王照波，司榮軍，王江月

(1.自然資源部金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250013； 2.沂蒙山國(guó)家地質(zhì)公園管理局，山東 臨沂 273304；3.山東指南針礦產(chǎn)勘查有限公司，山東 臨沂 276006；4.河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454150；5.曲阜師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院，山東 日照 276800)

0 引言

多年來(lái)，人們對(duì)于冰川地貌的研究多關(guān)注在U谷、刃脊、角峰、冰斗等形態(tài)性地貌的表象上[1-7]，盡管王曰倫、賈蘭坡[8]早在1952年調(diào)查北京房山的山體地貌時(shí)曾前瞻性的指出：房山的弧形盆地(即冰斗系統(tǒng))為冰川作用所致，人們將弧形盆地歸因于風(fēng)化所致，屬于“皮相之談”，遺憾的是這并未引起人們重視。冰斗是冰蝕(及雪蝕)作用造成的三面環(huán)山，后壁陡峻的半圓形漏斗狀洼地[9]。冰斗存在向上的溯源侵蝕作用[3]，即冰斗作用。冰川地貌實(shí)質(zhì)上是冰斗作用對(duì)于山體的侵蝕所致。

冰斗系統(tǒng)由縮口、三角脊、殘弧、冰斗、槽谷等基本地貌要素組成[10]，但初期的冰斗系統(tǒng)內(nèi)U谷并不發(fā)育。冰斗系統(tǒng)是指冰斗從誕生(縮口)到結(jié)束(冰斗后壁)的演化過(guò)程及其形成的地貌系統(tǒng)[10-11]。地貌上，冰斗系統(tǒng)最初由縮口位置開(kāi)始，結(jié)束于冰斗后壁。冰斗溯源剝蝕的基本方式為環(huán)形剝蝕[10-11]。冰斗系統(tǒng)是冰斗作用對(duì)于巖石山體進(jìn)行的獨(dú)特的剝蝕作用而形成的，山體一旦經(jīng)歷了冰斗的剝蝕作用，其特征很難被后期表面的風(fēng)化所消除。由于山體地貌本身具有的宏觀尺度特征，這為利用Google earth進(jìn)行解譯提供了前提。

喜馬拉雅山區(qū)因其高海拔的原因，長(zhǎng)期的冰斗作用(冰蝕、雪蝕)形成眾多的冰斗遺跡，且其作用一直延續(xù)到現(xiàn)在，這為研究冰斗的形成、演化過(guò)程，控制因素等提供了重要的基礎(chǔ)，該文即是以喜馬拉雅山區(qū)現(xiàn)代冰斗地貌遺跡為基礎(chǔ)(圖1)，追索分析冰斗地貌的演化過(guò)程與控制因素。研究發(fā)現(xiàn)，冰斗作用存在避谷、吞脊、切壁、穿梁等特殊的地質(zhì)現(xiàn)象，且冰斗作用受雪線高程、積雪高程與坡向坡角等三方面核心因素控制。

圖1 喜馬拉雅山區(qū)典型冰斗系統(tǒng)分布位置圖(圖中注釋為文中附圖位置)

冰川作用不同于風(fēng)化作用，其獨(dú)特的作用過(guò)程當(dāng)然也會(huì)形成自身獨(dú)特的地貌特征。以往僅對(duì)山體的U谷、刃脊、角峰等冰蝕地貌[12-17]開(kāi)展簡(jiǎn)單形態(tài)表征描述，并沒(méi)有深入地理解冰斗系統(tǒng)的作用過(guò)程，因此未深入地把握山體地貌演化的核心因素，從而僅作為風(fēng)化的產(chǎn)物加以對(duì)待[1，5，11-19]。對(duì)冰斗作用與冰斗地貌進(jìn)行深入研究，尋找冰斗作用過(guò)程中獨(dú)特性的特征，對(duì)于揭示我國(guó)東部山體地貌類型與地貌過(guò)程都具有重要意義。

該文以冰斗系統(tǒng)的基本理論為基礎(chǔ)[9-10]，對(duì)喜馬拉雅山區(qū)冰斗地貌與冰斗作用進(jìn)行遙感圖像解譯與分析，以期揭示冰斗系統(tǒng)作用過(guò)程及其核心控制因素，以其為依據(jù)，對(duì)我國(guó)東部中低山區(qū)的山體地貌進(jìn)行分析與解讀。

1 冰斗系統(tǒng)地貌特征

根據(jù)冰川作用過(guò)程的階段性特性，該文將冰川作用過(guò)程劃分為冰斗掘進(jìn)系統(tǒng)(冰斗系統(tǒng))、冰川運(yùn)輸系統(tǒng)(冰輸系統(tǒng))與冰磧沉積系統(tǒng)(冰磧系統(tǒng))三部分。冰川存在的前提與核心動(dòng)力是冰斗作用對(duì)山體的環(huán)形剝蝕[10-11]，正是這一過(guò)程形成了冰斗、冰磧物與U谷的主體。U谷的主體是冰斗長(zhǎng)期推進(jìn)作用過(guò)程的遺留，此后經(jīng)歷了冰川(冰輸系統(tǒng))的局部修整。

經(jīng)歷過(guò)冰斗剝蝕過(guò)程的山體形成的冰斗系統(tǒng)地貌，必然在山體上遺留下冰斗作用的遺跡，其相較于冰輸系統(tǒng)與冰磧系統(tǒng)的產(chǎn)物(各類槽谷擦痕與冰磧沉積等)而言，具有規(guī)模大、持久性的宏觀特征，這為航衛(wèi)片的解讀與研究提供了條件。

1.1 冰斗系統(tǒng)的作用過(guò)程

冰斗是冰雪凍漲作用下巖石山體發(fā)生了自由松散崩塌并形成的漏斗狀凹地，這一過(guò)程即冰斗作用。降雪在冰斗內(nèi)聚集，經(jīng)壓實(shí)后形成冰川。由于溫度的變化導(dǎo)致雪線的變化，雪線的改變導(dǎo)致冰斗向前推進(jìn)，冰斗的推進(jìn)形成冰斗系統(tǒng)，冰斗系統(tǒng)由縮口、三角脊、殘弧、U谷、冰斗等基本要素組成，其形成過(guò)程如圖2所示(附圖的地理位置見(jiàn)圖1所示，下同)，冰斗系統(tǒng)從縮口的位置開(kāi)啟，最終在冰斗的后壁結(jié)束。圖2為冰斗作用過(guò)程實(shí)例與示意圖，圖2a(30°05′30″N，92°19′27″E)中顯示經(jīng)歷了1次冰斗作用與經(jīng)歷2次冰斗推進(jìn)形成的冰斗系統(tǒng)，中間則為2套經(jīng)歷了長(zhǎng)期冰斗作用的冰斗系統(tǒng)；圖2b(27°45′34″N，90°41′16″E)顯示經(jīng)歷了3次冰斗移動(dòng)形成的冰斗系統(tǒng)；圖2c(29°54′58″N，92°31′53″E)為長(zhǎng)期冰斗作用的結(jié)果——復(fù)式冰斗系統(tǒng)；圖2d為冰斗系統(tǒng)形成過(guò)程示意圖。

縮口，是指冰斗弧形盆地(冰斗系統(tǒng))狹窄的出口位置，王曰倫等[8]曾稱之為“窄口”。三角脊，是冰斗盆地兩側(cè)呈三角狀的山脊，一般會(huì)有2條或3條邊呈現(xiàn)弧形特征，這是由冰斗的弧形剝蝕造成的。殘弧，是指2個(gè)三角脊之間殘留的弧形山脊，是冰斗弧形邊緣的遺留(圖2d)。

在雪線較為穩(wěn)定的狀態(tài)下，冰斗系統(tǒng)長(zhǎng)期的穩(wěn)定推進(jìn)會(huì)使冰斗過(guò)程遺跡呈現(xiàn)出明顯的U谷特征，如圖2a中間部位的冰斗系統(tǒng)即顯示出典型的U谷特征。這種經(jīng)歷了長(zhǎng)期穩(wěn)定冰蝕作用而形成的谷底長(zhǎng)而平緩特征的冰斗系統(tǒng)稱冰蝕冰斗系統(tǒng)(ICS)。圖2a中兩側(cè)的冰斗系統(tǒng)主要經(jīng)歷雪蝕作用，而未經(jīng)歷長(zhǎng)期的冰斗冰蝕作用，其谷底陡峭短促，這種無(wú)明顯U型谷特征的冰斗系統(tǒng)稱雪蝕冰斗系統(tǒng)(SCS)，以往多稱之為雪蝕洼地。雪蝕冰斗系統(tǒng)是冰蝕冰斗系統(tǒng)的雛形，初期階段。冰蝕冰斗系統(tǒng)與雪蝕冰斗系統(tǒng)的概念與Derbyshire(1976)提出冰斗與雪蝕洼地的概念較為接近[2]。雪蝕洼地可進(jìn)一步演化為冰斗[6]。

△—三角脊；★—縮口；①第1次冰斗作用；②第2次冰斗作用；③第3次冰斗作用；a—1次，2次的冰斗作用系統(tǒng)；b—3次冰斗作用系統(tǒng)；c—復(fù)式冰斗作用系統(tǒng)；d—冰斗作用過(guò)程示意圖圖2 冰斗作用過(guò)程實(shí)例與示意圖

圖3a(28°15′04″N，92°48′38″E)中并排著數(shù)套冰斗系統(tǒng)，但是以谷底海拔4400m為界表現(xiàn)出明顯的差異特征，單套冰斗系統(tǒng)的下部表現(xiàn)為雪蝕冰斗系統(tǒng)，在越過(guò)海拔4400m之后過(guò)渡為冰蝕冰斗系統(tǒng)。圖3b(28°58′01″N，83°47′03″E)在地貌上則分為明顯的3段，以海拔3800m與5100m為界，中間表現(xiàn)為雪蝕冰斗系統(tǒng)，上部與下部則為寬緩的冰蝕冰斗系統(tǒng)。圖3c(29°42′19″N，81°03′21″E)以海拔3800m為界，下部表現(xiàn)為雪蝕冰斗系統(tǒng)，上部左側(cè)表現(xiàn)為雪蝕冰斗系統(tǒng)，右側(cè)的冰斗系統(tǒng)則一半為雪蝕冰斗系統(tǒng)特征，一半為冰蝕冰斗系統(tǒng)的特征，冰蝕冰斗系統(tǒng)形成了寬緩的冰蝕平臺(tái)。冰蝕平臺(tái)是穩(wěn)定雪線狀態(tài)下的產(chǎn)物，在判斷穩(wěn)定雪線時(shí)具有重要的意義。圖3d(28°11′33″N，87°25′02″E)中2套冰斗系統(tǒng)雖然都為冰蝕冰斗系統(tǒng)，但由于冰蝕谷的深度、寬度及形態(tài)的不同，左側(cè)冰斗系統(tǒng)表現(xiàn)為寬淺的U谷特征，而右側(cè)冰斗系統(tǒng)表現(xiàn)為深切的V谷。冰斗系統(tǒng)中谷底傾角較為平緩的U谷，則代表了較長(zhǎng)時(shí)間段的穩(wěn)定雪線下冰蝕冰斗作用過(guò)程，而谷底傾角較大的冰斗系統(tǒng)，往往代表了為雪線較快的抬升速度，雪蝕冰斗系統(tǒng)基本上未經(jīng)歷冰蝕作用。

ICS—冰蝕冰斗系統(tǒng)；SCS—雪蝕冰斗系統(tǒng)；3800m—等高線對(duì)應(yīng)高程圖3 冰蝕冰斗系統(tǒng)與雪蝕冰斗系統(tǒng)的特征

關(guān)于冰斗的自身形成方式，Lewis[20]曾提出了旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)理論。筆者認(rèn)為冰斗的作用過(guò)程主要是山體受到冰雪的凍漲崩解(雪蝕作用)導(dǎo)致巖石的自由滑塌，這種自由滑塌在平面形態(tài)表現(xiàn)為環(huán)形剝蝕，其結(jié)果是最終形成漏斗狀的冰斗以及冰斗系統(tǒng)周邊的弧形山脊，而冰川的掘進(jìn)過(guò)程則使得冰斗前進(jìn)。冰斗作用過(guò)程近似于在干沙中挖掘溝渠，前端沙體的自由滑塌形成漏斗，漏斗的向前移動(dòng)，形成U谷。由凍脹導(dǎo)致的自由滑塌表現(xiàn)出的環(huán)形剝蝕是冰斗作用的核心動(dòng)力，這個(gè)作用過(guò)程在圖2中得到很好的體現(xiàn)。

1.2 冰斗作用的控制因素

研究發(fā)現(xiàn)，冰斗系統(tǒng)的存在與否、推進(jìn)路徑等，主要受雪線高程、積雪高程、坡向坡角3個(gè)方面的因素控制。這些控制因素決定了冰斗系統(tǒng)的生長(zhǎng)、方向與路徑，并使得冰斗系統(tǒng)表現(xiàn)出避谷、吞脊、切壁、穿梁、逐高等特有的地貌現(xiàn)象。

1.2.1 雪線高程的控制

冰斗系統(tǒng)的形成與否，首先受控于雪線高程，低于雪線高程的山體不存在冰斗作用。此外，雪線高程還控制著冰斗系統(tǒng)的類型，在長(zhǎng)期穩(wěn)定的雪線附近才具備形成冰蝕冰斗系統(tǒng)的前提，并形成冰蝕帶，在穩(wěn)定雪線之上或雪線提升較快的區(qū)域形成雪蝕冰斗系統(tǒng)。

位于雪線附近的冰斗底部冰體自身的凍漲作用與冰川的搬運(yùn)作用，完成了冰斗底部的掘進(jìn)與碎屑物質(zhì)的外運(yùn)。長(zhǎng)期穩(wěn)定的雪線高程會(huì)使冰川在雪線高程附近呈小傾角或近水平推進(jìn)，這也是冰蝕冰斗系統(tǒng)谷底傾角一般較為平緩的原因。雪線抬升后的再次穩(wěn)定，則會(huì)形成層狀分布的冰斗，圖2a,2b，圖3a,3b,3c都表現(xiàn)出冰斗的層狀分布特性。

雪線高程不僅控制著區(qū)域性冰斗系統(tǒng)的存在與否，其抬升與穩(wěn)定的過(guò)程，還對(duì)冰斗系統(tǒng)的類型、冰斗的層狀分布起著控制作用。

1.2.2 積雪高程的控制

積雪高程是指冰斗后壁的積雪區(qū)能夠滿足冰斗得以存在的最低高度。在雪線高程之上的區(qū)域，冰斗后壁的積雪高程對(duì)冰斗系統(tǒng)的開(kāi)始與結(jié)束也起到控制作用。雪線的提高或冰斗的侵蝕導(dǎo)致冰斗后壁的積雪高程的縮短，當(dāng)其積雪量不足以維持冰斗的存在時(shí)則冰斗就會(huì)停止生長(zhǎng)。此外，積雪高程也控制著冰斗的前進(jìn)方向，即當(dāng)冰斗后壁部分地段積雪高程較低時(shí)，冰斗則會(huì)向著積雪高程較大的方向推進(jìn)，從而導(dǎo)致冰斗的轉(zhuǎn)向，具體表現(xiàn)為避谷、吞脊、切壁、穿梁等地貌特性。

由于受到積雪高程的控制，所有的冰斗系統(tǒng)都表現(xiàn)出鮮明的逐高習(xí)性。冰斗推進(jìn)的過(guò)程明顯表現(xiàn)出避谷(回避山谷)，吞脊(吞食山脊)的偏好。圖4a(28°32′14″N，92°31′29″E)中，由于山脊近于水平狀態(tài)，在山脊兩側(cè)并列分布的冰蝕冰斗系統(tǒng)，其右側(cè)(后期)冰蝕冰斗系統(tǒng)沿著左側(cè)(前期)雪蝕冰斗系統(tǒng)的兩翼側(cè)脊近似垂直的推進(jìn)侵蝕，形成明顯的吞脊現(xiàn)象。圖4b(28°40′04″N，92°13′57″E)中，由于中間的山脊線存在傾斜，山脊兩側(cè)冰斗系統(tǒng)呈現(xiàn)出斜列式分布，位置較低的冰斗系統(tǒng)吞食較高冰斗系統(tǒng)的山脊線的側(cè)翼，使得山脊表現(xiàn)出規(guī)則的彎曲狀，此類山脊稱作“蛇形脊”。圖4c(29°56′07″N，81°13′33″E)則表現(xiàn)為當(dāng)2條冰斗系統(tǒng)正面相遇時(shí)，晚期的冰斗系統(tǒng)ICS1正面遇上早期的冰斗系統(tǒng)ICS2時(shí)，由于中間積雪高程不足的冰斗停止前進(jìn)，出現(xiàn)避谷現(xiàn)象，冰斗系統(tǒng)ICS1選擇向兩側(cè)積雪高程較高的地段推進(jìn)，形成分叉如兩支“羊角”的冰斗系統(tǒng)SCS，這種獨(dú)特的冰斗系統(tǒng)地貌現(xiàn)象稱作“羊角谷”。當(dāng)正面相遇的冰斗兩側(cè)的山體一側(cè)積雪高程不足時(shí)，冰斗系統(tǒng)則表現(xiàn)為只向積雪高程較高的一側(cè)推進(jìn)，形成單角的“羊角谷”。圖4d(30°15′36″N，81°33′57″E)中冰斗系統(tǒng)ICS2橫向吞食了縱向排列的早期冰斗系統(tǒng)ICS1，使得冰斗系統(tǒng)ICS1的冰斗后壁遭到剝蝕。避谷吞脊現(xiàn)象是由于冰斗前進(jìn)需要有一定的積雪高程所控制的。這種避谷吞脊現(xiàn)象使得山體表現(xiàn)出三角脊特征。所有冰斗系統(tǒng)的停止都是由于冰斗后壁積雪高程不足造成的，因此，所有的冰斗都會(huì)在后壁遺留下靠背山體，因而使得冰斗系統(tǒng)的結(jié)束端表現(xiàn)為障壁環(huán)繞的漏斗狀，李四光先生將這種閉塞不通的山谷稱作“盲谷”[1]。初步統(tǒng)計(jì)顯示，冰川后壁的最低積雪高程約在70～100m左右。

SCS—雪蝕冰斗系統(tǒng)；ICS—冰蝕冰斗系統(tǒng)；a—相互侵蝕對(duì)面山脊；b—側(cè)向追蹤侵蝕側(cè)翼山脊；c—冰斗系統(tǒng)與冰斗系統(tǒng)正面相遇；d—橫向侵蝕山脊圖4 冰斗系統(tǒng)的習(xí)性

無(wú)論是冰蝕冰斗系統(tǒng)還是雪蝕冰斗系統(tǒng)，其形成的山谷由于受到冰斗后壁積雪高程的控制，在冰斗作用停止后，這些溝谷之間表現(xiàn)出有序避讓、互不貫通、留有余地的獨(dú)特地貌特征。而風(fēng)化作用形成的溝谷，因受構(gòu)造薄弱帶的控制而會(huì)使風(fēng)化溝谷表現(xiàn)出貫通性特征，這是冰斗系統(tǒng)形成的山谷與風(fēng)化作用形成的山谷之間的本質(zhì)差異。

1.2.3 坡向坡角控制作用

冰斗作用的發(fā)生與發(fā)展，在雪線高程與積雪高程的共同控制作用前提下，還表現(xiàn)為不同坡向的冰斗差異性生長(zhǎng)，這與坡向及坡面角度有關(guān)。冰斗系統(tǒng)推進(jìn)過(guò)程中，新的冰斗系統(tǒng)會(huì)沿先期冰斗系統(tǒng)的一側(cè)巖壁推進(jìn)，形成切壁現(xiàn)象(圖5a，5b，5c)。在冰斗系統(tǒng)切壁的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)切穿中間的山梁，從一個(gè)流域進(jìn)入另一個(gè)流域形成穿梁現(xiàn)象(圖5a，5b，5c)。冰斗系統(tǒng)獨(dú)特的切壁與穿梁現(xiàn)象同時(shí)存在時(shí)，形成“切壁穿梁”。當(dāng)冰斗系統(tǒng)沿著山體兩側(cè)切壁生長(zhǎng)，往往會(huì)形成獨(dú)特的“切壁合圍”現(xiàn)象(圖5d)。

a,b,c—冰斗系統(tǒng)的切壁繞梁現(xiàn)象；d—冰斗系統(tǒng)的切壁合圍現(xiàn)象；e—青藏高原上的冰蝕面；f—云貴高原上的冰蝕面圖5 冰斗系統(tǒng)的切壁穿梁現(xiàn)象與冰蝕面特征

圖5a(28°33′44″N，83°33′35″E)中的冰斗系統(tǒng)，其A點(diǎn)位于山脊右側(cè)，在紅色虛線處切過(guò)山梁，在B點(diǎn)繞到山脊左側(cè)，C點(diǎn)又繞到山脊的右側(cè)。圖5b(28°44′52″N，85°15′49″E)中A點(diǎn)位于山脊的右側(cè)，紅色虛線處切過(guò)山梁，在B點(diǎn)則繞到山脊的左側(cè)，再切過(guò)紅色虛線處的山梁，C點(diǎn)又繞回山脊的右側(cè)，前進(jìn)過(guò)程中2次切穿山梁。圖5c(31°16′58″N，78°44′12″E)為冰川的切壁穿梁現(xiàn)象，在圖中A位于山梁的左側(cè)，在紅色虛線處切過(guò)山梁，在B點(diǎn)處位于山梁的右側(cè)，然后在山脊的右側(cè)切壁推進(jìn)，轉(zhuǎn)彎后形成半合圍現(xiàn)象。圖5d(44°14′07″N，07°46′20″E，阿爾卑斯山)的冰斗系統(tǒng)從山體的兩側(cè)切壁推進(jìn)，最終形成切壁合圍現(xiàn)象。

切壁穿梁是冰斗系統(tǒng)獨(dú)特的作用形式，由于受到雪線高程、積雪高程與坡向坡角的復(fù)合控制，低處的早期冰斗系統(tǒng)停止作用后，而高處新冰斗系統(tǒng)在適合的坡角控制下繼續(xù)推進(jìn)，冰斗作用這種高程上的差異性剝蝕，與風(fēng)化作用高程上的同步風(fēng)化的過(guò)程具有本質(zhì)上的區(qū)別。切壁穿梁現(xiàn)象是冰斗地貌中最為奇特的現(xiàn)象，也是風(fēng)化地貌中不存在的獨(dú)特景觀，這在地貌類型的成因判斷上具有重要意義。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，坡向坡角控制的初始角度約在40°～65°之間。

1.3 冰蝕帶與冰蝕面

由于冰斗系統(tǒng)受到嚴(yán)格的高程控制，因此在長(zhǎng)期穩(wěn)定的雪線附近形成強(qiáng)烈的冰蝕作用。冰期時(shí)，低溫會(huì)在一定時(shí)間段內(nèi)維持，進(jìn)而導(dǎo)致雪線在一定的高程上保持基本穩(wěn)定，因此同一冰期的長(zhǎng)期冰蝕作用會(huì)在近似高程的山坡上形成冰蝕遺跡分布帶，稱作冰蝕帶(圖2a,2b,2c)。雪線的抬高，會(huì)導(dǎo)致冰蝕帶的相應(yīng)抬高，使冰斗呈現(xiàn)出多層帶狀分布，這是冰蝕帶的直觀反映。在冰蝕帶的作用范圍內(nèi)會(huì)遺留下如U谷、冰蝕平臺(tái)、冰斗或冰斗湖等冰蝕遺跡。

冰斗作用在某一近似高程的高原面上長(zhǎng)時(shí)間的縱橫侵蝕，使得老冰斗系統(tǒng)的側(cè)脊被侵蝕，剩下眾多孤立的三角脊(圖5e)(29°30′15″N，91°57′29″E)，這些孤立的三角脊共同構(gòu)成了一個(gè)近似水平的冰蝕作用面，稱作冰蝕面。冰蝕面上的三角脊多呈三角形的金字塔狀，這些孤立三角脊至少一側(cè)具有明顯的新月形殘弧，殘弧下面為冰斗的位置，也代表著最后一次冰斗系統(tǒng)的侵蝕作用面。在冰蝕面上會(huì)遺留眾多的三角脊、殘留冰斗或冰斗湖等。Davis曾提出過(guò)“冰蝕準(zhǔn)平原”的概念設(shè)想。Mapkab(1965)也曾提出過(guò)“雪線水準(zhǔn)面”的近似概念。關(guān)于冰蝕準(zhǔn)平原，施雅風(fēng)[6]認(rèn)為：當(dāng)刃脊被消滅，角峰孤立的時(shí)候，Davis所設(shè)想的冰蝕準(zhǔn)平原的景觀將得到體現(xiàn)，但由于第四紀(jì)冰期的時(shí)間至少不夠長(zhǎng)，目前尚未真正發(fā)現(xiàn)。經(jīng)筆者研究在青藏高原上，冰蝕面是存在的(圖5e)。

這種特征的冰蝕面在我國(guó)云貴高原也廣泛發(fā)育(圖5f，23°40′05″N，103°36′42″E)，有些冰蝕面經(jīng)過(guò)后期的風(fēng)化，使得三角脊構(gòu)成的山體變的渾圓，但是一側(cè)的殘弧還很明顯，殘弧下的冰斗也清晰可辯。初步分析，認(rèn)為這些冰蝕面地貌是符合Davis設(shè)想的“冰蝕準(zhǔn)平原”的概念的，應(yīng)為冰期時(shí)的冰蝕面遺留。根據(jù)冰蝕面的發(fā)育狀況，初步推斷不僅青藏高原冰期時(shí)存在大冰蓋，云貴高原上也曾有冰蓋存在過(guò)。

2 我國(guó)東部中低山區(qū)的冰斗地貌特征

冰川的存在，必然對(duì)山體產(chǎn)生冰蝕作用，繼而留下冰蝕作用的產(chǎn)物——冰斗系統(tǒng)與冰蝕地貌，我國(guó)東部中低山區(qū)如果存在冰川作用，其山體地貌特征當(dāng)然也不例外。基于此，依據(jù)上述喜馬拉雅山區(qū)獲得的冰斗地貌特征及其作用習(xí)性，對(duì)我國(guó)東部地區(qū)的山體地貌進(jìn)行對(duì)比解讀。該次主要選擇了冰川遺跡研究較為詳細(xì)的江西廬山、山東蒙山與大興安嶺主峰黃崗梁作為對(duì)比研究對(duì)象，以期通過(guò)地貌特征的對(duì)比分析，對(duì)東部中低山區(qū)的地貌特征進(jìn)行解讀，從山體地貌的角度分析我國(guó)東部中低山區(qū)的第四紀(jì)冰川的發(fā)育情況。

2.1 江西廬山冰斗地貌系統(tǒng)

江西廬山第四紀(jì)冰川遺跡最早由李四光先生發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行了廣泛而深入的研究，于1947年刊出了專著《冰期之廬山》[1]，建立了我國(guó)著名的鄱陽(yáng)冰期、大姑冰期與廬山冰期，對(duì)我國(guó)的古冰川研究起到了開(kāi)創(chuàng)性的促進(jìn)作用，可以說(shuō)，廬山是我國(guó)第四紀(jì)冰川研究的搖籃與肇起之地。但廬山冰川遺跡遭到了學(xué)界多人的質(zhì)疑[21-22]。那么，廬山除了以往爭(zhēng)議的U谷地貌、冰磧沉積物外，是否還存在冰斗地貌的典型特征。

對(duì)廬山的冰斗地貌進(jìn)行詳細(xì)解譯后，獲得了大量而豐富的冰斗系統(tǒng)地貌類型。圖6中各插圖的位置標(biāo)注在中間插圖之中，圖6a(29°29′53″N，115°58′07″E)中的A位置為古老冰蝕冰斗殘留的U谷，但被B，C位置的后期雪蝕冰斗系統(tǒng)侵蝕破壞，使得該古老冰斗U谷的東側(cè)壁與冰斗后壁位置幾乎侵蝕殆盡。該現(xiàn)象顯示廬山曾經(jīng)歷了多期冰川作用的剝蝕過(guò)程。圖6b(29°31′10″N，115°57′44″E)中，A谷與對(duì)側(cè)的B、C谷顯示出冰斗系統(tǒng)特有的避谷現(xiàn)象，B，C谷構(gòu)成典型的“羊角谷”。圖6c(29°30′46″N，115°56′25″E)中為冰斗系統(tǒng)的切壁穿梁現(xiàn)象，圖中A，B，C為一條冰蝕谷，該谷在AB之間(黃色虛線處)切穿山梁進(jìn)入E谷一側(cè)，其在B處進(jìn)入E谷的流域，并環(huán)繞山峰推進(jìn)到C處冰斗位置結(jié)束。圖6d(29°34′38″N，116°00′20″E)位于王家村U谷的南壁，為一典型的冰蝕冰斗系統(tǒng)，該冰斗系統(tǒng)中可以展現(xiàn)出典型的縮口、三角脊與殘弧等要素，冰斗系統(tǒng)內(nèi)部光滑平順，推測(cè)圖中A處位置應(yīng)該存在末次冰期的冰磧遺跡。圖6e(29°33′04″N，115°59′04″E)為冰斗系統(tǒng)典型的切壁現(xiàn)象，由山丘兩側(cè)A、B兩套冰斗系統(tǒng)的均勻推進(jìn)，最終在山丘周圍形成冰斗系統(tǒng)典型的切壁合圍現(xiàn)象。圖6f(29°35′45″N，116°01′05″E)位于王家村U谷的北坡，為典型的并行排列分布的冰斗系統(tǒng)。圖6g(29°35′10″N，116°02′04″E)位于王家村U谷開(kāi)口處的南側(cè)，冰斗系統(tǒng)B吞食了冰斗系統(tǒng)A的左側(cè)側(cè)壁，形成典型的吞脊現(xiàn)象。圖6h(29°38′08″N，116°02′47″E)為冰斗系統(tǒng)的典型切壁穿梁現(xiàn)象，冰斗系統(tǒng)在黃色虛線處越過(guò)山梁，使該冰斗系統(tǒng)從山脊左側(cè)的A流域切入到右側(cè)的B流域。

a—古老U谷殘留；b—冰斗的避谷現(xiàn)象；c—切壁繞梁現(xiàn)象；d—典型冰斗系統(tǒng)；e—切壁合圍現(xiàn)象；f—并排的冰斗系統(tǒng)；g—冰斗的呑脊現(xiàn)象；h—切壁繞梁現(xiàn)象圖6 江西廬山典型冰蝕地貌圖集

在廬山海拔1000m之上的區(qū)域，根據(jù)其存在較多寬緩、平順的冰蝕冰斗系統(tǒng)的遺跡特征，推測(cè)存在一個(gè)冰蝕面分布區(qū)。

通過(guò)上述分析，廬山不僅存在縮口、三角脊、殘弧等基本特征組成冰斗系統(tǒng)，還存在避谷、吞脊、切壁、穿梁等類型的冰斗系統(tǒng)地貌。結(jié)合前人對(duì)該區(qū)沉積物的大量研究，筆者認(rèn)為廬山的第四紀(jì)冰川不存在爭(zhēng)議，李四光先生表述的泥礫沉積(混雜堆積)為冰川沉積無(wú)誤。根據(jù)衛(wèi)片解譯，廬山海拔1000m以上的區(qū)域可能存在末次冰期的冰磧遺跡，該區(qū)域在冰期時(shí)極有可能曾經(jīng)存在小規(guī)模的冰帽。

2.2 山東蒙山冰斗地貌系統(tǒng)

山東蒙山位于山東省的南部，曲阜東80km處，主峰龜蒙頂海拔1156m。對(duì)于蒙山第四紀(jì)冰川遺跡的研究，2010年趙松齡[19]曾在蒙山北坡進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了存在漂礫及冰磧壟。2015年筆者等在蒙山南坡佛塔谷發(fā)現(xiàn)了由漂礫、冰磧壟與槽谷擦痕等組成的組合性冰川遺跡[23-24]。進(jìn)一步研究在佛塔谷的上游蘭溪峽谷中發(fā)現(xiàn)了大量的槽谷擦痕，并對(duì)佛塔谷內(nèi)的冰磧進(jìn)行了多種方法的測(cè)年研究，確定了蒙山地區(qū)不僅存在末次冰期(東山冰期與蒙山冰期)的冰磧物，還存在類型豐富、保存完好的全新世冰期(攔馬冰期與清榮冰期)的冰磧物[25-29]。對(duì)蒙山分布的冰磧壟也有人認(rèn)為是1668年的郯城地震成因者[30]。山東蒙山的第四紀(jì)冰川研究獲得長(zhǎng)足的進(jìn)展，為我國(guó)東部第四紀(jì)冰川的研究起到積極的促進(jìn)作用。既然在山東蒙山發(fā)現(xiàn)大量U谷擦痕與冰磧沉積物的存在，對(duì)其冰斗系統(tǒng)的地貌特征進(jìn)行對(duì)比研究，也是檢驗(yàn)該區(qū)U谷擦痕、冰磧沉積成因的重要內(nèi)容。

經(jīng)解譯與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，蒙山冰斗系統(tǒng)地貌類型齊全，圖7為蒙山冰斗系統(tǒng)地貌的典型圖集。圖7a(35°30′34″N，117°55′44″E)為圍繞山丘兩側(cè)推進(jìn)的冰斗系統(tǒng)形成的“切壁合圍”現(xiàn)象，右側(cè)B冰斗系統(tǒng)反映出清晰的三角脊與殘弧特征。圖7b(35°29′47″N，117°55′29″E)為山脊兩側(cè)斜列的冰斗系統(tǒng)，其中間的殘余中脊表現(xiàn)為典型的“蛇形脊”，冰斗系統(tǒng)A，B，C分別吞食了冰斗系統(tǒng)D，E，F(xiàn)的側(cè)翼，成因與喜馬拉雅山脈的圖3a相同。圖7c(35°30′36″N，117°52′37″E)為蒙山黃連口冰斗系統(tǒng)的照片，在冰斗A的縮口位置B的位置，堆積有終磧壟形成的冰檻，其中組成的巨型礫石表面布滿了眾多的擦痕。圖7d(35°32′46″N，117°50′16″E)為蒙山南坡的情人谷冰斗，A處為冰斗的斗底位置，在該冰斗系統(tǒng)中分布有大量的末次冰期與全新世形成的冰磧壟。圖7e(35°32′25″N，117°49′23″E)為冰斗系統(tǒng)的切壁穿梁現(xiàn)象，冰蝕谷A越過(guò)山脊(紅色虛線處)切入山脊右側(cè)，開(kāi)辟出新的冰蝕谷B。圖7f(35°34′21″N，117°50′55″E)為冰斗系統(tǒng)的避谷現(xiàn)象，在冰斗系統(tǒng)A與冰斗系統(tǒng)B相遇后，冰斗系統(tǒng)A改變方向在兩側(cè)的高坡地段推進(jìn)，形成冰斗系統(tǒng)C與D，構(gòu)成典型的“羊角谷”現(xiàn)象。圖7g(35°35′58″N，117°49′48″E)為南天門(mén)冰斗系統(tǒng)，在冰斗縮口外堆積由大量的巨型冰磧，冰磧礫石表面發(fā)育有豐富的擦痕。圖7h(35°35′03″N，117°52′33″E)為冰斗系統(tǒng)的吞脊現(xiàn)象，圖7中冰斗系統(tǒng)C沿著冰斗系統(tǒng)A與冰斗系統(tǒng)B中間的山脊推進(jìn)，形成冰斗系統(tǒng)特有的吞脊現(xiàn)象。

a—切壁合圍；b—蛇形脊；c—黃連口冰斗；d—情人谷冰斗；e—切壁穿梁；f—避谷(羊角谷)；g—開(kāi)門(mén)冰斗；h—呑脊圖7 山東蒙山典型冰蝕地貌圖集

由上可知，蒙山與喜馬拉雅山區(qū)的冰斗系統(tǒng)地貌特征具有一致性特征，且存在典型的槽谷擦痕、表磧冰磧壟(攔馬墻冰磧壟)等系統(tǒng)性遺跡類型，其成因與多種手段的測(cè)年數(shù)值相對(duì)應(yīng)，從地貌特征、U谷擦痕、冰磧沉積方面，綜合證實(shí)了蒙山冰川遺跡的科學(xué)性。

2.3 黃崗梁冰斗地貌系統(tǒng)

黃崗梁為大興安嶺的主峰，海拔2029m，位于赤峰市克什克騰旗北部。關(guān)于大興安嶺是否存在第四紀(jì)冰川的問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)也頗多爭(zhēng)議。如孫廣友[31]、嚴(yán)欽尚[32]、楊懷仁[33]、俞建章[34]、孫建中[35]等從多方面研究論證，認(rèn)為大興安嶺存在第四紀(jì)冰川，而施雅風(fēng)等[6]則認(rèn)為不存在第四紀(jì)冰川。

根據(jù)對(duì)黃崗梁附近地貌形態(tài)進(jìn)行解讀研究，其特征性的冰斗系統(tǒng)地貌如圖8所示。圖8a(43°30′17″N，117°25′45″E)位于黃崗梁頂部西側(cè)，冰斗系統(tǒng)A與冰斗系統(tǒng)B環(huán)繞中間的山丘切壁剝蝕，形成典型的冰斗地貌的切壁合圍現(xiàn)象。圖8b(43°38′20″N，117°40′03″E)，冰斗系統(tǒng)C沿著冰斗系統(tǒng)A與B的中脊位置侵蝕而成，構(gòu)成典型的冰斗系統(tǒng)的吞脊現(xiàn)象。圖8c(43°28′34″N，117°55′40″E)為冰斗系統(tǒng)的側(cè)蝕現(xiàn)象，晚期的冰斗系統(tǒng)A侵蝕掉早期冰斗系統(tǒng)B左側(cè)黃色虛線的部分，使得冰斗系統(tǒng)B的左側(cè)翼缺失，同時(shí)由于受到冰斗系統(tǒng)B的影響，冰斗系統(tǒng)A形成單角“羊角谷”。圖8d(43°25′51″N，117°57′04″E)為后期的冰斗系統(tǒng)B推進(jìn)時(shí)遇到先期的冰斗系統(tǒng)A后停止前進(jìn)，隨后向兩翼推進(jìn)形成冰斗系統(tǒng)C與D，形成典型的“羊角谷”。圖8e(43°28′18″N，117°52′46″E)為冰斗系統(tǒng)特有的穿梁切壁現(xiàn)象，冰斗系統(tǒng)A向前推進(jìn)越過(guò)黃色虛線處的山脊線，進(jìn)入到對(duì)側(cè)流域后向兩側(cè)生長(zhǎng)，形成冰斗系統(tǒng)B與C，冰斗系統(tǒng)B的左翼海拔低于右翼海拔，同時(shí)表現(xiàn)出“羊角谷”特征。圖8f(43°15′07″N，117°47′48″E)為典型的冰斗系統(tǒng)，位于大青山北側(cè)，由于冰斗的弧形剝蝕作用的影響，最后在冰斗系統(tǒng)的兩側(cè)形成了A，B與D，E對(duì)稱的次級(jí)冰斗系統(tǒng)，在末端C處形成“羊角谷”，且這些次級(jí)冰斗系統(tǒng)之間由凸起的巖石障壁組成的殘弧與三角脊，這也是克什克騰旗阿斯哈圖石林的成因。圖8g(43°40′25″N，117°37′09″E)為冰斗系統(tǒng)典型的切壁穿梁現(xiàn)象，冰斗系統(tǒng)A向前推進(jìn)，在黃色虛線處越過(guò)山脊進(jìn)入另一側(cè)流域，并在另一側(cè)的側(cè)壁上切壁推進(jìn)形成冰斗系統(tǒng)B。圖8h(43°24′18″N，117°29′40″E)為山脊兩側(cè)的冰斗系統(tǒng)對(duì)蝕與側(cè)蝕的復(fù)合現(xiàn)象，A，B，C，E，F(xiàn)冰斗系統(tǒng)依次侵蝕了其前方冰斗系統(tǒng)的對(duì)脊與側(cè)脊，形成典型的“蛇形脊”。

a—切壁合圍現(xiàn)象；b—呑脊現(xiàn)象；c—冰斗切割現(xiàn)象；d—避谷“羊角谷”現(xiàn)象；e—越脊切壁現(xiàn)象；f—冰斗系統(tǒng)；g—越脊切壁現(xiàn)象；h—追脊侵蝕現(xiàn)象圖8 黃崗梁典型冰蝕地貌圖集

由上述冰斗系統(tǒng)的特征可見(jiàn)，黃崗梁山體地貌與喜馬拉雅山脈內(nèi)部的冰斗系統(tǒng)在地貌特征上具有極強(qiáng)的一致性。有些顯示出冰蝕面特征，據(jù)此分析在末次冰期MIS2階段(蒙山冰期)時(shí)，大興安嶺存在一定范圍的冰帽。

3 冰斗作用與風(fēng)化作用之間的差異性分析

風(fēng)化地貌的核心控制因素是地質(zhì)構(gòu)造，主要包括沉積構(gòu)造與斷裂構(gòu)造，巖石在構(gòu)造上的差異導(dǎo)致抗風(fēng)化能力的差異，故而形成差異風(fēng)化，具體表現(xiàn)為軟弱巖層、構(gòu)造破碎帶優(yōu)先風(fēng)化，地貌上表現(xiàn)為由軟弱巖層、斷裂破碎帶控制的線性構(gòu)造。由于風(fēng)化作用與冰斗作用的巨大差異，地球上沒(méi)有冰川作用影響的山區(qū)，其地貌均以構(gòu)造控制的線性延伸的風(fēng)化地貌特征存在，在澳大利亞缺少冰川作用的內(nèi)陸地區(qū)可以看到典型的風(fēng)化地貌。

風(fēng)化作用存在的差異風(fēng)化，是由巖石內(nèi)部自身結(jié)構(gòu)構(gòu)造的差異性控制的，而冰斗作用表現(xiàn)的差異風(fēng)化，是由于外部環(huán)境因素控制的。譬如高程上存在的差異性，即低處的冰斗已經(jīng)停止，高處的冰斗還在繼續(xù)，形成高程上的侵蝕差異，這與雪線的提升有關(guān)。積雪高程的差異，也造成冰斗作用的差異，如 “羊角谷”則為典型的積雪高程導(dǎo)致的差異性剝蝕。

經(jīng)對(duì)比研究，冰斗作用與風(fēng)化作用的差異存在以下基本特征(表1)。

表1 冰斗作用與風(fēng)化作用的差異性對(duì)比

對(duì)于冰蝕作用與風(fēng)化作用之間的差異性進(jìn)行研究，對(duì)于從本質(zhì)上理解地貌作用類型、作用過(guò)程具有重要的意義，以上差異性分析僅是初步的。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)喜馬拉雅山區(qū)冰斗系統(tǒng)的深入解讀，以及對(duì)我國(guó)東部中低山區(qū)的廬山、蒙山、黃崗梁等山體地貌進(jìn)行對(duì)比分析，形成如下幾點(diǎn)新的認(rèn)識(shí)：

(1)冰斗系統(tǒng)由縮口、三角脊、殘弧、U谷等基本形式組成，并具備避谷、吞脊、切壁、穿梁、逐高等特殊習(xí)性，形成特有的“羊角谷”、“蛇形脊”；冰斗系統(tǒng)是以環(huán)形剝蝕的方式推進(jìn)的，縮口是冰斗系統(tǒng)的起始點(diǎn)，三角脊、殘弧是冰斗推進(jìn)后的殘留，冰斗后壁是冰斗系統(tǒng)結(jié)束的位置。利用冰斗系統(tǒng)的過(guò)程性分析，比以往依靠單純的U谷、刃脊、角峰等方面的形態(tài)性描述，在冰蝕地貌的判斷中意義更大。

(2)通過(guò)對(duì)冰斗系統(tǒng)的演化過(guò)程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)冰斗系統(tǒng)的生長(zhǎng)與消亡，受制于雪線高程、積雪高程與坡向坡角三方面的因素控制。這與風(fēng)化作用的弱勢(shì)控制因素具有顯著的差別。

(3)以喜馬拉雅山區(qū)的冰斗系統(tǒng)特征為基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)東部地區(qū)的廬山、蒙山與大興安嶺的山體地貌進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)這些中低山區(qū)冰斗系統(tǒng)地貌明顯，表明這些山區(qū)也經(jīng)歷了第四紀(jì)冰川作用。