第20章 冰川堆积(3)

冰上融出碛大部分终、侧碛垄皆由此类冰碛组成，位于冰下融出碛之上，流碛之下，以望峰剖面为典型（图329）。就组构特征而言，与冰下融出碛无质的差别。一般长轴仍平行冰川流向，但受局部干扰的因素较多。譬如，a轴在冰碛垄坡上多平行坡面倾向，这样在终碛垄上就与冰川流向一致，一旦顺坡滚落坡下，a轴又与冰川流向垂直。若在侧碛垄上则a轴走向会完全相反，这在1号、6号冰川皆有明显表现。此外，在祁连山现代冰川终、侧碛垄上所测组构特征亦表明，长轴一般平行冰川流向，ab面倾角0°—25°，稍大于本区冰下融出碛，但倾向不定。实际上，我们在望峰剖面上部所见，倾角多在20°—30°，倾向不定。因为冰上融出碛的沉积过程非常复杂，经过迁移才能最后稳定下来，但其移动距离是很有限的，遭受磨蚀的机会不及冰下融出碛多，故其磨圆度也没有它好（表34）。在祁连山所见也如此，如疏勒山南坡此类冰碛，棱角状和次棱角状占86%，圆状和次圆状只占14%；而在北坡，圆状与次圆状只占10%，且其中有些圆砾石还是来自老基岩中。

据望峰剖面所见，由于沉积过程的复杂、多变，使得冰上融出碛能够形成多种宏观而醒目的结构与构造成为良好的判别标志，其主要是：

（1）斜层理结构。有时是“单斜”状，有时则呈“向斜”和“背斜”状（即弧拱结构）。这在胜利达坂以南乌拉斯台冰碛剖面中亦有良好表现。这是冰碛物在最后停积以前，在冰碛丘垄间反复融化、滚动、堆积、倒置等一系列过程所造成的。其斜层理倾角多在30°左右，符合碎屑的自然静止角。此种层理基本上由粗、细层相间组成。但层的延续性不好，很粗糙，时常表现为“窝”状（图312）。西昆仑山玉龙喀什冰下融出碛中含有玉石毛料。

（2）剪断构造。Moran（1975）称其为“就地简单变形”构造（simpleinsitudeformation），是冰碛中常见的一种宏观构造。就天山地区而言，最明显地表现在望峰剖面西端，有两条低角度的（12°—15°）剪切（断）面出现在冰上融出碛所构成的推碛垄中。值得注意的是，有时这种剪断结果倾角小、断距大，在大陆冰盖区能导致地层层序的混乱，结果新的层序被压在老的下面。但在山地区，影响要小得多（图329）。

（3）团块包裹构造。Moran称之为“大块状包裹体”（large scaleblackinclusion），其规模之大是惊人的。曾报道有一块几英亩面积的不易被搬动的石灰岩块埋藏在Ohio中部的冰碛层内。而在我国山区（如本区）其包裹体要小得多，故宁可称之为“团块包裹构造”。如前所述，它与推断构造互为因果地同时出现在望峰剖面的西端。这里有两个较大规模的“包裹体”。一个是由同一岩性——就地的石英片岩构成的，推测原来可能是一个完整的大岩块，经挤压及后期风化而破碎，砾石棱角尖锐、新鲜，这属于Moran所说的那一类。另一个在其东70—80m处，是由经过磨圆的、不同岩性的大石块汇聚在一起，它们常常与拱起构造的一翼相联系，其中最大一块长8m、高3.5m、厚3m。我们认为，后者是不同成因的“团块包裹体”，但都能构成不同终碛垄的核心，成为冰碛中的特殊构造形式。后者是由巨石滚落，集中在冰面丘陵的低洼处组成的团块，是重力分选的结果，在冰面融出碛中更为常见，也常能在地表和剖面中见到。昆仑山玉龙喀什河产出的玉石，就曾经包含在冰川融出碛中（图313）。

关于同一岩性的“团块”，或单一巨型石块构成的“团块”，其成因说法很多。Mo ran认为，“大团块”进入冰体时需要冰川具备压缩流条件，冰呈塑性变形并向前运动，当大的“团块包裹体”原封不动地向前搬运，有时可达相当距离而不致使其完全解体时，才会给我们留下所谓“团块构造”。

总之，我们对冰上融出碛的形成过程及其结构、构造的复杂性要有足够的认识。它的形成、增厚，总是伴随着周期性滑动和高处碎屑向低处滚动的过程。随着埋藏冰的融化殆尽，最终形成融出碛——冰上、冰下融出碛得以叠置在一起。可以想象，融出碛的厚度（本区可厚达70—80m）、地表形态、密度（“冰下”的比“冰面”的大）和结构变化都很大。

流碛由于有冰融水参与使其接近或达到液限，故能沿冰面产生流动。在流动过程中细粒物因浮托力而上升，粗颗粒留在下层。但这不同于液体中的分选作用，因为流碛中颗粒间的应力仍高于零。在实践中，要把流碛与冰面融出碛明显地区别开是比较困难的。因为流碛形成的动力过程，除了液态流外，还伴有半塑性流和蠕流，而后二者在冰面融出碛的形成过程中也是可以出现的。据天山望峰剖面顶部所见，流碛也造成比较广泛的斜层理构造，只是比冰面融出碛的同类构造规模和分布要小得多，而倾角有时又较大，可达45°。此外，流碛的粗细层相间略薄，但却更为分明。其中，由流动造成的流动相（flowfacies），斜层较薄（10—20cm）。由于细粒物浮托上升，砾石间有空洞，很疏松，有时呈蜂窝状，a轴平行流向，ab面倾向与坡向一致。由半塑性流和蠕流二者所造成的滑动相（slipefacies），其层较厚（30—50cm），由黏土、粉砂混合，很密实。这二者显然是一种周期性冷暖变化的反映，即液态流—暖，半塑性和蠕流—冷。Boulton（1972，1975）曾指出，流碛包括上、下两层：上层是液体流和半塑性流的物质结合而成，缺少细粒物，疏松；下层坚实致密，是蠕流的结果。可见，不论如何论述其成因过程，但流碛有层次则是事实。我们还注意到，在望峰冰碛剖面的上部，包括部分冰面融出碛和流碛，大部分是由来自当地的灰绿色绿泥石石英片岩组成，因为外来物质组成的剖面下部的冰下融出碛略呈黄色，非常醒目。这些当地岩性的碎屑非常集中，有时几乎不与外来物质相混，棱角也保留完好。如此分明的“两套”岩性，在正常情况下是很少见的。我们始而推测，由于冰碛剖面后方正好是南坡，石英片岩遭受强烈寒冻风化而大量坠落冰面。这种情况当然是存在的。但这种坠落不至于达到离山坡400m远的望峰冰碛南侧，因此，我们又推测，这里很可能发生过较大规模的顺层滑坡或山崩，致使在很大范围内使崩滑体覆盖在当时的冰面上，形成大片的停滞冰体，进而形成一片面积很大的由融出碛和流碛构成的冰碛丘陵。类似的情况在国外也有报道（Gordenetal，1978）。

变形碛（deformationtill）是任何一种受到过冰川改造的沉积物或基岩，其形变之大足以破坏原有的沉积构造而代之以穿透形变构造，是冰川形成的应变型产物。变形碛在很大程度上是理论性的，在实际考察中很难发现，多半被掩埋在其他类型的冰碛以下。难得的是据王富葆、黄万辉在珠穆朗玛峰绒布冰川考察时（1962）在珠峰北坡的绒布寺（海拔5000m）西北500m余处，见有一层被冰川挤压得十分破碎的岩石，其上覆盖一层厚度不大的、风化甚深的冰碛石，这就是冰川变形碛。它们受冰川底部强烈挤压而变形，但并未脱离原基岩结构。该层位于冰碛层之下，系由基岩经冰川挤压而成，故碛石成分与基岩——黑云母片麻岩一致，这是一种具有特殊结构与构造的堆积物。

黑云母片麻岩，已被挤压成泥状物质，同时在这泥状物质中产生了一系列的细小而略有规则的柔性褶曲，并由于断裂的结果而使之非常破碎。因褶曲系挤压产生，所以褶曲面平滑并带光泽（后者是由于黑云母产生定向排列的缘故）。在剖面中还见有一种因冰川受阻改变流向而在基岩中留下的“旋转”状构造（图314—图317）。

最后，在冰碛分类中还有一种升华碛（sublimationtill），指在极端干冷环境下，冰碛石直接由冰体变成气体升华而从冰川中脱离开来，形成冰碛。这一类型只是在理论上存在，因为离开冰体的冰碛石很难再恢复它从冰体中脱落的方式，也难以与融出的冰碛石进行区别。

（二）冰水沉积

更大规模的冰水堆积多见于冰水扇及其以下河流部分，如欧洲（波兰、德国等）及美国大平原都是作冰水冲积平原。但究竟冰水堆积可以延伸多长距离，则并无定论。

在珠穆朗玛峰地区所见冰水堆积皆以冰水砂砾层存在于冰碛的外围或内侧，广泛分布着相对高度数十米的冰水阶地，其总的面积是很有限的（图320）。沉积物岩性是：砾石以花岗片麻岩为主，次为黑云母片麻岩和大理岩（这与当地冰碛物相比，后两种成分的砾石比起冰碛中所占比重少得多），分选较好，但砾石大小较悬殊。砾石有一定的排列方向，但变化多，且倾角较大，磨圆度较佳，在剖面中有时也可看到由砂或粉砂黏土组成凸镜体。由灰白色砂和粉土胶结，故剖面常呈灰白色。上述岩性的特点显然是不同于冰碛物及冲积物（图318；照片311）。

（1）砂砾层：以白色石英砂和黑云母片麻碎块为主，砂砾粒径1—2mm，大者可达8mm，以砂为主，砾石和卵石都经过一定的磨圆，无明显排列方向，胶结坚硬。

（2）砾石层：砾石有电气石花岗岩、二云母花岗片麻岩和黑云母片麻岩等，砾石圆度不一，粒径大者长达1.32m，本层中卵石有明显的排列方向，倾角达50层以上，向河流上游倾斜。

（3）薄层粉砂：层厚0.1—0.5cm，交错层理十分发育。

（4）与（3）相近，但砾石的粒径较小。

（5）与（2）相近，但黑云母片麻岩成分增多，占60%左右，同时夹薄层粉砂，磨圆度较佳。

（6）砾石层：砾石以二云母花岗片麻岩为主，总的来说，整个剖面中的砾石具有较好的磨圆度，有一定的分选和排列方向（比杂乱的冰碛分选较好，但较冲积的层理差）。

本层出露厚达30m余，显示出形成这层冰水沉积时，地壳是稳定的，冰融水量也相当大。

另一类冰水堆积则以小规模透镜体形式分散存在于冰碛堆积中，因为冰川消融时冰面有很多流水沟槽和湖泊，有时可以汇合成系统的冰面河流或冰下河流。在大陆冰盖边缘或大型山谷冰川末端可以形成较大规模的冰水河道堆积，如蛇形丘或冰砾阜阶地，都是成层的有初步分选的砂砾层，然而更为广泛的则是以小的砂砾透镜体不规则出现在冰碛层中。

如珠穆朗玛峰中绒布冰川前段剖面，该剖面位于中绒布冰川右侧，地貌上呈现的是140m高的侧碛堤。剖面中砾石以二云母花岗片麻岩为主，次为黑云母片麻岩、大理岩，再次为灰岩，与高一级的侧碛堤砾石成分有显著区别。本层中所见砾石大者达4m3以上，砾石磨圆程度不一，无分选，砾石和砂泥混杂。但由于堆积过程中受到一定的冰水作用，常见有不同形式的冰水沉积夹杂在冰碛层中：（1）局部的冰碛石具有一定的排列和延伸方向，可以看到上部冰碛石ab面倾向冰川上游倾斜；（2）不同成分岩石的“包裹体”，中的细粒堆积物透镜体。因冰川的消融与冰水沉积在冰碛物的堆积过程中常受冰融水的作用，冰面河流所夹带的砂砾石就夹杂在无分选的冰碛之中，而形成冰碛物与冰水沉积的特殊结构；（3）剖面中也还可以看到一些砂层的凸镜体。在砂层中有时还有明显的交错层，这都是当时冰面河流的产物。冰碛物与冰水沉积透镜体结构素描图之二（中绒布冰川侧碛）冰川碎屑由河流带入湖或海中则形成纹泥层，冬季层薄、颜色浅，以化学物质为主；夏季层色深、层厚，以有机物为主，一个韵律层厚几毫米，而由冰川冰直接深入湖泊或浅海，则会产生冰筏堆积——落石，相关情况将在本书第十三章中有所论述。此处只想指出，落石虽不完全是冰川形成，但规模较大的落石应该大都是冰筏的产物（图324）。可以看出，大部分落石，均遭受比较多的磨耗，故其外形多少变得浑圆。而各种冰碛类型中的冰川漂砾，尤其是冰川融出碛中的巨大漂砾则显示更多的尖锐的棱角，如珠穆朗玛峰绒布冰川的大漂砾，很明显它未经受明显的冰川磨耗，很可能就是从同一侧山坡上部里云母片麻岩山坡滚下来的，落在了绒布冰川表面，就成了冰川漂砾。

三、冰碛冰水堆积组合

（一）冰碛组合

无论是大陆冰盖或山地冰川，无论冰碛类型多么复杂，但都在空间格局上有严格的组合规律，也就是有人说的“配套”。这种组合在很大程度上体现了沉积环境和沉积体系的特点，有助于从整体环境对个别地质地貌现象做成因鉴别，矫正某些错误判断。例如，有人声称在山东某山地发现了冰川“颤痕”，且不说是否颤痕本身就需要仔细鉴定，如有些构造形迹就类似颤痕，此处首先要想到的是造成颤痕的冰川从何处来？冰川源头冰斗的海拔高度？此处所谓的颤痕又位于与冰川有关的沉积体系中何种位置？须知我们谈论的颤痕不是前震旦纪，也不是石炭二叠纪的古冰川，而是第四纪冰川，最多100万aBP左右，目前地球上任何有过这一时代的古冰川遗迹的地方均未“破坏殆尽”，是完全有迹可循的。当年李四光先生认为庐山有第四纪冰川遗迹，尽管作者等认为该处无条件也无可信证据证明庐山有第四纪冰川（李吉均，1983），但至少李先生还强调他所认为的冰川侵蚀地貌与冰川堆积地貌可以“配套”。

这体现了对沉积体系和沉积体系域的先期认知，只是忽略了古环境并不允许当时（20万—15万aBP）（中国地质调查局，2008）雪线海拔仅1200m（大坳冰斗）的可能。就这样一个完全不符合现代科学要求，有重大争议的山地，居然被国际性的机构批准为以第四纪冰川为主的“世界地质公园”真是匪夷所思，人们对“国际水平”也应有所认识了。还有人到处发现可以证明古冰川存在的“冰臼”，也同样不说古冰川源头在何处？通过什么流路到达“冰臼”处？更有甚者，北京石景山模式口大街有一座第四纪冰川遗迹陈列馆，建馆已40多年！展厅内只说该处是冰川擦痕。

姑且不去争论这只是层内错动留下的痕迹（因为该处剥去一层表面“擦痕”，下面还有，这怎么可能是冰川擦痕呢？）。还是应该从沉积体系域的概念问一问，该冰川从何而来？源头在西山何处？雪线有多高？冰川流到模式口应该有多长？一路上都留下些什么古冰川擦痕？有哪些类型的冰碛？距今多少年？在何处？等等。难道四十多年来不应有后继者做点符合现代化水平的研究么？如此不符合科学的“陈列馆”

就应该像现在这样一直存在下去么？