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太白山冰川地质景观

太白山

一、冰蚀地貌

约200-300万年前,地球进入了第四纪冰川时期,这一冰川期直到1-2万年前才结束,正是我们所熟知的“冰河世纪”。在第四纪冰期最寒冷的时候,地球上32%的陆地都被冰雪常年覆盖,大量淡水以冰的形式被留在大陆,导致海平面下降130米。太白山地区海拔较高,气候寒冷,在第四纪冰期的时候也曾被冰川覆盖,数百万年的冰川运动和更替,对太白山地区的地形产生了极大的影响。冰川期结束后,岩床露出,冰川的运动痕迹得以展现。

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1.冰蚀槽谷

冰川期也并非持续稳定的寒冷,仍有冷热的交替。当温度升高时,冰川开始部分消融,结构变得不太稳定,破碎的冰山在重力的作用下移动,将岩床磨出一条条巨大的U型槽谷,我们将这种过程称为冰川的磨蚀作用。同时在相对温暖的时期,水也会侵入岩床,结冰后体积膨胀,反复冻融之后使岩石松动,并随着冰川的移动将之搬离,这一过程被称为冰川的拔蚀作用。冰蚀槽谷的形成,是这两个过程综合作用的结果。

太白山区域的冰蚀槽谷,主要有拔仙台附近的大爷海槽谷、三宫殿槽谷、二爷海—三清池槽谷,以及佛爷池槽谷、红河谷槽谷、跑马梁至太白梁两侧分布的鞍状槽谷等。

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2.冰斗

冰斗是一种三面环以峭壁、呈半圆状、剧场状或圆椅形的洼地地貌,易形成于地形平缓、地质结构相对疏松区域,主要由冰川的拔蚀作用形成——冰川自身重量大,加上冰体的运动,使得山坡平缓处或浅洼地区岩石破碎并搬运。冰川消退后,冰斗内往往积水成湖,叫冰斗湖。太白山最引人注目的一道风景就是位于太白山拔仙台北侧的冰斗湖—大爷海。大爷海是第四纪冰川的产物,形成于六七万年以前,是内地海拔最高的高山湖泊。

除了大爷海以外,太白山区域比较典型的冰斗湖还包括二爷海、三爷海和玉皇池等。另外在跑马梁两侧、鳌山北坡、黄柏塬北部等地亦有冰斗分布。

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3.刃脊和角峰

角峰是由冰斗围成的山峰。在重力的作用下,冰斗不断向下滑移,数个冰斗所围的山峰便形成了金字塔状的尖峰。角峰周围通常是凹形陡坡,顶峰突出成尖角。著名的珠穆朗玛峰就属于角峰。

在冰川侵蚀地表的过程中,两个背靠背的冰斗或冰川槽谷之间常常会形成的刀刃状的山脊,被称之为刃脊。

以太白山主峰拔仙台为中心,分布于海拔3500米以上的角峰和刃脊,尖峭突兀,其中拔仙台角峰及其东南延伸的刃脊较为典型。它的东北坡陡峭,雪崩槽、物理风化及重力作用形成的石河非常发达;西南坡较缓,崩塌的块石遍布山坡。

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然而,并非所有的角峰和刃脊都是如上所述的规则形态。太白山部分角峰呈现残破状,如东跑马梁文公庙与大爷海槽谷之间的角峰、佛爷池源头的小角峰;有的刃脊呈浑圆状,如三爷海至玉皇池之间的西侧刃脊;有的刃脊一坡平滑而另一坡呈陡崖状,如三宫殿槽谷北侧刃脊。

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上述形态不尽相同的角峰和刃脊,既与冰川期时冰川作用的强弱有关,又与冰后期其他自然力的作用有关。太白山区域的刃脊和角峰的共同特点是都正在自然风化的作用下崩解,原形日益破坏。遍布的石块、岩屑坡,表明冰期时角峰、刃脊,形态在冰后期已经发生了很大变化。其它角峰、刃脊在太白梁、西跑马梁、鳌山的东侧都有分布;更早期的角峰和刃脊由平安寺至文公庙之间也有保存。

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二、冰碛地貌

冰川堆积物,是又冰川运动中侵蚀岩床获得的石块等物质,在冰川消融过程中逐渐沉积下来形成的松散堆积物,通常被称为冰碛,而这种有冰碛形成的各种地貌被称为冰碛地貌,是辨认古冰川作用的重要遗迹之一,与太白山顶部冰蚀地貌交错分布的冰碛地貌,主要有底碛、终碛、侧碛以及冰川漂砾等。

底碛:冰川底部的沉积物(即冰碛),经冰川拔蚀、磨蚀作用破坏冰床产生的岩石碎屑物质。

终碛:冰川末端的冰碛,当冰川的补给消融平衡之时,冰川末端的位置则比较稳定,冰川携带物将不断运至末端,堆积形成垄岗状或堤状的冰碛,该地形成作为古冰川停滞位置的重要标志。

侧碛:侧碛是冰舌两旁沉积物不断由冰面滚落到冰川与山坡之间堆积起来的,有一部分则是山坡上的碎屑滚落到冰川边缘堆积而成的。冰川退缩后,在原山岳冰川两侧形成条状高地,即侧碛堤。

冰川漂砾:由冰川搬运到很远很高地方的巨大冰碛砾石。

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1、终碛垄

(1)三清池终碛垄

三清池终碛垄位于二爷海——三清池槽谷的末端,高度约80—100米,海拔3000米左右,为一向南凸出的弧形垄状山岗,迎冰坡较缓,与底碛和侧碛以及后期的冰缘、暴流堆积物相衔接,前坡较陡,约30—50度。该终碛垄总长度约310—350米,由粗棱角的冰碛块石组成,主要成分为大白花岗岩,其中亦混杂大量的岩石碎屑、砂、亚砂土。

太白山冰川消融之后,由于自然风化、水流及风沙作用,现三清池终碛垄顶部覆盖有1——2米厚的黄土,其上植物生长,主要植被为冷杉和落叶松林。终碛垄的右侧被流水常年侵蚀切割,形成V型谷地。

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(2)大爷海终碛垄

位于大爷海槽谷的尾端,海拔约3000米处,呈现为残存的马鞍形垄岗。由花岗岩漂砾、冰碛、砂砾组成。西侧保存较好,东侧被因重力崩塌的岩块压覆。相对高度10——15米前坡坡度较陡,为22——27度,迎冰坡度较缓,约10度左右。该终碛垄被后期的溪流切割,形成小V形谷地,前端突然转变为三岔峡峡谷。该终碛垄是大爷海冰川下伸的终点。与终碛垄相衔接的侧碛堤呈断续状,且被冰缘作用形成的块石堆覆,形成不甚清楚。

三岔峡:大爷海槽谷尾端延伸出的峡谷,主体呈南北走向,分为东峡、南海沟峡、西峡,故名三岔峡。峡长约18公里,峡内喀斯特地貌发育丰富。

(3)佛爷池终碛垄

位于佛爷池槽谷的尾端,海拔3100米左右,相对高度约40—50米,呈弧形。前坡较后坡(迎冰坡)陡,重力作用使其上的岩块不断发生坠落现象。

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2、退碛垄

玉皇池退碛垄

位于玉皇池的前缘,海拔3370米左右。与三清池终碛垄位于一条槽谷中,高出三清池终碛垄约300米,但规模较小,相对高度为5——30米,东侧较高,堆叠于基岩岩坎之上,西侧相对低缓。该处岩坎与冰碛物共存,表明冰蚀作用在前,冰川堆积作用随后的交替过程。在高出东侧退碛垄顶端约30——40米的谷坡处,发现残存的冰碛物,在结构、成分和颜色以及风化程度诸多方面与沿槽谷向下的玉皇池破庙背后的冰碛物非常类似。据此推测玉皇池退碛垄的原始形态较目前高大,后被冰水冲毁,致使同期的退碛垄堆积物在左右两侧谷坡分布高度相差数十米。玉皇池退碛垄是冰川消退阶段冰舌停顿过程中形成的。

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3、侧碛堤

太白山保存较好的侧碛堤有两条,一条分布于二爷海——三清池槽谷中,其前端与三清池终碛垄相接,以阶地的形式分布于槽谷西侧,高出底碛数米至十余米,长达数百米,在三清池破庙的北侧约0.5公里处。侧碛堤保留有反倾坡,易于与其它形式的阶地相区别。主要由大小花岗岩砾石、漂砾和粗砂及亚砂土组成,呈淡黄和微棕黄色。该侧碛堤由三清池终碛垄内侧上缘一直延伸到玉皇池下方的乱石滩,呈长岗状分布。

另一条侧碛堤分布于三宫殿下槽谷南侧,南依下槽谷边坡,北面隔一小沟与三宫殿下槽谷中高达50——60米的羊背石相对峙。侧碛堤呈东西方向延展,长约150米左右,前接雪蚀槽中的冰水扇,相对高度约30——40米。由棱角状的花岗岩碎砾、岩屑、粗细砂和巨砾组成。

雪蚀槽:冰缘气候条件下积雪场频繁的消融和冻胀、积雪运动而侵蚀形成的槽谷。

冰水扇:冰川川融水冲积形成的善形堆积体。

羊背石:冰川槽谷中部突起的基岩小丘,冰川在上面移动形成光滑的磨蚀面,常与石质洼地、湖盆相伴分布,匍匐于地表,犹如羊伏在地面一样,故称羊背石。

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4、其他冰碛堆积

分布在各槽谷的底部和边坡的大量岩块,除了冰后期的冰缘寒冻风化和重力作用形成的石海、石河、倒石堆(沿斜坡崩塌的物体在坡度较缓的地带,堆积成的锥形体)外,槽谷底部的块石大部分属于冰川滞碛(位于冰川底部因受高压而形成的冰碛,多因冰碛运动受阻而停滞,冰碛砾石长轴一般平行于冰川流向,扁平面平行于冰床)和融出碛(冰川中含有的岩石碎屑,在冰川融化过程中堆积于冰川表面或冰川底部凹穴中的沉积。前者称冰面融出碛或陆地融出碛,后者称冰下融出碛)。在大爷海槽谷的洼地和二爷海—三清池槽谷的冰蚀湖盆中都滞碛主要为粗棱角的块砾、碎石粗砂填充,上部为高山草甸的薄土层。

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