河流沉积

冰川融水牵引和运输沉积物，这些沉积物随后沉积在冰川上、冰川内、冰川下或冰川外。冰川上或冰川内的沉积可能发生在地表通道和冰川或冰下隧道中。陡峭的河道坡度和光滑的冰壁抑制了表面(冰川上)河道的沉积，它们对水流及其沉积物负荷的摩擦阻力很小(图4.1A)。然而，由于这些渠道的流量变化，沉积确实会发生，因为当流量下降时，沉积物可能会暂时停留在活动渠道中。泥沙也可能沉积在坡度下降和泥沙负荷高的河道中。龈上通道通常是短暂的，当它们被废弃时，沉积物会滞留在其中。

在与冰床接触的冰下隧道中，摩擦阻力较大。隧道内沉积的沉积物由层状砂和砾石组成的片状单元，其中可能出现次级床层形式，如波纹、沙丘和分级床层。在这种隧道内的沉积可以在一定程度上通过应用为管道内固体沉积而发展的理论来理解。在管道内确定了四种流动状态:(i)在低流速时，固定床很少或没有发生输送;(ii)随着流速的增加，物质开始作为一个单一单元滑过床层;(iii)在较高的速度下，所有颗粒都发生悬浮，尽管较粗的部分仍被输送到隧道底板附近;和(iv)在非常高的速度下，所有粒子都在悬浮中移动，没有大小排序。如果在最后的流动状态下流速迅速下降，就会产生大量非均质的非分选沉积物。尽管进行了这些工作，但人们对冰下隧道内的沉积过程知之甚少。

冰下融水也可能在冰下岩洞中沉积沉淀溶质的薄层(图8.17)。正如我们在第4.8.2节中看到的，冰下融水可以溶解可溶性成分并运输它们。这些物质又会沉淀形成薄涂层。这些涂层既可以填充浅层凹陷，也可以集中成小的线状隆起。这些沉淀物在上面发育最好碳酸盐岩如石灰石或白垩。在挪威，曾经被基洞覆盖的基岩区域经常出现棕色染色，这是由于冰下融水在基洞中沉淀铁氧化物造成的。

图8.17瑞士Tsanfleuron冰川前的冰下碳酸钙沉淀照片。这些沉淀物与之前的冰流平行排列，从右到左。[摄影:M. Sharp]

二氧化硅的沉淀也被注意到。一般来说，这些沉淀局限于以前的冰下洞，并被认为是冰川的产物复冰．当冰在基岩障碍上流动时压力融化在上游发生，在下游发生再冻结或再冻结(见第3.3.2节)。再冻结使溶质集中在融水中，导致它们最终在基岩障碍的背风处沉淀。许多沉淀物呈线性形式是由于富溶质的融水被喷淋流动的冰．当岩石表面暴露在冰消作用时，这些涂层很快就被风化作用溶解和去除。因此，它们长期保存的潜力很小。

冰川边缘以外的沉积过程得到了更好的理解。冰川以外的沉积发生的方式与常规的相同河流相沉积，但有以下例外。

1.水通常更冷，密度更大，因此更粘稠。水的粘度随温度的降低而增加。增加粘度会降低沉降速度用于悬浮颗粒，并允许更大体积的悬浮沉积物被运输。

2.水沙排放具有很强的季节性。例如，阿根蒂埃冰川下的水流流量在冬季为0.1 m3 s-1，夏季为11 m3 s-1。在Nisqually北美的冰川6月份5分钟的输沙量就等于1月份的全部输沙量。同样，巴芬岛十年冰川每年60%的沉积物负荷在1965年的24小时内就被排出了。因此，泥沙排放具有很强的季节性。它也有所不同在白天．大部分流量发生在融水季节早期的雨季洪水期间(见第4.7节)。

泥沙以悬浮和床上荷载(牵引和跳跃)两种形式运输。大量的研究试图记录沉积物负荷融水流以及它随时间的变化。通过水样取样可以比较容易地测量悬浮沉积物;然后对水样进行过滤或蒸发，以确定沉积物含量。结果表明，在冬季，当排放可以忽略不计时，融水每升只含有几毫克的沉积物。在夏季，这个数字上升到每升几克。悬沙含量在夏季初期达到峰值河流系统在冰川内被冲洗干净(见第4.8.2节)。悬沙含量也每天变化，在许多冰川的最大日流量之前达到峰值(图4.10)。相比之下，对沉积物作为床质移动的准确估计就困难得多，而且季节变化也很困难不太为人所理解目前(专栏8.5)。根据冰川的特殊特征，对这两个组成部分(悬浮荷载与床质荷载)的相对重要性的估计从悬浮荷载占总输沙量的40%到90%以上不等。冰川前的沉积可以分为三个区域，尽管每个区域之间的边界有些不清楚。这三个区域是:(i)近端区;(ii)内侧区;(iii)远端区。

继续阅读:专栏85冰川融水流中的沉积物输送

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