搬運作用

搬運作用(glacial transportation)

由於冰川的侵運作用所產生的大量鬆散岩屑和從山坡崩落得碎屑，會進入冰川系統，隨冰川一起運動，這些被搬運的岩屑稱為冰磧物，依據其在冰川內的不同位置，可分為不同的搬運類型：

(1)表磧：出露在冰川表面的冰磧物。

(2)內磧：夾在冰川內的冰磧物

(3)底磧：堆積在冰川谷底的冰磧物。

(4)側磧：在冰川兩側堆積的冰磧物。

(5)中磧：兩條冰川匯合後，其相鄰的側磧即合而為一，位於會合後冰川的中間稱為中磧。

冰川搬運作用

(6)終磧（尾磧）：隨冰川前進，而在冰川末端圍繞的冰磧物，稱為終磧。

(7)後退磧：由於冰川在後退的過程中，會發生局部的短暫停留，而每一次的停留就會造成一個後退磧。

(8)漂石：冰川的搬運作用，不僅能將冰磧物搬到很遠的地方，也能將巨大的岩石搬到很高的部分，這些被搬運的巨大岩塊即稱為漂石，其岩性和該地附近基岩完全不同。 冰川的搬運能力很強，但相對地，冰川的淘選能力很差。

堆積作用（glacial deposition)

基本簡介

冰川攜帶的砂石，常沿途拋出，故在冰川消融以後，不同形式搬運的物質，堆積下來便形成相應的各種冰磧物。所謂冰磧物，是指由冰川直接造成的不成層冰積物。而冰積物，就是指直接由冰川沈積的物質，或由於冰水作用的沈積物，及因為冰川作用而沈積在河流湖泊海洋中的物質。冰積物可分為不成層的冰積物和成層的冰積物兩種。

不成層的冰積物

此種冰積物是由冰川後退時所遺留的石礫所造成，因為冰融化而遺留於地面的堆積物大小不一，石塊為少帶有稜角、表面為被磨光或帶有擦痕，堆積後為不現層理，此種雜亂無層理的冰積物，常稱為冰礫土而由冰磧物所形成的冰磧地形有：

1、冰磧丘陵<基磧丘陵>：冰川消融後，原有的表磧內磧中磧都沈到冰川谷底，和底磧合稱為基磧，這些冰磧物受到冰川谷底地形的影響，堆積成坡狀起伏的丘陵，稱為冰磧丘陵。大陸冰川區的冰磧丘陵規模較大，而山谷冰川所形成的冰磧丘陵，規模要小的多。

冰川作用

2、側磧堤：是由側磧和表磧在冰川後退處共同堆積而成的，位於冰川谷兩側，成堤狀向冰川上游可一直延伸至雪線附近，而向下游常可和終磧堤相連。

3、終磧堤：終磧堤所反應出的是冰川後退時的暫時停頓階段，若冰川的補給和消融處於平衡狀態，則冰川的末端可略作停留於某一位置，這時由冰川搬運來的物質，將可在冰川尾端堆積成弧狀的堤，稱為終磧堤。大陸冰川的終磧堤高度較小，長度可達幾百公里，弧形曲率較小；反之，山谷冰川的終磧堤高度可達數百米，長度較小，弧形曲率較大。

4、鼓丘：鼓丘是由冰積物所組成的一種丘陵，約成橢圓形，長軸與水流方向一致，迎冰面是陡坡，背冰面是一緩坡，其縱剖面為不對稱的上凸形。一般認為鼓丘是由於冰川的搬運能力減弱，底磧遇到阻礙所堆積而成的。其主要分布在大陸冰川終磧堤以內的幾公里到幾十公里，常成群出現，造成鼓丘田；山谷冰川的鼓丘數量較少。

成層的冰積物

此為冰川與融冰之水共同沈積的結果，冰川所攜帶的物質受到融化後的冰水沖刷及淘洗，會依照顆粒的大小，堆積成層，形成冰水堆積物，而在冰川邊緣由冰水堆積物所組成的各種地貌，稱為冰水堆積地貌。有下列幾種類型：

1、冰水沈積、冰水扇、外沖平原: 在冰川末端的冰融水所攜帶的大量砂礫，堆積在冰川前面的山谷或平原中，就形成冰水沈積；若是在大陸冰川的末端，這類的沈積物可綿延數公里，在終磧堤的外圍堆積成扇形地，就叫冰水扇；數個冰水扇相連，就形成廣大的冰水沖積平原，又名外沖平原。在這些地形上，沈積物呈緩坡傾向下游，顆粒度亦向下游變小。

2、冰水湖、季候泥： 冰水湖是由冰融水形成的，因為冰川後退時，前面的冰積物會阻塞冰川的通路，常可以積水成湖。冰水湖有明顯的季節變化，夏季的冰融水較多，大量物質進入湖泊，一些較粗的顆粒就快速沈積，而細的顆粒還懸浮在水中，顏色較淡；而冬季的冰融水減少，一些長期懸浮的細顆粒黏土才開始沈積，顏色較深。這樣一來，在湖泊中就造成了一粗一細很容易辨認的兩層沈積物，叫做季候泥。

3、冰礫埠： 冰礫埠為有層理並經分選的細粉砂所組成的，形狀為園形或不規則的小丘。冰礫埠上部通常有一層冰磧層，冰礫埠是由於冰面上的小湖小河或停滯冰川的穴隙中的沈積物，在冰川消融後沈落到底床堆積而成，其與鼓丘不同之處，在於冰埠的形狀很不規則，且為成層狀。在大陸冰川和山谷冰川都有發育冰礫埠。

4、冰礫埠階地： 在冰川兩側，由於岩壁和側磧吸熱較多，且冰川兩側的冰面要比中間來的低，所以冰融水就匯集在這，形成冰側河流，並帶來冰水物質，等到冰水消後，這些物質就堆積在冰川谷兩側，形成冰礫埠階地，它只發育在山谷冰川中。

5、鍋穴<冰穴>： 冰水平原上常有一種園形窪地，稱為鍋穴。其形成是由於冰川耗損時，有些殘冰被孤立而埋入冰水沈積物中，等到冰融化後引起塌陷，而造成鍋穴。

6、蛇形丘： 蛇形丘是一種狹長曲折的地形，呈蛇形灣曲，兩壁陡直，丘頂狹窄，其延伸的方向大致與冰川的流向一致，主要分布在大陸冰川區。其成因主要為：（1）在冰川消融時，冰融水沿冰川裂隙滲入冰川下，在冰川底部流動，形成冰下隧道，待冰完全融解後，隧道中的砂礫就沈積而形成蛇形丘；（2）在夏季，冰融水增多，冰積物在冰川末端形成冰水三角洲，等到下一個夏季，冰川再次後退，再形成一個冰水三角洲，如此反覆不斷，一個個冰水三角洲連起來，便形成串珠狀的蛇形丘了。

反射陽光作用

冰川可以反射太陽光，冰反射陽光達80%，而海水只有20%，因此，冰川可以起到降低地球溫度的作用。

當南、北極的冰層完全融化以後，太陽照射地球的陽光會因此不再被反射回去，使海洋的水面溫度提高，會造成全球性的水暖，反過來又會加速冰川的溶解。冰川的崩塌會將底部的甲烷氣體釋放出來。這種對人體有毒害作用的氣體，對地球造成的溫室效應是二氧化碳的23倍。

所以，再次呼籲人們要愛護地球，保護環境！

過程分析

（圖）“U”字型的谷地

冰川作用之初，冰斗之間相隔一定的距離，隨著冰川作用的發展，冰斗不斷擴大，斗壁後退，相鄰的冰斗不斷靠近，最後在冰斗之間發育了象魚鰭一樣的山脊，稱為鰭脊或刃脊。如果三個或多個冰斗在同一山頭進行向源侵蝕，可形成錐形的孤立山峰稱作角峰。

冰蝕谷是由山谷冰川剝蝕而形成的寬闊、平直、橫剖面呈“U”字型的谷地。冰蝕谷一般起源於冰期前的河谷或山谷。在冰川的挖掘和銼磨作用下谷地變直並加深、加寬，谷壁變陡，谷底變平，橫剖面變為“U”字型。在谷底和谷坡的基 岩上，可能有冰擦痕和磨光面。

冰床上突起的基岩，由於冰川的磨蝕和挖掘作用，變成略微突起的一系列小丘，猶如羊群伏於地上稱作羊背石。羊背石的長軸方向與冰川流動方向一致，背流坡陡，迎流坡較緩，表面常有冰擦痕和磨光面。

冰斗由雪線附近的積雪窪地發展而成。呈圍椅狀的半圓形積雪窪地，隨著冰凍分化作用的進行，基岩迅速凍裂破碎，崩解後的岩塊隨著冰川運動而被搬走。窪地隨之被不斷拓寬、蝕深，積雪窪地便發展成為冰斗。

冰斗的高度大致標緻著古雪線的高度，根據冰斗位置的變遷，由助於了解氣候的變化。

冰蝕地貌

冰斗

為山谷冰川重要冰蝕地貌之一，形成於雪線附近，在平緩的山地或低洼處積雪最多，由於積雪的反覆凍融，造成岩石的崩解，在重力和融雪水的共同作用下，將岩石侵蝕成半碗狀或馬蹄形的窪地，典型的冰斗於是形成。冰斗的三面是陡峭岩壁，向下坡有一口，若冰川消退後，窪地水成湖，即冰斗湖。

刃脊、角峰、冰啞

若冰斗因為挖蝕和凍裂的侵蝕作用而不斷的擴大，冰斗壁後退，相鄰冰斗間的山脊逐漸被削薄而形成刀刃狀，稱為刃脊。而幾個冰斗所交匯的山峰，形狀很尖，則稱為角峰。在刃脊之間的低下鞍部處，則為冰啞。

“U”字型的谷地

削斷山嘴、U型谷、石窪地

當山谷冰川自高地向低處移動，山嘴被削平成三角形，稱為削斷山嘴。又因為冰川谷的橫剖面形狀如U字形，故稱U型谷。U型谷兩側有明顯的谷肩，谷肩以下的谷壁較平直，底部寬而平，若是在冰川谷的底部，因冰川的挖蝕，而造成向下低凹的水坑，石地。

峽灣

在高緯度地區，冰川常能伸入海洋，在岸邊侵蝕成一些很深的U型谷，當冰退以後，海水可以沿谷進入很遠，原來的冰谷便成峽灣。

懸谷

懸谷的形成是來自於冰川侵蝕力的差異，主冰川因冰層厚、下蝕力強，故U型谷較深；而支冰川因為冰層薄、下蝕力弱，故U型谷較淺。因為在支冰川和主冰川的交匯之處，常有冰川底高低的懸殊，當支冰川的冰進入主冰川時必為懸掛下墜成瀑布狀，稱之為懸谷。

羊背石

為冰川基床上的種侵蝕地形，是由基岩組成的小丘，常成群分布，遠望如匍匐的羊群，故稱為羊背石。其平面為橢圓型，長軸方向與冰流動方向一致，向冰川上遊方向的一坡由於冰川的磨蝕作用，坡面較平，坡度較緩，並有許多擦痕；而在另一側，受冰川的挖蝕作用，坡面坎坷不平，坡度也較陡。羊背石的形成，是由於岩層是軟硬相間的排列，當侵蝕、風化的作用查行時，軟的岩層會被侵蝕的較多較深；而硬的岩石抵抗侵蝕、風化的能力較強，所以在侵蝕、風化後，硬的岩層會較軟的岩層高，形隆起的橢圓地形，一面受磨蝕、一面受挖蝕。

冰川的積累和消融

冰川磨光面、冰川擦痕

在羊背石上或U型穀穀壁及在大漂礫上，常因冰川的作用而形成磨光面，當冰川搬運物是砂和粉砂時，在較緻密的岩石上，磨光面更為發達；若冰川搬運物為礫石，則在谷壁上刻蝕成條痕或刻槽，稱之為冰川擦痕，擦痕的一端粗，另一端細，粗的一端指向上游。