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氷河堆積物は、氷河の移動に伴う物質の侵食と巻き上げによって生じる。氷河の下流側に堆積し、末端モレーン、側方モレーン、中央モレーン、底モレーンを形成する。
氷河堆積物は、氷河によって直接堆積した一次堆積物と、河川による運搬やその他の過程によって再加工された二次堆積物に分類される。
ティルは氷河堆積物の一種で、氷河によって運ばれ、氷から直接、または氷から流れ出る流水によって堆積した岩石物質です。 [ 1 ]融解水によって再加工されることなく氷河によって直接堆積されるという点で、他の堆積物とは区別されます。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
氷堆積物は、特徴的に分級も層状化もされておらず、通常は固結していません。ほとんどの氷堆積物は主に粘土、シルト、砂で構成されていますが、小石、玉石、巨礫が氷堆積物中に散在しています。粘土が豊富であることは、乱流による再加工が不足していることを示しており、そうでなければ粘土は選別されるはずです。 [ 6 ]一般的に、粒径分布は2つのピーク（二峰性）を示し、粗い方のピークでは小石が優勢です。[ 4 ]
氷堆積物中の大きな砕屑物（岩片）は、通常、多様な組成を示し、数百キロメートル離れた露頭からの岩石の種類が含まれていることが多い。砕屑物の中には丸みを帯びたものもあり、これらは氷河によって運ばれた川の小石であると考えられている。砕屑物の多くは、面取り、条線、または研磨されており、これらはすべて氷河による摩耗の兆候である。砂やシルトの粒子は、通常、丸みを帯びているというよりは角張っているか、やや角張っている。[ 4 ]
1941年に地質学者チャウンシー・D・ホームズが行った綿密な統計的研究以来、氷堆積物中の細長い砕屑物は氷の流れの方向に沿って並ぶ傾向があることが知られている。[ 7 ]また、氷堆積物中の砕屑物はわずかに重なり合っており、砕屑物が上流に向かって傾斜している場合もある。[ 4 ]
氷堆積物は一般的に層状構造を持たないが、粘土分の多い氷堆積物は、上層の氷の重みによる圧縮によって層状構造を示すことがある。また、氷堆積物には砂や礫のレンズ状構造が含まれる場合もあり、これは氷堆積物ではない氷河堆積物への移行期の水による軽微かつ局所的な再堆積を示している。[ 2 ]
ティルという用語は、粗い岩質の土壌を表す古いスコットランド語に由来します。これは、1863 年に Archibald Geikie によって、氷河の一次堆積物を説明するために初めて使用されました。 [ 8 ]初期の研究者は、同じ種類の堆積物に対してボルダークレイという用語を好む傾向がありましたが、これは好まれなくなりました。 [ 9 ]粒度が悪く固結していない氷河堆積物が氷河から直接堆積したかどうか不明な場合は、ダイアミクト、または（石化した）ダイアミクタイトと呼ばれます。[ 4 ]ティライトは、ティルの石化によって形成された堆積岩です。[ 10 ]
氷河堆積物は主に氷底侵食と、移動する氷によって運ばれた、それまで存在していた未固結堆積物から生じる。岩盤は氷河の剥離と摩耗作用によって侵食され、その結果生じた様々な大きさの砕屑物が氷河の底に取り込まれる。[ 11 ]
氷河摩耗とは、流れる氷河の基底層にある砕けた岩石によって、その下の岩盤が風化される現象である。氷河摩耗のメカニズムは2つあり、1つは氷河によって運ばれる粗い粒子によって岩盤が条痕化され、下の岩石が削られること、もう1つはシルトなどの小さな粒子によって岩盤が磨かれることである。氷河剥離とは、氷河の底から大きな岩塊が取り除かれる現象である。[ 11 ]
氷堆積物中のシルトの大部分は氷河の研磨によって生成され、[ 4 ]氷堆積物が氷と岩盤の境界面に長く留まるほど、より徹底的に粉砕されます。しかし、粉砕プロセスは細かいシルトで停止するようです。氷堆積物中の粘土は、氷河作用によって生成されたのではなく、岩盤から侵食された可能性が高いです。[ 7 ]
氷河によって運ばれる堆積物は、最終的には 氷河の源から下流の一定の距離に堆積します。これは、氷河の融解帯と呼ばれる部分で起こります。融解帯とは、氷河の融解速度（蒸発、融解、その他のプロセスによる氷の除去）が降雪による新しい氷の蓄積速度を上回る部分です。氷が除去されると、堆積物が氷堆積物として残ります。[ 12 ] [ 13 ]氷堆積物の堆積は均一ではなく、1つの氷堆積平原には、さまざまな侵食メカニズムと運搬する氷河に対する氷堆積物の位置により、さまざまな種類の氷堆積物が含まれる可能性があります。[ 14 ]
氷堆積物は、氷底堆積物（氷の下）と氷上堆積物（氷の表面）に分類できる。氷底堆積物には、氷塊堆積物、氷底融解堆積物、変形堆積物などがある。氷上堆積物には、氷上融解堆積物と流動堆積物などがある。[ 15 ]氷河の後退（氷河の垂直方向の薄化、氷河の後退とは対照的）の地域では、氷河上の堆積物や地形が広く分布しています。これらは通常、地層堆積シーケンスの最上部に位置し、土地利用に大きな影響を与えます。[ 14 ]氷堆積物は、氷河の末端モレーン、側方モレーン、中央モレーン、および底モレーンに堆積し、古い文献ではモレーンと氷堆積物が混同されることがよくあります。 [ 16 ]氷堆積物はドラムリンやフルートとしても堆積することがありますが、ドラムリンの中には、層状堆積物の核に氷堆積物が覆っているだけのものもあります。[ 17 ]地形が互いに重なり合う傾向があるため、地形の氷河史を解釈することは困難です。[ 18 ]
氷河が溶けると、大量の氷堆積物が侵食され、再堆積した氷河堆積物の供給源となる。これには、砂丘の氷河性堆積物などの氷河性河川堆積物[ 19 ]や、形成される可能性のある氷河湖の年縞（年層）などの氷河性湖沼性および氷河性海洋性堆積物が含まれる[ 20 ] 。氷堆積物の侵食は、トンネル谷などの氷底環境でも起こる可能性がある[ 19 ]。
分類用レジには様々な種類があります。
従来（例えばDreimanis、1988 [ 21 ]）、堆積方法に基づいて一次堆積物をさらに細分化してきた。Van der Meer ら 2003 [ 22 ]は、これらの氷堆積物の分類は時代遅れであり、変形氷堆積物という単一の分類に置き換えるべきだと提唱している。その理由は、氷堆積物の組織や粒径の詳細な分析ではなく、氷堆積物の物理的環境の推測に基づいて分類されることが多い、異なる氷堆積物を正確に分類することが困難であることにある。
氷底堆積物とは、氷河の下に堆積し、下の地層に押し込まれた、つまり「押し込まれた」堆積物のことです。氷河が前進または後退する際、氷によって堆積された岩片は、氷自体よりも速度が遅くなることがあります。岩片と地層との間の摩擦力が、その上や周囲を流れる氷の力を上回ると、岩片は移動を停止し、氷底堆積物となります。
氷底融解堆積物は、氷舌の融解によって堆積する堆積物です。砕屑物は時間をかけて氷河の底に運ばれ、底部の融解が続くにつれて、氷河の下にゆっくりと堆積していきます。堆積速度は底部の融解速度によって左右されるため、融解に寄与する要因を考慮することが重要です。これらの要因には、地熱流束、滑動によって発生する摩擦熱、氷の厚さ、氷表面の温度勾配などが挙げられます。
氷底変形ティルとは、移動する氷河からの応力とせん断力が底面の地形を再構築する際に生じる氷河堆積物の均質化を指します。これらには、氷河以前の堆積物（非氷河性またはそれ以前の氷河性堆積物）が含まれており、これらは氷河によって踏みつけられ、融解プロセスや堆積によって変形しています。これらの堆積したティルが絶えず再構築されることで、高度に均質化されたティルが形成されます。[ 15 ]
氷上融解堆積物は氷底融解堆積物と似ています。しかし、氷底融解堆積物は氷河の底面融解によって生じるのではなく、氷河の上に堆積します。これらは、太陽放射による融解によって露出した砕屑物や堆積物から構成されています。これらの堆積物は、氷河上で相対的に高い位置にある堆積物、または氷河の底面から運ばれてきた砕屑物のいずれかです。堆積物の蓄積は融解とフィードバックループの関係にあります。最初は、色の濃い堆積物がより多くの熱を吸収するため、融解プロセスが加速されます。かなりの量の融解が起こると、堆積物の厚さが氷床を断熱し、融解プロセスを遅らせます。氷上融解堆積物は、最終的にモレーンを形成するのが一般的です。
氷河上流堆積物とは、融解によって生じた砕屑物や堆積物が密集した堆積物を指します。これらの堆積物はその後、融解作用の影響を受けます。不安定な性質のため、斜面を下る流れを受けやすく、そのため「流堆積物」と呼ばれます。流堆積物の特性は様々で、含水量、表面勾配、堆積物の特性などの要因によって変化します。一般的に、含水量が多い流堆積物は流動性が高く、流れの影響を受けやすくなります。主な流れの種類は3つあり、以下に示します。
氷堆積物がその後の埋没によって固まり岩となった場合、それは堆積岩である氷堆積物（ティライト）として知られています。南大西洋の両岸に存在する古代の氷堆積物の層が一致することから、大陸移動説の初期の証拠が得られました。また、これらの氷堆積物は、先カンブリア時代のスノーボールアース氷河期説を裏付ける証拠にもなっています。
氷河堆積物には、金などの貴重な鉱物の砂鉱床が含まれていることがあります。 [ 23 ] [ 24 ]ダイヤモンドは、米国中北部[ 25 ]とカナダ[ 26 ]の氷河堆積物から発見されています。氷河堆積物探査は、広範囲にわたって氷河堆積物をサンプリングし、金、ウラン、銀、ニッケル、ダイヤモンドなどの貴重な鉱物が含まれているかどうかを調べ、氷河堆積物によって示される流れの方向を使用して、鉱物を岩盤の起源まで追跡する探査方法です。[ 27 ] [ 28 ]
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