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The Formation of Shear Moraines: an Example from South Victoria Land, Antarctica

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

R. A. Souchez*
Affiliation:
Fonds National de la Recherche Scientifique et Service de Géomorphologie, Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgium
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Abstract

An analysis of the margin of the ice sheet in the upper Ferrar Glacier area of south Victoria Land, Antarctica, shows that the shear hypothesis and the theory of Weertman are both of value if an attempt is made to explain the formation of the morainic deposits of this area.

Three types of debris layer have been observed within the glacier:

  • i. Silty and sandy layers, with a slight dip towards the interior of the glacier, are separated from one another by white bubbly ice and blue dense ice at the edge of the glacier. They have resulted from a freezing-in process due to the formation of segregation ice and upwarping near the margin of the ice sheet.

  • ii. Fault planes in the glacier, filled with slabs and gravel, are the result of shearing which has occurred along and transformed thermal-contraction fissures. The debris has been scraped from the glacier bed, carried into the ice and ultimately transported along these planes.

  • iii. Three coarse debris layers of different ages associated with major shear zones at the boundary between stagnant and active ice.

Due to favourable circumstances, the debris layers of Weertman have been observed to be faulted by shear planes of the second type.

L’analyse de la bordure de l’indlandsis, dans la région du Ferrar Glacier, Victoria Land, Antarctique, montre qu’à la fois la notion de cisaillement et la théorie de Weertman expliquent la formation des dépôts morainiques de cette région.

Trois types de couches de débris ont été observées dans la glace: i.

i. des couches de sable et de limon à faible pendage vers l’intérieur du glacier sont séparées l’une de l’autre par de la glace bulleuse blanche et de la glace bleue dense. Elles résultent du processus de regel lié à la formation de glace de ségrégation et du relèvement des lignes de courant à la périphérie de l’indlandsis.

ii.

ii. des plans de faille remplis de plaquettes et graviers sont le résultat d’un cisaillement utilisant et transformant les fissures de contraction thermique. Les débris sont arrachés du lit et transportés le long de ces plans de cisaillement.

iii.

iii. trois couches de débris grossiers d’âges différents associées aux zones de cisaillement majeures à la limite entre glace stagnante et glace active.

Grâce à des circonstances favorables, les couches de débris de Weertman ont été observées faillées par les plans de cisaillement du deuxième type.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Bei der Untersuchung des Randes des Eisschildes im Gebiet des oberen Ferrar Glacier in Süd-Victoria Land, Antarktika, erweisen sich sowohl die Schertheorie als auch die Weertman’sche Theorie als wertvoll für den Versuch einer Erklärung der Bildung der Moränenablagerungen des Gebietes.

Im Gletscher wurden 3 Typen von Schuttlagen beobachtet: i.

i. Tonige und sandige Schichten, die mit leichter Neigung gegen das Innere des Gletschers einfallen, sind am Gletscherrand durch weisses, blasenreiches Eis und durch blaues. dichtes Eis voneinander getrennt. Sie sind das Ergebnis eines Einfrier-Prozesses infolge der Bildung von Absonderungseis und Aufbiegung nahe am Rande des Eisschildes.

ii.

ii. Verwerfungsflächen im Gletscher. gefüllt mit Blöcken und Schotter, wurden durch Scherung erzeugt. die entlang von Sprüngen—entstanden unter Wärmekontraktion—eintrat und diese dabei veränderte. Der Schutt wurde vom Gletscherbett aufgenommen, ins Eis getragen und schliesslich entlang dieser Ebenen transportiert.

iii.

iii. Drei Lagen groben Schuttes verschiedenen Alters, gebunden an grössere Scherzonen an der Grenze zwischen stagniertem und bewegtem Eis.

Infolge günstiger Umstände konnte eine Faltung der Weertman’schen Schuttlagen durch Scherflächen des zweiten Typs beobachtet werden.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1967
Figure 0

Fig. 1.Location of the upper Ferrar Glacier area and of the morainic deposit studied 1. Ice free area. 2. Direction of glacier movement. 3. Location of the morainic deposit studied

Figure 1

Fig. 2.The morainic field south-west of Altar Mountain1. Slabs and blocks aligned in the shear zone. 2. Small hills of debris on glacier ice. 3. Zone of ice pyramids and ponds. 4. Zone of continuous veneer of debris. 5. Marginal channel filled with regelation ice. 6. Localized shear planes filled with debris. 7. Polygonal pattern on ablation moraine. 8. Recessional cirque moraines. 9. Slope deposits. 10. Wind-blown snow accumulations near boulders. 11. Mountain walls. 12. Ice-movement direction

Figure 2

Fig. 3.The north-west margin of the morainic deposita. Marginal channel filled with regelation ice. a′. Ablation moraine. b. Scree deposits. c. Glacier ice with shear planes filled with debris and debris layers of Weertman. d. Continuous veneer of moraines. e. Morainic hills and ridges.1. Glacier ice. 2. Shear plane. 3. Weertman’s debris layers. 4. Veneer of morainic deposit. 5. Morainic ridge. 6. Line of debris associated with a shear plane. 7. Morainic deposit at the surface. 8. Regelation ice in the marginal channel

Figure 3

Fig. 4.Grain-size distribution curves of the fine fractionGroup 1. Cirque morainic deposits containing ground moraine. Group 2. Weertman’s debris layers. Group 3. Fines in the morainic ridges. Group 4. Fines in the shear planes