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Boudinage in Glacier Ice — Some Examples

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

M. J. Hambrey
Affiliation:
Geologisches und Geographisches Institut, Eidg. Technische Hochschule, Sonneggstrasse 5, 8006 Zürich, Switzerland
A. G. Milnes
Affiliation:
Geologisches und Geographisches Institut, Eidg. Technische Hochschule, Sonneggstrasse 5, 8006 Zürich, Switzerland
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Abstract

Boudinage structures have only rarely been reported in glacier ice, yet they seem to be widespread in Swiss glaciers. They form in debris-free, strongly foliated ice by the stretching, necking and rupture of layers or groups of layers, when the principal compressive strain axis lies at a high angle to the layering. Two main types of boudinage are distinguished. The first results from the difference in competence between fine-grained and coarse-grained ice, and indicates that the former is more resistant to flow than the latter. The second occurs in more equigranular ice which shows a strong planar anisotropy; associated with the necking of such ice is the development of shear planes, along which the layers are displaced. As in deformed rocks, it is not possible to determine the directions of the finite principal strain axes from the boudinage structures alone. Although the boudins described here all occur in longitudinal foliation, it is suggested that they are likely to form in other situations also.

Résumé

Résumé

L'existence de structures de boudinage dans la glace de glaciers n'était guère reconnue auparavant; cependant, ces structures semblent être répandues dans les glaciers suisses. Elles étaient formées dans la glace fortement feuilletée par tension, amincissement périodique (“necking”) et rupture des strates ou groupes de strates, quand les directions principales de raccourcissement sont inclinées à un angle fort par rapport à la stratification. Deux types principaux de boudinage peuvent être distingués. Le premier est un résultat de la différence de compétence entre les glaces fines et grossières et indique que la glace fine est plus résistante à l'écoulement que ta glace grossière. Le deuxième type se produit surtout dans de la glace à composition homogène qui montre un plan d'anisotropie bien développé; associé au “necking” d'une telle glace, on trouve souvent le développement de plans de cisaillement le long desquels les strates sont décrochées. Comme dans le cas de déformation de roches, on ne sait pas, à partir seulement des structures de boudinage, déterminer les directions des axes principaux de l'effort qui a été subi. Bien que les boudins ci-décrits se produisent tous dans une foliation longitudinale, nous émettons l'hypothèse qu'ils peuvent probablement se former aussi dans d'autres situations.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Bisher ist Boudinage in Gletschereis kaum beschrieben worden, obwohl Boudinstrukturen in Schweizer Gletschern weit verbreitet sind. Sie entstehen in reinem stark laminiertem Eis und zwar durch Streckung, Einschnürung und Zerreissen von Lagen oder Verbänden von Lagen, wo die kurze Achse des Verformungsellipsoids mit einem hohen Winkel zur Laminierung liegt. Zwei Typen von Boudinage können unterschieden werden. Der erste ist durch Kompetenzunterschiede zwischen Eislagen verschiedener Korngrössen bedingt und zeigt, dass das grobkörnige Eis eher fliesst als das feinkörnige. Der zweite Typ kommt in mehr äquigranularem Eis vor, das aber eine ausgeprägte Planarparallellextur besitzt. In diesem Fall entwickeln sich Scherflächen, an denen die Lagenverbände verschoben werden, an der Stelle, wo das Zerreissen stattfindet. Aus diesen Strukturen allein ist es nicht möglich die Lage der Hauptachsen des Verformungsellipsoids zu bestimmen, wie dies bei deformierten Gesteinen auch der Fall ist. Obwohl die hier beschriebenen Boudins alle im Zusammenhang mit longitudinaler Laminierung vorkommen, können sie unter gewissen Bedingungen auch in anderen Teilen von Gletschern entstehen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1975
Figure 0

Fig. 1. Cut-away block diagram of a typical boudinaged layer, showing the terminology used in the text.

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Fig. 2. Boudinage and pinch-end-swell structures in layers of different degrees of competence with respect to the matrix [after Ramsay, 1967, fig. 3-44). Layer A is much more competent than the matrix (barrel-shaped boudins), layer B moderately more competent (sausage-shaped boudins), layer C slightly more competent (pinch-and-swell), layer D is the same as the matrix.

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Fig. 3. Sketches and interpretation of foliation boudinage in rocks, (a) in green schists, Tittelsnes, Hardangerfjord, Norway, (b) in colour-banded marble, Piano di feccia (quarry), Ticino, Switzerland.

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Fig. 4. Sketch map of structures in the tongue of Vadret da Morleralsch. based on vertical air photographs (18 August 1971) and field measurements, showing location of the described boudinage features. The stereograms are lower-hemisphere equal-area projections of pales to foliation on the two transverse profiles XX ' and YY'.

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Fig. 5. Foliation boudinage in the wall of a crevasse, Vedrei da Morteratsch (fir location, see Fig. 4). The near-vertical joints are the traces of former crevasses. Note the displacement of foliation by a shear plane at the boudin neck. Glacier flow is from left to right.

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Fig. 6. Orientation of incremental strain ellipses and principal strain axes in the plane of the ice surface under different flow conditions in an idealized valley glacier (based on Nye, 1952, fig. 9).

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Fig. 7. Boudinaged zone in longitudinal foliation, lower Grosser Aleischgletscher, made up of numerous fine-grained ice layers surrounded by coarse-grained ice. A shear plane at a high angle to the layering displaces the layering at the boudin neck. Glacier flow is from right to left.

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Fig. 8. Boudinaged layer of fine-grained ice in a matrix of alternating fine and coarse-grained layers (longitudinal foliation). Vadrec del Forno. Glacier flow is from right to left.

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Fig. 9. Pinch-and-swell structure in a layer of fine-grained ice iu a matrix of coarse clear ice, Vadrec da l' Alfogna. The structure is exposed in the wall of a transverse crevasse and is slightly folded. Glacier flaw towards the mover.