山坡上一片新鲜的岩石面,上面刻着几道平行细沟;不远处是一堆大小混杂、毫无层理的土石。两样常被一起叫作冰川遗迹,其实是两类东西:一个是侵蚀面,一个是堆积体,位置就能把它们分开,不必先做测年,也不用仪器。
先看位置:擦痕在基岩面上,冰碛物在上面堆着
擦痕刻在基岩面上,是侵蚀痕迹,宿主是原地岩体。它常出现在羊背石、磨光面和冰蚀谷的谷壁上,方向与当时冰流一致。冰碛物是搬来的松散物质,堆在基岩面之上,与下伏基岩没有连续关系,中间常有侵蚀面,面上常有磨光。
这个位置差别在野外很实用。看到细沟,先确认脚下是不是原地基岩:基岩与细沟同岩性,沟壁没有风化晕。若细沟刻在一块孤立的石头上,那只是被搬运的擦痕砾石,不能当作基岩侵蚀面,方向也不能代表区域冰流。
擦痕成组平行,一端深一端浅,横断面是 U 形
冰川擦痕是冰里嵌的碎屑被压着刮过去留下的。沟槽成组出现,方向一致,断面多呈 U 形,深 0.1–10 毫米,长几十厘米到数米。钉头状擦痕一端深宽、一端渐浅,可以用来指运动方向,比单纯的方向统计可靠,但要先看到断面。
与断层擦痕的区别在面和伴生构造。断层擦痕只出现在断层面,面上有阶步、方解石纤维和断层泥;冰川擦痕在多处基岩面上重复出现,方向随地形微变,没有阶步,也没有断层泥带,面上反而更干净,颜色也更浅。
冰碛物没有层理也没有分选,砾石磨光但不圆
冰碛物是杂基支撑,粗砾浮在细基质里,没有层理,也没有分选。砾石从棱角状到次棱角状,可有磨光面、擦痕、压坑和新月形裂纹,一头粗一头细的熨斗石是典型标本,长轴常与冰流方向一致,扁平砾石多陡倾或直立。
关键在磨光但不圆。流水搬运会把砾石磨圆,冰川搬运只磨面不磨棱,所以冰碛砾石常是面光而棱利。本文判断,这条比棱角状更可靠,因为坡积物同样是棱角状,只看棱角分不出来,要看面有没有被磨平,棱却仍然保留。
混进来的是泥石流堆积,差别在基质和构造
泥石流堆积也杂乱无章。差别在基质:泥石流含黏土质基质,堆成舌状,有反粒序,表面有泥球和流线;冰碛成片分布,没有流动构造,顶部常构成冰碛台地,边界模糊,横向能追出几百米,底部常直接压在基岩的侵蚀面上。
融水改造过的冰碛会分选。冰水沉积有水平层理和斜层理,砾石磨圆好,单看一层分不出成因,只能靠组合判断:冰碛与冰水沉积、羊背石、冰蚀谷伴生,才归到冰川,孤立的砾石层不下结论,也不要给它排冰期次序。
关键数据
下列数值来自冰川地质的通用区间,用于野外估算而非精确测量。擦痕深度受岩性影响很大,石灰岩面上要打折;砾石粒径按长轴量,量三个方向再取中间值更稳,只量一面容易把扁平的砾石记大,也容易漏掉擦痕面。
- 冰川擦痕深 0.1–10 毫米,长 0.3–5 米,断面多呈 U 形。
- 冰碛物中粒径小于 2 毫米的基质常占 30%–70%。
- 冰碛砾石磨圆度以棱角状、次棱角状为主。
- 漂砾长径可达 1–10 米。
- 羊背石长轴 1–50 米,迎冰面缓、背冰面陡。
边界
石灰岩区的擦痕留不住。溶蚀和冻融会把细沟抹圆,几十年到几百年就模糊,看到浅而钝的沟不要急着判冰。雪蚀、雪崩和滑坡也能刻出平行沟,方向一致但没有钉头状端点,也没有成组的磨光面,沟底不见冰川泥。
古老冰碛被后期改造后只剩骨架。红土化、坡积覆盖、流水切割都会破坏成片分布的特征,这时要靠区域组合和测年,单点露头给不出结论。本文判断,孤立的擦痕砾石只能算线索,不能单独定冰川,也不能代表一次冰进。
参考文献
- 施雅风 主编.《中国冰川与环境》. 科学出版社, 2000. —— 冰川侵蚀与堆积地貌。
- Benn D I, Evans D J A. Glaciers and Glaciation. Arnold, 1998. —— 冰碛物结构与砾石组构。
- 全国科学技术名词审定委员会.《地理学名词》. 科学出版社, 2006. —— 冰碛、羊背石、擦痕条目。