6-第六章-冻土地貌

主要内容冻土冻土地貌冻土地貌的发育第六章冻土地貌冻土：极地、亚极地地区和中低纬度的高山、高原地区，在较强的大陆性气候条件下，气温极地，降水量很少，地表没有积雪，形成0℃或0℃以下并含有冰的冻结土层，称为冻土。冻土地貌：在多年冻土区，地下土层常年冻结，地表发生季节性的冻融作用所形成的地貌；在冰川边缘地区也能形成一些冻融作用的地貌，所以冻土地貌也称为冰缘地貌。第六章冻土地貌第一节冻土地貌昆仑山冻土地貌第一节冻土一、冻土的分布二、冻土的厚度三、冻土的结构四、冻土的热状态五、冻土的成因第一节冻土一、冻土的分布世界上冻土总面积约为3500万平方千米，占地球全部面积的25％。北半球冻土分布面积较大，俄罗斯和加拿大是冻土分布最广的国家；我国多年冻土分布在东北北部地区、西北高山区及青藏高原地区，面积约为215万平方千米，占全国陆地面积的22.3百份；★青藏铁路格尔木至拉萨段,穿越戈壁荒漠、沼泽湿地和雪山草原,全线总里程达1142km★青藏铁路铁路穿越多年连续冻土里程达550km★青藏铁路冻土地段时速将达到100km,非冻土地段达到120km,这是目前火车在世界高原冻土铁路上的最高时速★全长1686m的昆仑山隧道,是世界最长的高原冻土隧道★海拔4905m的风火山隧道,是世界海拔最高的冻土隧道第一节冻土第一节冻土•二、冻土的厚度多年冻土区的冻土分上下两层，上层每年夏季融化，冬季冻结，叫活动层；下层常年处在冻结状态，叫永冻层；中、低纬度的高山、高原地区，多年冻土的厚度主要受海拔控制；同一纬度和同一高度的冻土厚度与其所处的自然地理条件有关；第一节冻土•二、冻土的厚度①气候的影响•大陆性半干旱气候、温暖湿润海洋性气候②岩性的影响•砂岩、粘土、泥炭③坡向和坡度的影响•坡向和坡度直接影响地表接受太阳辐射的热量④植被和雪盖的影响第一节冻土第一节冻土第一节冻土•三、冻土的结构冻土地区气温低，土层冻结，降水少，流水、风力和溶蚀等外力作用都不显著，冻融作用则成为冻土地貌发育的最活跃因素。随着冻土区温度周期性地发生正负变化，冻土层中水分相应地出现相变与迁移，导致岩石的破坏，沉积物受到分选和干扰，冻土层发生变形，产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程，称为冻融作用。第一节冻土•三、冻土的结构•在冻土地区的岩层或土层中，存在着大小不等的裂隙和孔隙，它们常被水分充填，随着冬季和夜晚气温的下降，水分逐渐冻结、膨胀，对围岩起着很大的破坏，使裂隙不断扩大。至夏季或白昼因温度上升，冰体融化，地表水可再度乘隙注入。这种因温度周期性变化而引起的冻结与融化过程交替出现，造成地面土(岩)层破碎松解，这种作用称为冻融风化。第一节冻土•三、冻土的结构•冻融风化不仅造成地面物质的松动崩解，形成了冻土地区大量的碎屑物质，而且在沉积物或岩体中还能产生冰楔、土楔等冰缘现象。•由于地表水周期性地注入到裂隙中再冻结，使裂隙不断扩大并为冰体填充，形成了上宽下窄的楔形脉冰，称为冰楔。•当冰楔内的脉冰融化后，裂隙周围的沙土充填于楔内，形成沙楔。沙楔也可能是地面冻裂以后，没有形成脉冰，砂土就直接填充在裂隙中。冻土的结构多年冻土分为两层:上层是夏融冬冻或是昼夜融冻的活动层,下层是多年冻结不融的永冻层.活动层的厚度随纬度和高度的增大而减小,它的冻融深度与每年冬夏季节的温度有关.第一节冻土•三、冻土的结构•冻融扰动一般发生在多年冻土的活动层内。当活动层于每年冬季自地表向下冻结时，由于底部永冻层起阻挡作用，结果使其中间尚未冻结的融土层(含水土层)，在上下方冻结层的挤压作用下，发生塑性变形，形成各种大小不一，形状各异的融冻褶皱，又称冰卷泥。第一节冻土第一节冻土•三、冻土的结构•冻融泥流是冻土地区最重要的物质运移和地貌作用过程之一。•一般发生在数度至十余度的斜坡上。当冻土层上部解冻时，融水使主要由细粒土组成的表层物质，达到饱和或过饱和状态，从而使上层土层具有一定的可塑性，在重力的作用下，沿着融冻界面向下缓慢移动，形成融冻泥流，年平均流速一般不足1米。第一节冻土•四、冻土的热状态多年冻土的热状态是由地热自然增温和气候的影响而变化的第一节冻土•五、冻土的成因冻土的演化，主要受温度的控制。地表现存的多年冻土，大部分形成于第四纪冰期时。随着冰后期气温的上升，全世界多年冻土具有退化的总趋势。由于冻土的退化，因而引起了各地冻土地貌类型、规模的显著变化。第二节冻土地貌•一、石海、石河和石冰川1.石海在平坦的基岩山顶或和缓的山坡上，铺满了冻融风化作用而崩解的巨大砾石，形成了由砾石组成的地面，称为石海。岩屑坡第二节冻土地貌2.石河•石河发育在多年冻土区具有一定坡度的凹地或谷地里。它是由充填谷地的冻融风化碎屑物，在重力作用下，石块沿着湿润的碎屑下垫面或多年冻结层顶面，徐徐向下运动而成。3.石冰川•当冰川退缩后，聚集在冰斗和冰川槽谷中的冰碛物，在冻融作用下顺谷地下移，形成石冰川。第二节冻土地貌•二、多边形构造土构造土是多年冻土区广泛分布的微地貌.由松散沉积物组成的地表、因冻裂作用和冻融分选作用而形成网格式地面.每一单个网眼都呈近似对称的几何形态,如环形,多边形.。第二节冻土地貌1.冰楔•在多年冻土区，地表水周期注入到裂隙中在冻结，是裂隙不断扩大并为冰体充填，剖面成为楔状，称为冰楔；第二节冻土地貌1.冰楔•形成条件：①有深入到永冻层中的裂隙，并为脉状所充填；②冰楔的围岩是可塑性的，水在裂隙中才能冻结、膨胀，围岩不断受挤压变形，冰楔不断展宽；③需要严寒的气候条件，年平均温度一般为-6~-3℃；第二节冻土地貌•二、多边形构造土•冰楔类型（与围岩形成时间关系）后生冰楔：冰楔形成于其围岩沉积层堆积之后；同生冰楔：冰楔与围岩沉积物同时形成；2.砂楔（古冰楔）和冰楔的情况相似,但裂隙中充填的不是冰,而是松散的砂土,称为砂楔.砂楔可从冰楔演变而来,当冰楔内的冰融化后,砂土充填楔内,成为冰楔假型.冰楔、砂楔在地表平面上呈多边形,故称为多边形构造土.瓜洲城西末次冰期砂楔第二节冻土地貌•三、石环、石圈和石带1.石环：指以细粒土或碎石为中心，边缘为粗粒所围绕的石质多边形土。石质多边形土的形成，主要是松散堆积物在冻融作用的反复进行下发生垂直分选所致。2.石圈：斜坡上发育的石环，在重力作用下形成椭圆形，它的前端由大石块构成石堤，这种石环又叫石圈；3.石带：在较陡的山坡上，石圈前端常分开，经冻融分选的最大岩块，集中在纵长延伸的裂隙中，形成石带；第二节冻土地貌石环第二节冻土地貌昆仑山地区石环石环在冻土层的上层活层内,饱含水分的沉积物,经频繁的冻融交替作用,发生的物质分夏季解冰的深度异过程的结果.垂直方向上的分异作用使土层中的粗粒物质集中到地表,水平方向上的分异作用使粗粒由圆中心移到周围.如果地表上每个石环彼此相连,就组成石多边形,许多石多边形结合在一起,组成多边形网状土.第二节冻土地貌•四、冰核丘•冻土层中常夹有未冻结层，未冻结层中的水分在地下慢慢凝结成冰体，使地面膨胀隆起，形成冰核丘；第二节冻土地貌•五、土溜阶坎•当融冰时地表过湿的松散沉积物沿坡向下流动，前端常成一陡坎，叫土溜阶坎。为多年冻土区坡地上的一种地貌现象。土溜的流动速度缓慢,一般小于1m/a.•六、热融塌陷洼地•热融沉陷地貌——是指冻土地区的平原或高原，因自然因素（气候转暖）、人为作用（开荒、工程建设等）造成地下冰融化而产生沉陷，形成的沉陷漏斗、浅洼地、沉陷盆地等地貌。•热喀斯特洼地：由于气候周期性的转暖,或人为开荒、伐树等原因,使永冻土层上部温度升高,地下冰融化,引起地面塌陷形成的洼地,称为热喀斯特洼地.洼地内常积水成湖.有些大的冰核丘,因气候转暖,冰核融化,也可形成洼地或湖泊.第二节冻土地貌•六、热融塌陷洼地•融冻泥流阶地：是融冻泥流在向下蠕动途中，遇到障碍或坡度变缓时而产生的台阶状堆积地貌。•热融滑坡：在冻土地带的山地缓坡区，因为热融作用使局部土体产生的快速滑动形成的滑坡。第二节冻土地貌热融滑塌边案热融滑塌第二节冻土地貌冻融泥流热融湖塘第三节冻土地貌的发育•一、冻土地貌发育的时间差异①范围缩小；②高度变高；③冻土地貌的类型和规模发生变化；•二、冻土地貌发育的空间差异冻土地貌的发育不仅需要一定的低温，还与一定湿度有关；第三节冻土地貌的发育•三、冻土地貌的组合在基岩裸露的山顶、山坡以冻裂作用为主，常形成石海和石冰川；在松散碎屑覆盖的斜坡上可形成土溜阶坎；在地势平坦、松散沉积较厚的谷地、盆地和湖岸，则往往形成许多冰楔、石环和多边形构造土；复习题1.名词解释：冻土、冻土地貌、冰楔、石环；2.影响冻土厚度的因素有哪些？3.冻土地貌的类型？