冰川沉积物的特点,冰川沉积物和冰水沉积物的区别( 四 )


(2)结构特征
冰碛物虽然以角砾为主,但其粒度变化范围很大,从巨砾到粘土的各个级别粒径的碎屑都有,是粒径大小不等的碎屑混杂堆积 。对冰碛物样品粒径64mm(- 3Φ)以下的粒度分析表明,多数冰碛物的粒度累积曲线呈宽 “S”形,其频率曲线为双峰型或不明显的多峰型(图 6-10),高峰值多处在粒径 4 ~5Φ 范围内,属粗粉砂,系冰川磨蚀作用的结果 。虽然泥石流堆积物的粒度频率曲线也呈双峰或多峰型,但 4 ~5Φ 区间的曲线为谷值区(图6-10) 。因此,粒度频率曲线是鉴定冰碛物的主要标志之一 。依据图解并按照福克-沃德公式计算得到的冰碛物标准差大于 3Φ,属分选性差及极差 。不同类型的冰川形成的冰碛物分选性有所不同,山岳冰川冰碛物的分选性较大陆冰川差 。
总体而言,冰碛砾石的磨圆差,以棱角、次棱角状的砾石为主,很少见到圆的砾石,但不同成因的冰碛物其磨圆不同 。表碛和内碛,在其搬运过程中砾石之间很少碰撞和磨蚀,由它们堆积形成的冰碛物磨圆差,砾石几乎没有磨圆; 滞碛和底碛砾石可能发生与冰床的磨擦,有时砾石的棱、角具有一定的磨蚀 。在研究冰碛砾石的磨圆时也应注意,由于一些冰碛物受到后来的流水改造以及风化作用,冰碛砾石也呈一定的圆性 。另外,如果冰川改造了早期的河流沉积物或冰水沉积物,也可把一些磨圆的砾石卷入,使冰碛物含有圆的砾石 。
冰碛砾石的形状除受冰川剥蚀作用和搬运过程特点影响外,还受基岩的性质影响 。如果物源为板岩、页岩,冰碛砾石一般以扁平状为主; 若为花岗岩、闪长岩,由于发育三组原生节理,砾石以等轴状的立方体为主; 若为玄武岩,由于发育柱状节理,砾石常呈柱状或菱形体 。位于冰川底部或边部的砾石在搬运过程中,与冰床基岩发生摩擦作用,使其一面受到磨蚀而变平,若被磨蚀的砾石发生转动,又可磨蚀另一个面,因此在冰碛砾石中可见到比较奇特的熨斗状、五角状或三角状砾石 。有些冰碛砾石在冰川中相互挤压,在其表面形成压坑 。
冰碛砾石在搬运过程中,砾石之间相互或与基岩发生摩擦,在其表面可形成摩擦或刻划的痕迹,称冰川擦痕,发育冰川擦痕的砾石称冰川条痕石 。条痕石上的冰川擦痕粗细不等,有的只能借助放大镜才能看清,其形态为细而较深的长条状,两端深浅不等,横断面对称 。擦痕的延伸方向大致平行冰川的运动方向 。
如果冰川中的岩石碎屑在搬运过程中与冰床基岩发生强烈的摩擦,可形成很光滑的磨蚀面,称磨光面 。在磨光面上也常发育细小的擦痕和三角形刻痕 。
图 6-11 冰碛物剖面结构(引自曹伯勋等,1995; 据 Flint,1972,修改)
(3)构造特征
由于冰碛物形成的特殊性,一般来说它不具有层理构造,如终碛、岸碛等都是角砾石的杂乱堆积 。但在一些特殊情况下,也可形成一些弱的层理构造 。在底碛或基碛中,由于冰川的压力作用,形成压实程度不同和固结程度不同的冰碛物表现出似层理构造; 在基碛的剖面上,下部为滞碛,上面覆盖融出碛,形成不同特征的冰碛物在垂向上的叠置关系(图 6-11),显示出成层性另外,在冰碛物中所夹的冰水沉积物可发育层理; 在冰舌前端,由于岩石碎屑或整个碎屑层顺坡滑动与滚动,也可形成向外倾斜的层理 。
(4)石英砂表面形态特征
石英砂表面形态特征需在扫描电子显微镜下观察 。经冰川的压碎和碾磨作用,形成棱角状外形的冰川石英砂,其表面还可形成一些特殊的结构,常见的结构有贝壳状断口、平整破裂面或翻卷薄片; 一组平行破裂面构成的一系列 “阶梯”,有的破裂面因压力过大而扭曲变形; 因碾磨作用形成圆形的刻蚀 “坑”、“槽”或 “痕” 。这些形貌是鉴定石英砂冰川成因的重要标志 。
图 6-12 冰川堆积地貌组合图(据 A. 彭克,1936)
4. 冰川堆积地貌
冰川堆积地貌,根据地貌的形态和位置,可分成以下几类(图 6-12) 。
终碛堤(end moraine bar)又称前碛堤(frontalmoraine bar),是在冰川的前缘(冰舌)由堆积形成的终碛构成的长垄形弧状地形(图 6-12) 。终碛堤在平面上为弧形,弧顶指向与冰川运动方向一致,弧内的界线就是冰舌的位置; 一般大陆冰川形成的终碛堤弧度较小,而山岳冰川形成的终碛堤弧度较大 。在剖面上,终碛堤的弧内和弧外坡度不对称,弧内坡度陡,而弧外坡度较缓,并与冰水扇相连(图 6-12) 。终碛堤的规模差别很大,大陆冰川形成的终碛堤规模大,长可达几十千米或几百千米,而山岳冰川形成的终碛堤规模小,但比较高,如我国玉龙雪山干海子终碛堤高 150m,长 5 ~6km 。当冰舌后退时,多个终碛堤完整地平行排列,越是外侧的终碛堤,其时代越早(图 6-13) 。如果冰舌前进,冰川将破坏早期形成的终碛堤,但还可保留一些早期终碛堤的残丘 。终碛堤是记录冰川活动的很好证据,有几道终碛堤,至少可以表明冰舌的位置发生了几次变化和稳定,也指示了几次气候变迁 。

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