第二节 冰川地貌

一、冰蚀作用与冰蚀地貌

（一）冰蚀作用

冰川对地表具有很大的侵蚀破坏能力。冰蚀作用包括挖蚀作用和磨蚀作用。它与冰川作用其他自然因素的结合，塑造了多种多样的冰蚀地貌类型。冰川的挖蚀作用，主要因冰川自身的重量和冰体的运动，致使底床基岩

破碎，冰雪融水渗入节理裂隙，时冻时融，从而使裂隙扩大，岩体不断破碎， 冰川就像铁犁铲土一样，把松动的石块挖起带走。在基岩凸起的背流面和裂隙发育的地方，挖蚀作用表现明显（图 6-6）。它形成的冰碛物比较粗大， 大陆冰川作用区的大量漂砾，一般是冰川挖蚀作用的产物。

冰川的磨蚀作用，是由冰川对冰床产生的巨大压力所引起的。如冰川厚度为 100 米时，每平方米的冰床上将受到 90 吨左右的垂直静压力。通过冰川的运动，就可促使底部石块压碎；压碎了的岩屑冻结于冰川的底部，成为冰川对冰床进行刮削、锉磨的工具，从而造成一些粒级较细的冰碛物，以粉砂、粘土为主。当冰川运动受到阻碍或遇到冰阶时，磨蚀作用表现更为突出，产生了基岩或砾石表面的磨光面。在磨光面上，常带有冰川擦痕。冰川擦痕宽、深一般只有数毫米，长短不等，多呈钉头形，有时亦可弯曲或呈弧状。冰川擦痕与冰川运动方向平行，基岩或砾石磨光面上的几组交切擦痕，表明了冰川流动方向的改变，或因被冰川挟带砾石方位的转动所致。在磨光面上，还可出现有成串的新月形裂口、新月形裂纹和月牙形凿口（图 6－7），它们是冰川冰沿冰床作断续的粘—滑运动（颤动）的结果。

冰蚀作用有人估计可超过河流侵蚀作用的 10～20 倍。估计斯堪的纳维亚半岛在大冰期中平均被挖蚀去 25 米厚的岩层，岩屑总量可以填平现在的波罗的海和它周围的一切湖泊。号称“千湖之国”的芬兰境内的湖泊，就是由大陆冰川挖掘地面形成的。北美的五大湖也是如此。

（二）冰蚀地貌

冰蚀地貌最典型的有冰斗、冰川谷（U 形谷）、羊背石等。1.冰斗、刃脊和角峰。

在冰川作用的山地中，冰斗是分布最普遍、明显的一种冰蚀地貌。冰斗三面为陡壁所围，朝向坡下的一面有个开口，外形呈围椅状。即冰斗是由冰斗壁、盆底和冰斗出口处的冰坎（冰斗槛）所组成。当冰斗进一步扩展，或谷地源头数个冰头汇合时，冰坎往往不明显或消失，这种复式大冰斗叫围谷， 或称冰窖。当冰川消退后，冰斗底部往往积水产生冰斗湖。

冰斗形成于雪线附近的积雪凹地。随着温度的季节和昼夜变化，使得积雪凹地的冰雪也跟着融化与冻结。温度升高时，冰雪融水渗入凹地底部或岩壁的裂隙中去；温度降低时，融水又冻结成冰，因体积膨胀而扩大了岩石的裂隙。在这种融冻作用的反复进行下，积雪凹地周壁岩石不断崩解破碎。崩落的碎屑物质通过融冻泥流向下缓慢移动，促使凹地不断扩大，从而形成雪蚀凹地或冰斗的雏形。当雪蚀凹地中的冰雪积累量不断增加，形成冰川冰时，

后壁在挖蚀作用下不断后退变陡，凹地相应拓宽；而底部则在挖蚀—磨蚀作用下，进一步刷深，使其出口处形成相对高起而坡向相反的冰坎。这样，就形成了具有三面陡壁、中间深陷的围椅状典型冰斗地貌。关于冰斗的形成机制，还提出了一种“旋转滑动”的理论。这个理论认为，冰斗冰川粒雪线以下的消融区，夏天因强烈消融而出现负平衡，粒雪线以上的积累区却因冬季的积累而出现正平衡，冰川为了保持均衡，乃发生沿冰床的旋转滑动，基本原理见图 6－8。显然，只有暖冰川才能作旋转滑动。为了鉴别冰斗的真假及其发育的完善程度，好些人曾用不同方法去研究冰斗的纵剖面，德比希尔

（E.Derbyshire，1976）用了平

坦指数的概念（F = a

2c

）计算，其计算方法见图6－9。据他研究，真正冰川

塑造的冰斗平坦指数小，为 1.7～5，雪蚀洼地平坦指数为 4.25～11，缺少岩盆为其特点。

由于冰斗多发育于雪线附近，因此冰斗具有指示雪线的意义，即可以根据古冰斗底部的高度来推断当时雪线的位置。因而，古冰斗在冰川地貌学上就成了一种特殊的“化石”。

当山岭两坡发育了冰斗，随着冰斗的进一步扩大，斗壁后退，岭脊不断变窄，最后形成刀刃状的锯齿形山脊，称为刃脊。由三个以上的冰斗发展所夹峙的尖锐山峰，叫做角峰。如珠穆朗玛峰，外形呈巨大的金字塔形。

1. 冰川谷和峡湾。

冰川谷又称 U 形谷或槽谷，它的前身大部分是山地上升前的河谷，以后由冰川切割 V 形河谷而成，但两者的地貌特征却显然不同。所有槽谷都有一个落差很大的槽谷头，就像河流溯源侵蚀的裂点一样，但其形成原因则是在于那里冰川最厚，底部剪切应力大，处于压融点状态，冰川冰可塑性强，侵蚀力强。冰川槽谷的横剖面特征是作悬链状，可以用抛物线公式 y=ax^b 来表示（a 是系数，x 是谷壁上任何一点到谷底中心的水平距离，b 为指数），发育最完好的冰川槽谷 b 接近于 2。冰川槽谷横剖面之所以要采取抛物线形状， 是因为这是排泄冰量的最有效的几何图形。另外，山区冰期前的 V 形河谷在充满了冰之后，由于冰川流速的分布在横剖面上近似于同心圆，与流速较快的冰接触的地方（图 6-10 中短线表示的地段）将首先被快速侵蚀，V 形谷最后被改造成 U 形谷（图 6—10 中虚线部分），其与原来 V 形谷的接界处则显示为槽谷肩（图 6—10 上的 S）。

槽谷在纵剖面上常呈阶梯状下降，每一阶梯均由前方高起的岩坎和后方冰蚀盆组成，冰阶与冰阶之间每由陡壁分开（图 6－11）。这种阶梯状形态是冰川作用选择性侵蚀的结果，选择性侵蚀与冰床各段岩性、构造的差异， 以及原始谷底的起伏有关。构造运动和地形切割强烈的山区，冰川谷容易产生阶梯状纵剖面。

在平面图上，槽谷的显著特征是它的贯通性，冰期前的山咀大多数被削平，因而十分顺直；同时冰川谷平面上是上游宽下游窄，因上游冰量大，侵蚀强，下游冰蚀弱。

此外，在主、支冰川汇流处，常因冰量不同而引起了侵蚀强度的差别。

主冰川比支冰川厚度大，侵蚀力强，槽谷深度也大，当冰川衰退后，支冰川槽谷就高挂在主冰川槽谷的谷坡上，形成悬谷。它高出主冰川槽谷底数十米至数百米不等。

峡湾分布在高纬度沿海地区，这里沿冰期前河谷发育的山谷冰川，其下游入海后仍有较强的侵蚀能力，继续刷深、拓宽冰床；冰期后，受海浸影响， 形成两侧平直、崖壁峭拔、谷底宽阔、深度很大的海湾，称为峡湾或峡江。挪威海岸有一个峡湾长达 220 千米，南美巴塔哥尼亚海岸的峡湾深度达 1288 米。

1. 羊背石与鲸背石。

羊背石是冰床上由冰蚀作用形成的石质小丘，常成群分布，远望犹如匍匐的羊群，故称羊背石。羊背石平面上呈椭圆形，剖面形态两坡不对称；迎冰流面以磨蚀作用为主，坡度平缓作流线形，表面留下许多擦痕刻槽、磨光面等痕迹；背流面则在冻融风化和冰川挖蚀作用下，形成表面坎坷不平作锯齿状的陡坡（图 6－12）。有时能见到大的羊背石上叠加小的羊背石成为复合羊背石。羊背石是冰川磨蚀作用与挖蚀（拔蚀）作用共同造成的，说明冰下水层并不很发育。

鲸背石是迎冰面与背冰面均作流线型，挖蚀作用基本不存在，说明冰底滑动应以水层滑动为主，是更暖而冰下多水的条件下形成的冰蚀丘陵。羊背石在一般山地冰川的冰床上均易于出现，鲸背石则多属大陆冰盖下的产物， 但山地冰川也有出现，如天山博格达峰区古班博格多河口上源。羊背石和鲸背石的长轴方向，与冰川运动方向平行，因而可以指示冰川运动的方向。