书城自然混杂堆积与环境
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第29章 冰川堆积(12)

就单式山谷冰川来说,冰面、冰内、冰下碎屑是终碛堤的主要来源,而在复式山谷冰川中却又不尽然,中绒布冰川的碎屑在东绒布口以上即已被西绒布冰川完全排挤到一边。整个绒布冰川下游已全为西绒布冰川所独占。因而中绒布冰川的碎屑并不能达到现代绒布冰川的末端。

2.侧碛堤

绒布冰川的侧碛堤有时代愈老规模愈大的现象,在保留好的地段有三道,如在绒布德寺终碛堤以上,高侧碛堤相对高300m,中侧碛堤高约200m,低侧堤高约百米(图3104,图3105)。其高度从上游往下相对高度逐渐降低,在不同地段分别与基龙寺终碛堤(4780m)、绒布寺终碛堤(5000m)以及绒布德寺终碛堤(5120m)相联系(图3103,图3105)。

珠峰绒布冰川高、中、低三道侧碛(图3105)及其西侧支冰川(图3106)由黑云母片岩与黑云母片麻岩组成的冰面碎屑和由花岗岩组成的侧碛堤,两者由于岩性不同而界线分明。

侧碛堤的岩性组合无论在同时间不同空间或同空间不同时间上皆有明显的变化,前者尤为明显。其具体情况按四个有代表性的剖面介绍如下(图3105I—IV横剖面):

剖面I,位于基龙寺终碛堤上侧2.5km处。此处只有一级高侧碛堤。以西岸保存较好,岩性以花岗岩和花岗片麻岩为主,黑云母片麻岩、二云母花岗片麻岩和石榴子石花岗片麻岩次之。主要都是后侧山坡的基岩碎屑物。

剖面II,位于绒布寺上方。高侧碛堤在西岸保存较好,以二云母花岗片麻岩、石榴子石花岗片麻岩为主。也有一定数量的来自上游地段的黑云母片麻岩和灰岩、片状灰岩等。此处中侧碛堤有2—3道,岩性组合与高侧碛堤相似。东岸的高侧碛堤和中侧碛堤岩性皆以黑云母片岩、黑云母片麻岩为主,夹少量的大理岩。

剖面III,位于绒布德寺终碛堤上方。西岸高、中、低三级皆较完整。高侧碛堤以石榴子石花岗片麻岩和二云母花岗片麻岩为主,黑云母片麻岩、黑云母片岩次之,片状灰岩和灰岩少量。中侧碛堤以石榴子石花岗片麻岩、二云母花岗片麻岩为主,片状灰岩、灰岩及黑云母片麻岩次之。低侧碛堤岩性与中侧碛相似。

剖面IV,位于长征峰和铜墙峰之间。在西岸保存完好,规模也较其他地段为大。高侧碛堤岩性以二云母花岗片麻岩为主,石榴子石花岗片麻岩次之,黑云母片麻岩和大理岩少量。中侧碛堤岩性与高侧碛堤同,唯黑云母片麻岩、黑云母片岩略多。低侧碛堤以黑云母片麻岩和花岗片麻岩为主,片状灰岩次之,灰岩少量。东岸高侧碛堤不发育。中侧碛堤规模较大,主要岩性是花岗岩、花岗片麻岩和石英片岩。低侧碛堤以花岗岩和大理岩为主。

据上述侧碛堤岩性的组合、分布及规模等可以看出:

(1)同一时间不同空间上的侧碛堤组合差别显著反映侧碛堤的岩性主要来自当地基岩山坡,尤其是最靠近山坡的高侧碛堤,从本区阳坡侧碛堤规模大于阴坡也说明侧碛堤主要是由山坡上部物理风化的碎屑物组成的。因此处没有侧碛堤外侧的排水沟,山坡物质可直接进入侧碛。

(2)侧碛堤的少量外来物质主要是在冰川运动过程中由少量的冰内碎屑和冰面碎屑参加进来。外来物质加入侧碛堤中常成为“包裹体”的形式,而与本地岩性界线分明,如绒布冰川下游东岸高达140m的中侧碛堤中,外来的黑云母片岩、黑云母片麻岩以团块的形式被包裹在本地的二云母花岗片麻岩中。

(3)关于侧碛堤的迁移性。我们对比了绒布冰川的运动速度图和冰面碎屑(在中下游两侧部分实际上包括了现代侧碛堤)厚度分布图,发现冰川运动速度与冰面碎屑厚度成反比。在速度大的地方(主要在中央部分)表面碎屑厚度小,在速度慢的地方(主要是两侧即现代侧碛堤的位置)表面碎屑厚度大。也就是说即使现代侧碛堤下部还有冰体,其流速也极慢。推测即使在侧碛堤开始形成及其发展阶段流速也不会很大。在东绒布口南侧的一段高侧碛堤(图3105)主要岩性组合之一是二云母花岗片麻岩。

这种岩性的基岩只在其上游长征峰的东侧6000m左右的山坡上有出露,由该处迁移至此3—4km。Souchez(1966)曾报道南极大陆苏隆坦西部地区的侧碛堤岩性与其基岩关系。在捷林斯宾冰川区从南到北的基岩是南片麻岩带—花岗岩带—正长岩带。冰川长约25km,由南向北流,其流向正垂直于基岩走向。在该冰川东侧形成了一系列高10m左右的不同岩性组合的侧碛堤,但也分别以南片麻岩、花岗岩和正长岩为主。这些侧碛物离基岩产地之距离皆在3—4.5km。反映其侧碛堤的迁移性也有类似现象。

(4)侧碛堤和终碛堤的关系。珠峰地区绒布冰川各个时代的终碛堤岩性成分与同时期侧碛堤的岩性组合的差别很悬殊。这促使作者认为,侧碛堤很少能参加到终碛堤中去,故两者有很不相同的与基岩的关系。因此尽管侧碛堤与终碛堤在冰川末端在形态上紧密联系,但从岩性组合特点还是很容易区别开的。因此我们不同意Иверонова(1952)在研究天山某冰川的冰面碎屑形成过程时得出的结论。她说:“终碛堤基本上是由于侧碛堤碎屑物而形成的”,又说:“终碛堤和侧碛堤很难区分开来”。看来,她只是从形态分析,得出了上述比较片面的结论。若她也注意到冰碛岩性及其与基岩的关系就会更全面了。

(三)中碛堤

中碛堤是上游相邻冰川侧碛堤汇合后的产物。

以东绒布冰川的中碛堤规模较大(图3103),自海拔6100m一直延伸到5700m,水平距离达5km,宽100—200m,相对高20m左右。在西绒布冰川中上游,中碛堤的规模较小,延伸约4km,高出冰面亦不到20m。

东绒布冰川中碛堤的岩性组合各段都大体一致,但和侧碛堤很不一样,如在章子冰川口附近黑云母片麻岩、黑云母片岩占50%,片状灰岩、大理岩和灰岩占40%以上。

往下1—2km距离内,黑云母片麻岩、黑云母片岩占70%—80%,而大理岩片状灰岩和灰岩仍占20%左右。直到与终碛堤连接后,与终碛的岩性组合一致,如东绒布冰川终碛是黑云母片麻岩、黑云母片岩占75%,大理岩片状灰岩占15%,其余是少量的花岗片麻岩和灰岩。即东绒布冰川中碛的岩性组合与终碛相近,说明它也是终碛的重要来源之一。但中碛堤的结构和岩性在纵向上排列都是很特殊的,大理岩片状灰岩和灰岩呈平行于终碛走向的带状排列,彼此也互不干扰。如章子冰川口中碛堤中部有一条以灰岩为主的条带,往下在5950m处中碛堤中部又见一以绿帘石大理岩为主的绿色条带,其西坡又有一条以黄色片状灰岩为主的黄色条带。可见由侧碛汇合而成的中碛夹在两条冰流之间,迁移力很强。Dreimans和Vagners(1969)在研究北美安大略湖区的古冰碛陆源关系时也提到大陆冰川的终碛和中碛堤的物质成分主要来自冰盖的补给区,而很少当地的岩性成分。

(四)终碛堤

珠峰绒布冰川各个阶段的终碛堤规模都不大,按由老到新介绍如下。

1.基龙寺终碛堤

在绒布河东岸古冰水阶地位置上,有一条垂直于河谷走向的漂砾带,海拔4780m,很可能是以前终碛堤的残留部分。漂砾皆为花岗岩与花岗片麻岩。最大直径4—5m,一般也皆在1m以上。此残留的漂砾带和两侧坡上残留的高侧碛堤是相关联的。

2.绒布寺终碛堤

位于绒布寺西北侧,呈丘陵状(图3107)。海拔5000m,高出绒布河床约90m,高出冰水阶地面36.5—40.5m,总宽560m。这一终碛堤原来一直延至绒布河西岸占据整个河谷,后因绒布河侵蚀下切将此终碛一分为二,现在西岸仍有若干冰碛小丘。此终碛堤岩性以黑云母片麻岩、黑云母片岩为主,以至在终碛堤前缘和东侧构成相当规模的“黑色丘陵”。最大漂砾直径达3—4m。但在西侧及西岸则为由花岗岩和花岗片麻岩组成之“黄色丘陵”。这两种颜色的丘陵在交界处虽有某些穿插,但彼此界线分明,互不混杂,明显地反映了冰川块体搬运的特点。在此终碛带的“黑色丘陵”中还能看到两层不同岩性的双层结构,如在终碛堤后缘的剖面中可看到下层为黄色冰碛即以花岗岩和花岗片麻岩为主的底部冰碛,上层为黑色冰碛,即以黑云母片麻岩、黑云母片岩为主的冰上融出碛,说明终碛堤是由两层结构组成。这种现象在东绒布冰川末端也可见到,接近底床的冰体内夹带大量碎屑、污化层,而上层冰体内碎屑很少,表现为洁净的冰块。

此外在祁连山、慕士塔格山的现代冰川中亦然。终碛堤可由两部分,即下层是底碛、上层称为卸碛组成。其实上层冰碛皆系表面碎屑和内部碎屑因消融而在冰川末端滚落之物,故称融出碛亦可。

3.绒布德寺终碛堤

由一系列断续的终碛堤组成(图3108),最前缘一道位于绒布德寺上方1.5km处。海拔5150m,弧形形态比较完整。规模也最大,相对高达60m。在此以上1.5km距离内,至少还有5道终碛堤和相应的侧碛堤,相对高皆在9—20m,间距200—300m不等,其岩性组合按由新到老分为6道:

最外侧第一道终碛堤:为一高约5m的小圆丘。岩性以花岗岩、花岗片麻岩为主,有少量的黑云母片麻岩、黑云母片岩。

第二道终碛堤,也是高约9m的圆丘。岩性与第一道同。

第三道终碛堤,规模较大,高9m,主要岩性同前,但见有大块的绿帘石大理岩。

第四道终碛堤,终碛堤弧形比较完整,高12.2m。

第五道及第六道终碛堤,规模较大,高15—20m,多绿帘石大理岩和花岗岩,第六道的绿帘石大理岩最多,尤其是在终碛堤的前缘,而在堤之顶部则多直径达3m的花岗岩及花岗片麻岩漂砾。

4.现代冰川终碛堤

现代冰川终碛堤分化不显,高出冰舌前面的冰水平原34m,主要岩性成分是花岗岩和花岗片麻岩。只有少量的黑云母片麻岩、黑云母片岩及极少的灰岩,都是来自珠峰本身北坡的岩性。

三、冰碛物源与槽谷演化的讨论

由上可知,冰川终碛堤的物质成分主要是来自冰川源头的粒雪盆。我们将以此为出发点来研究绒布冰川不同时期组成终碛堤岩性组合的陆源关系,及其对于探讨冰川地貌冰碛物岩性组合和冰川槽谷形成过程的关系(图3104,图3105)。

已知绒布德寺终碛堤中最年轻的两道(即第一、第二道)其岩性组合和现代冰川终碛堤相似,说明该时期西绒布冰川就已经是绒布冰川的主流了。而在早期即第三道至第六道终碛堤中来自东绒布冰川东部的绿帘石大理岩漂砾开始出现并且在愈早期的终碛堤中愈多,尤其在第六道终碛堤的前缘表现最显。同时来自中西绒布汇口以上和西绒布冰川区的花岗岩和花岗片麻岩漂砾也很多。但在整个终碛带中部都极少黑云母片麻岩。

考虑到绒布德寺终碛堤的生成时代并不太长,其各支冰川的粒雪盆位置不应与现代冰川有很大差别。

所以只能说,在绒布德寺终碛堤早期(指第五、六道终碛),冰川来源主要在东绒布冰川和西绒布冰川,当时中绒布冰川可能由于冰量小、受西绒布冰川挤压等原因而并未达到冰川末端。到中期时(指第三、四道终碛)来自东绒布冰川的绿帘石大理岩数量减少,相应地来自西绒布冰川的花岗岩和花岗片麻岩已占主导地位,可见此时即已开始显示西绒布冰川占据绒布冰川主导地位的时期。到后期(指第一、第二道终碛堤)显然东绒布冰川已退出了绒布冰川主流地位,而西绒布冰川已和现代冰川一样独占了整个绒布冰川了。

由此可见东绒布冰川在绒布德寺终碛堤的中后期其发育条件可能曾发生了某种不利的变化,并可据此把绒布德寺终碛堤分为四个阶段。

绒布寺终碛堤(图3103,图3105,图3107):整个终碛堤的前缘和东半部都是由黑云母片麻岩、黑云母片岩组成的黑色丘陵,西半部是由花岗岩和花岗片麻岩组成的黄色丘陵。表明该终碛堤有两支来源。其一,在东绒布冰川6100m以上有大片黑云母片岩、黑云母片麻岩分布,在中绒布冰川源头6100m高度以上有黑云母片麻岩、黑云母片岩出露。这两支冰川汇在一起就造成了绒布寺终碛堤东半部的黑色丘陵,说明在开始阶段来自东、中绒布德寺冰川占了主导地位,而来自西绒布冰川上游的花岗岩和花岗片麻岩就形成了西半部的黄色丘陵。

这种情况和前述绒布德寺终碛堤后期以西绒布冰川占绝对优势的情况完全相反。显示了绒布冰川区在这期间冰川发育的有利条件从东向西迁移了。变化原因何在?我们认为可能是由于珠穆朗玛峰(以下简称珠峰)山体上升,使东山脊及6490m山口一带抬高到6500m以上,阻挡了来自南面的高度只有6000m的降水略多的第二降水带使东绒布冰川的水汽来源减少,表现为此处南北雪线高度之差达700m。珠峰西部的5997m山口和5857m山口则较为有利一些,水汽容易进来,故现今南北雪线高差只有200m。

基龙寺终碛堤(图3103,图3105,图3107):主要成分是花岗岩和花岗片麻岩,缺黑云母片麻岩、黑云母片岩,为什么冰川规模最大的基龙寺终碛堤中没有来自东、中绒布冰川粒雪盆位置上的黑云母片麻岩、黑云母片岩呢?是因为它们风化掉了吗?不可能,从岩石结构上看黑云母片麻岩等颗粒细、比较均一,花岗岩和花岗片麻岩结构粗、不均一,前者的抗机械风化能力并不比后者差。反复寻思,我们认为最大的可能是当时东、中绒布冰川的粒雪盆并不在黑云母片岩、黑云母片麻岩分布区内,而是在更低更北一些的花岗岩和花岗片麻岩的分布区内。我们以前不只一次地计算过古雪线降低值,却很少注意到当时的粒雪盆位置也应相应地低些。