冬天，在我国北方，人们经常会看到地面出现一些宽度不等的裂缝，有时纵横交叉，这些裂缝就是由寒冻劈裂作用形成的。

土层在负温条件下体积发生收缩，由于土层在不同深度处的温度不同，而体积变化也不同，因此便产生收缩应力。在这种应力作用下，土体便会开裂，这一开裂过程被称为寒冻劈裂，也有人称它为冻裂。寒冻劈裂所产生的裂缝宽度和延长深度和土层的温度梯度、水分状况和成岩程度等有着密切的关系。

以寒冻劈裂为基础，再经反复冻结与融化，便可形成土脉、砂楔、冰楔(脉冰)及冰楔假型。它们的共同特征是在地面形成多边形裂缝，因此统称多边形构造。多边形构造的直径大小不等，小者4~5米，大者20~30米，还有更大的。土脉和砂楔延续深度一般不超过季节融化层;冰楔和冰楔假型可穿过季节融化层延深到多年冻土层内。在苏联西伯利亚北部，可以见到长达20~30米的脉体。

土脉和砂楔:土脉和砂楔是在寒冻劈裂基础上，经反复冻融或者风的堆积作用而形成的，但二者形成的环境有较大的差别。土脉多在湿冷环境条件下形成。地表潮湿，季节融化层的含冰量较大;砂楔多产生在干冷环境条件下，风的作用比较强，季节融化后的含冰量很少。寒冻劈裂夏天若被水充填，冬天水冻结成冰，便形成了季节性冰楔。由于水变成冰后体积增大，因此使寒冻劈裂扩宽加深。春夏季裂缝内冰体融化，部分裂缝空腔被围岩充填，次年冬天，裂缝聚积水又冻结成冰楔，裂缝再次扩宽并往下延深。如此多年，便形成了土脉。如地表温度条件无大的波动，土脉延深到季节融化层底部停止了发展。到目前为止，在我国多年冻土地区正在发展的土脉还没有发现。不过，已经停止生长的土脉还是很多的。不仅在多年冻土地区有，而且在广大季节冻土地区也有分布。例如，近几年通过野外调查，在黄土高原的定边、神池，大同，以及东北的吉林、辽宁北部等地都曾发现过土脉和砂楔。砂楔的发育过程与土脉不同。由于它形成在干冷气候环境，风的作用强烈，裂缝内没有水而被砂子育填。冬天来了，裂缝在收缩应力的作用下，再次开裂，之后又被砂充填，如此反复，便形成了砂楔。青藏高原近几年发现许多砂楔，有的已停止发展;有的砂楔中间还存在着裂缝，说明它还在发育成长。据国外研究，不同的土质在寒冻劈裂时对温度条件要求各不相同。土质愈粗，含水愈少，则开裂所需的温度愈低。一般情况下，泥炭土、亚粘土及淤泥质亚砂土，开裂所需的年均地温为-1~-2℃;粉质亚砂土、粉砂及细砂，开裂所需的年均地温为-2~-4℃;中粗砂及砂砾，则要在-5~-8℃开裂。

脉冰(冰楔)及冰楔假型:脉冰是土脉的进一步发展。当地表温度很低，寒冻劈裂贯入季节融化层以下时，夏天上部季节融化层融水浸入冻土上限以下裂劈，继后冻结成冰。次年夏天，季节融化层融化，并有融水浸入，经如此反复冻结与融化，脉冰逐渐增宽和向下发展。在地表温度比较稳定的情况下，脉冰侵入到一定深度时就不再往下发展，此时脉冰发育进入成熟阶段。有地表松散层逐年堆积的条件下，随土层加积，冻土上限逐渐抬升，脉冰随之向上增长。在这种情况下，就是地表温度较稳定时，脉冰长度仍要逐年增大。苏联西伯利亚西部20~30米长的脉块，大多是在地表土层加积条件下形成的。曾先后在大兴安岭伊图里河及西昆仑山发现脉块。它们的个体不大，脉冰上宽0.1~0.3米，延续深度到冻土上限以下1.0米左右。这些脉冰大都停止生长，据冰体中亚粘土块测年，属于距今3000年寒冷期的产物。由于气温升高，或是地表水淹没等原因，造成冻土退化，脉冰消融，脉冰空腔被塌落的围岩和上部土脉充填，这样便形成了冰楔假)。从外形上看，冰楔假型与土脉、砂楔很相似，但仔细观察，二者则有不同。冰楔假型个体大，而且延续到冻土上限以下;土脉、砂楔个体小，延深一般不超过季节融化层。冰楔假型在季节融化层呈锅底状断面，在冻土上限以下呈楔状断面;土脉及砂楔多呈单一的楔状断面。冰楔假型往往存在明显的塌落构造和围岩滑向楔内的痕迹;土脉围岩有时也能看到滑向楔内的痕迹，但不像冰楔假型那么明显，同时弯曲度也不大。由于脉冰延深到冻土上限以下。因此，脉冰形成的温度要比土脉及砂楔更低。对于细粒土(泥炭土、亚粘土、亚砂土)来说，其中形成冰楔所需的年均地温为-4~-5℃;粗粒土(中粗砂及砂砾石)中形成冰楔所需的年均地温，则为-6~-10℃。[2]

俗话说:"冰冻三尺，非一日之寒。"北方地区，冬季温度常在0℃以下，潮湿的土壤呈冻结状态，这种现象在气象学上称为冻土。温度愈低且持续时间愈久，冻土层便愈厚。根据埋人地面气象观测场中的冻土器内水柱冻结的部位和长度，可探测冻结层次的上限和下限深度。

进入北极圈，冻土厚度可达200~600米，有的地方甚至达到了1000米。在北冰洋沿岸，冻土层厚达400~900米，这里是世界上冻土厚度最后的地方，最厚的地方达1400米。

在世界各地，冻土带占据苏联领土的一半，加拿大和阿拉斯加的大部分地区，地球陆地面积1/4。我国冻土带主要分布在北纬30度以北的广大地区，此线以南几乎不见冻土。西部川陕地区由于山脉地形屏障，北纬33度以南未出现过冻土现象。

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