5石环 摄影/单之蔷
青藏高原常见的冻土地貌
冻土是指温度在0℃以下并含有冰的各种岩土。青藏高原的多年冻土面积约150万平方公里,占全国冻土面积的70%,是中国面积最大、最集中,也是世界上中低纬地区分布范围最广的多年冻土区。
在高原冻土区,伴随着土层中水的冻结和融化,发生着一系列奇异而独特的冻土现象。冻胀石笋、冻胀丘、石芽、石条、热融滑塌等地貌形态,共同组成了冻土“家族”。
在冻土地区,由于冻结作用使土层局部隆起而产生的丘状地形,称为冻胀丘。冻胀丘一般发育于冻土地区的湖积或冲积层中,大小不等。一年生冻胀丘分布在活动层内,高数十厘米至数米,夏季消失,地面下沉,常引起地面变形、道路翻浆等工程地质病害;多年生冻胀丘深入到多年冻结层中,则规模较大,常可高达10—20米,基部直径150—200米。(图1)
石条是碎石与细粒物质呈条形相间顺坡排列的地貌现象。由于岩屑坡上的碎石经反复冻融及冻融分选使碎石汇集于低处,又经重力作用碎屑顺坡向下延伸而形成石条。(图2)
热融滑塌发生在夏季,是暴露的地下冰层受热融化,其上覆的草皮和土层失去支承而塌落的现象。冰层融水稀释了塌落的物质,并在重力作用下沿着斜坡缓缓下滑。(图3)
冻胀石笋,也称冻拔石,由粗颗粒和适量细颗粒组成的土中的石块,在反复的冻融过程中会产生逐渐向上的移动,形成冻胀拔石。冻拔石在高山和高海拔丘陵都有发育,高度一般在20-50厘米,在青藏高原的长岭可见高达1.2米的冻拔石。(图4)
在天然条件下,地表物质常常是粗细混杂的。由于石块和土的导热性能不同,冻结速度也各不一样。碎石导热率大,就会先冻结,水就会向石块附近迁移并在其附近形成冰,水形成冰后体积就会膨胀,使碎石移动,这样粗的物质和细的物质就会产生分离,这就是冻融分选作用,因为它就像筛子一样将不同的物质分离。在平缓而又粗细混杂的地表层,经冻融分选作用,泥土和小的岩屑集中在中间,岩块就会被排挤到周边,呈多边形或近圆形,好像有人有意识地将石头围成一圈,这种冻土地貌叫作石环。(图5)
石环多分布于山口、平缓的坡麓、谷底及冰水冰碛平台这些地下水丰富的地区。由于土壤水分饱和,又经过频繁的融冻交替,把土中粗细颗粒分选成多边形石和斑状土。石环是细土物质被多边形的石砾所环绕,在地表呈石砾的环环相连,构成一个有一定规则的环形图案。