冰臼（英文：Giant’   kettle、Glacier   pothole）在冰川作用范圍內(nèi)，石頭被冰川內(nèi)或冰川下的冰水急流迅速旋轉(zhuǎn)和沖擊，使下伏巖層產(chǎn)生漩渦狀深坑。自19世紀(jì)以來(lái)，人們一直生活在北歐、在北美與現(xiàn)代河床無(wú)關(guān)的地方發(fā)現(xiàn)了許多冰臼彈。對(duì)冰臼成因的認(rèn)識(shí)一直是人為說(shuō)的、河成說(shuō)、冰川融水理論的歷程。外國(guó)地質(zhì)學(xué)家經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的研究經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，基本上確定了該冰臼是由20世紀(jì)30年代的冰川融水形成的。

冰臼是由冰川融水形成的。當(dāng)氣候變暖，冰的融化量增加時(shí)，冰的流水也會(huì)增加帶有鵝卵石的流水在現(xiàn)有的小坑中旋轉(zhuǎn)，沖擊和研磨，并越挖越深，它可以被磨成一個(gè)袋狀的坑。冰臼根據(jù)形狀不同可分為開(kāi)口冰臼、雛形冰臼、中字形冰臼、臼中臼形冰臼、雙臼疊加形冰臼；它可以按地區(qū)分為北部地區(qū)、中帶、南帶冰臼。

冰臼在世界上分布廣泛，中國(guó)的大量發(fā)現(xiàn)始于1997年，來(lái)自高緯度地區(qū)的北方國(guó)家內(nèi)蒙古、中低維河北到四川、湖南、浙江、廣東海南兩省相繼發(fā)現(xiàn)。內(nèi)蒙古大青山臼齒群是目前世界上最大的臼齒群。世界上發(fā)現(xiàn)的最大的單體冰臼是位于北京市延慶區(qū)大莊科鄉(xiāng)的白龍?zhí)?/a>冰臼。冰臼景觀常被用作旅游資源。在中國(guó)，對(duì)于廣東東部的低緯度地區(qū)，、低海拔地區(qū)為什么會(huì)有冰臼，目前還存在很大爭(zhēng)議。

形成時(shí)間

雖然沒(méi)有獲得有關(guān)冰磧形成年齡的直接證據(jù)，但冰磧形成的古代冰川的特征是、冰臼發(fā)育區(qū)冰川堆積物與冰臼分布地形、地貌特征和其他研究結(jié)果表明，該灰漿大約形成于2-300萬(wàn)年的第四紀(jì)早期。一些學(xué)者認(rèn)為，許多現(xiàn)存的山川河流的源頭是更新世時(shí)期的冰川活動(dòng)區(qū)、下游是冰水活動(dòng)區(qū)。它們的形成時(shí)間很復(fù)雜，包括早更新世的模制品和相對(duì)較新的模制品，它們共同形成了現(xiàn)代河谷底部的模制品。

形成原因

迄今為止，學(xué)術(shù)界公認(rèn)該冰臼是由冰川融水形成的。在冰川下，冰層和地下室之間經(jīng)常有流水，但這并不意味著不經(jīng)常流動(dòng)一般這種流水不大。然而，當(dāng)氣候變暖，冰的融化量增加時(shí)，冰的流動(dòng)水量有時(shí)會(huì)很大當(dāng)水流沖向小坑時(shí)，帶有鵝卵石的流水會(huì)在坑中打旋，沖擊旋轉(zhuǎn)研磨，越挖越深，然后研磨成袋狀的坑。

從19世紀(jì)到20世紀(jì)中葉，在關(guān)于冰臼的地質(zhì)著作中，只要提到它，就會(huì)聯(lián)想到水流和水流的侵蝕。按照那個(gè)時(shí)期的理解，冰臼是一股流、河流沖蝕而成的。與此同時(shí)，也有許多研究者對(duì)冰臼的河流形成理論產(chǎn)生了懷疑。

融水理論

后來(lái)研究人員發(fā)現(xiàn)那些位于山脊上的、丘頂、冰磧頂部巨石上的灰漿與河流侵蝕無(wú)關(guān)。所以還有另一種猜測(cè)：那些存在于今天 美國(guó)的河床可能沒(méi)有被現(xiàn)在的河流侵蝕，但過(guò)去的河床在水沖走松散的沙子后暴露出來(lái)。

亞歷山大（英語(yǔ)：Alexander）發(fā)表坑洼侵蝕（英語(yǔ)：Pit   eroion）在他的著名論文中有冰流假說(shuō)，認(rèn)為冰川地區(qū)的坑洞是冰下河流水侵蝕的產(chǎn)物，這一觀點(diǎn)被后世學(xué)者所接受。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：在冰川活動(dòng)區(qū)，幾百米甚至近千米厚的冰體融水具有垂直向下的融水流向在冰面上的洞穴中，當(dāng)融水進(jìn)入洞穴時(shí)，它就具備了形成旋流的條件，從而導(dǎo)致冰臼的形成；如果旋轉(zhuǎn)流的位置發(fā)生位移，就會(huì)出現(xiàn)雙筒冰臼、相交冰臼、連接冰臼或形成一組冰臼；如果洞穴的直徑擴(kuò)大，也可能形成環(huán)形冰臼。

融水實(shí)驗(yàn)

1932年的亞歷山大和2002年的摩根（英語(yǔ)：Morgan）目的探討融冰水成型冰臼的工藝。亞歷山大把實(shí)驗(yàn)對(duì)象放在一個(gè)直徑為20厘米的玻璃圓筒中，使旋渦速度達(dá)到80~100轉(zhuǎn)/幾分鐘后，只有非常細(xì)的沙子從底部升起幾厘米。因此可以看出：當(dāng)深度超過(guò)渦流坑中的直徑時(shí)，只有少數(shù)物質(zhì)可以被清除。亞歷山大還使用了一個(gè)更大的玻璃燒杯和一些玩“磨蝕作用”的大理石碎塊（或者小扁豆）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察水的流動(dòng)。還可以在水中添加一些食用色素，以更直觀地顯示水的模擬效果“冰臼”中的流動(dòng)形式。如左圖所示：在實(shí)驗(yàn)中，玻璃燒杯和插入水中的水管的循環(huán)模式用黑色箭頭表示，水通過(guò)中心的漩渦流出。

冰臼

2002年，摩根做了一個(gè)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，如右圖所示：冰臼形態(tài)和假設(shè)水循環(huán)。水從左邊進(jìn)入、它向下流入螺旋槽，然后在中心突出的基巖周?chē)h(huán)幾圈，從冰臼中間噴出。這表明水在冰臼中的循環(huán)是螺旋的，水體也從冰臼的中間通道排出。他發(fā)現(xiàn)灑水器垂直時(shí)產(chǎn)生的水流是直的而不是旋轉(zhuǎn)的，所以他得出了結(jié)論：這種水流可以在瀑布下形成水池。他還發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)水以一定角度流入冰臼壁時(shí)，才能在冰臼中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)水流，該水流沿冰臼壁螺旋下降，在底部旋轉(zhuǎn)并在中間再次上升。由于重力的影響，只有微小的顆粒才能被上升流提起。兩位研究人員的實(shí)驗(yàn)表明，水中的礫石對(duì)巖石表面的磨損起著工具作用。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，礫石不僅自身被磨損和磨圓，還會(huì)影響旋轉(zhuǎn)渦腔周?chē)幕鶐r（包括漂礫）產(chǎn)生明顯的磨損效果。如果巨石落入冰臼罐不要堵住冰嘴，它會(huì)掉進(jìn)灰漿里變成新的“工具”2006年， Mikolajczyk還繪制了這種冰臼的形成過(guò)程示意圖，這是冰下旋流的初始階段、發(fā)展階段、深化和提高類(lèi)，那么冰臼已經(jīng)形成。事實(shí)上，當(dāng)冰川消退期到來(lái)時(shí)，這三個(gè)階段同時(shí)存在。因此，在冰臼的發(fā)育區(qū)，你可以同時(shí)看到不同發(fā)育階段的冰臼，從外觀上看起來(lái)很顛簸、支離破碎。

上述實(shí)驗(yàn)證明，只有以一定角度向下流動(dòng)的水才能產(chǎn)生螺旋水流，它以快速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的形式侵蝕冰層，并隨著從冰層中獲得的大大小小的冰磧不斷向下鉆探，最終到達(dá)更大的冰磧或基巖，歷經(jīng)數(shù)年或數(shù)十年、幾百年、甚至更長(zhǎng)期的侵蝕，最后形成了各種各樣的灰漿。

北帶冰臼

北帶冰臼分布在北緯41°左右的地區(qū)。就具體位置而言，分布海拔約600米至1500米，山頂有圓頂（或冰蓋冰臼）山坡冰臼、山麓主要是模塑物，但也有一些巨石、洞冰臼、蜂窩狀冰臼分布；就形態(tài)而言，它是圓的、近圓形，冰臼密度高，相互交流現(xiàn)象頻繁發(fā)生，以1-大部分是2米，最大可以達(dá)到30多米。冰臼中幾乎沒(méi)有圓形礫石；但可以看到有少量巨大的冰川巨石落入其中，后期冰臼受寒冷冰凍輕微風(fēng)化。在冰臼附近經(jīng)常可以看到冰湖波浪侵蝕的相關(guān)地貌分布。如冰蘑菇、冰蝕洞、冰龕等，還有許多冰石林分布。就巖性而言，以花崗巖為主。

中帶冰臼

中層冰丘分布在北緯24°至41°之間。就具體位置而言，分布的海拔高度約為幾百米至2000米灰漿的類(lèi)型主要是山頂灰漿和山谷灰漿，也可見(jiàn)少量山坡灰漿。就形態(tài)而言，灰漿的形狀接近圓形、橢圓形或不是很不規(guī)則。冰臼大小在1-2米，規(guī)模較小、數(shù)量較少、密度不大。山頂沒(méi)有圓形礫石，但在山谷中有分布。河谷冰臼受流水切割破壞，利用轉(zhuǎn)化作用明顯。就伴生地貌而言，與冰臼伴生的冰湖波蝕地貌分布并不多見(jiàn)。天坑、天井、冰洞、山頂冰川湖最為發(fā)育。就巖性而言，冰臼所發(fā)育的基巖復(fù)雜多樣，包括花崗巖、火山巖、砂巖、板巖等。

南帶冰臼

南帶冰臼約在北緯17度.5到24毫米口徑的冰臼。就具體位置而言，分布的海拔高度約為幾十米至數(shù)百米，冰臼類(lèi)型多為山谷冰臼，偶有山頂冰臼和巨石冰臼發(fā)育。就形態(tài)而言，它是圓的、近圓形為主。冰臼之間的連通明顯，且分布密度大；大小多為1至2米，最大10米左右。冰臼中有許多圓形礫石。后期冰臼被流水切割、破壞利用和改造效果明顯。就伴生地貌而言，沒(méi)有與冰湖波浪有關(guān)的地貌類(lèi)型，天坑天井也很少見(jiàn)、冰洞、山頂有冰湖，很少有冰石林、冰峰叢地貌。就巖性而言，以花崗巖為主，其次為火山巖。