青海喇家遗址史前灾难成因的探索与辨析

在黄河上游官亭盆地的考古发掘中喇家史前灾难遗址的发现让人震惊,其灾难的成因是近年来人们争论的焦点。本文从地球科学的视角入手,在详细野外考察的基础上,利用第四纪地质地貌学、沉积学、古洪水水文学等多学科交叉的研究方法,对当前关于喇家遗址史前聚落毁灭原因的各种观点进行科学辨析,尤其是对剖面中红色粘土层与喇家遗址北部大红山脚下的岗沟源区沉积物及其上游积石峡黄河古洪水滞流沉积层的对比研究,结果显示：在距今3950年前,伴随着强烈地震发生了暴雨山洪,源自于北侧谷坡大红山地区的大规模泥流,沿着岗沟、吕家沟倾泻而下,彻底的掩埋毁灭了这个重要的古村落,造就了喇家史前灾难遗址。     

青海喇家遗址土壤序列及史前山洪泥流灾难释光测年研究

位于青藏高原东北部边缘的青海民和官亭盆地喇家遗址,保存着全新世环境变化、人类活动、复杂地表过程演变与突发性灾难事件的记录。关于其史前群发性灾难的成因及发生年代问题,争议颇多,受到国内外学术界和媒体的广泛关注。经过多年来深入彻底的调查研究,在上喇家村南侧、喇家遗址北部区域首次发现完整连续的晚更新世晚期以来黄土—土壤地层剖面。在详尽的土壤与沉积学观察和层次关系分析的基础上,系统性采集样品,进行了光释光测年。由此在黄河第二级阶地风成黄土与黑垆土类土壤为主的区域,建立起了喇家遗址土壤沉积物地层序列与年代框架。结果表明,该剖面从12000 a BP堆积发育至今,从下至上的层序为晚更新世马兰黄土顶部（L_1-1）、全新世早期过渡性黄土（L_t）、全新世中期古土壤（S₀）、近代黄土（L₀）与现代土壤层（MS）。其中在全新世中期古土壤黑垆土层（S₀）之内,OSL年龄3960-3650 a BP期间,发现有3层红色粘土质泥流沉积层插入,记录了3次大规模山洪泥流溢出沟槽、在平坦的阶地表面扩散沉积、掩埋齐家文化聚落而成灾的事件。综合多种断代方法结果,确定这3期山洪泥流灾难性事件分别发生在3850 a BP、3800 a BP、3600 a BP左右。其中第一场山洪泥流在阶地表面大范围扩散过程当中,覆盖了喇家遗址东部区域。这就充分表明,来自于官亭盆地北部第三系红层丘陵沟壑区的暴雨山洪泥流过程,与同时期发生的若干次大地震,共同毁灭了喇家遗址齐家文化聚落的东部区域。这些研究成果,对于深入探讨官亭盆地环境变化与人地关系演变规律、准确理解喇家遗址的形成、史前人类活动、突发性灾难及其毁灭过程问题,具有重要的科学意义。     

黄河上游官亭盆地喇家遗址地层光释光测年研究

通过对黄河上游官亭盆地喇家遗址周围黄河第二级阶地广泛的野外考察,在官亭镇下喇家村段发现了典型的风成黄土土壤层。在地层剖面可见其齐家文化层古地面被数组地震裂隙分割。有一层团块状的、鲜艳的红色粘土质泥流层覆盖了遗址的古地面,并且填充了地震裂隙。经过详细观测和采集光释光样品,应用单片再生剂量法(SAR) 获得该剖面样品的光释光(OSL) 年龄值。在此基础上,结合大量¹⁴C年龄数据和地层对比方法,确定官亭盆地黄河第二级阶地形成在35.00 ka BP,其后风成黄土土壤剖面开始发育。同时断定全新世古土壤S₀中间所夹红色粘土泥流沉积层及其下的地震裂隙的形成年代为3.95 ka BP。结合磁化率和粒度成分等气候替代指标分析,表明在35.00~11.50 ka BP 晚更新世晚期,亦即末次冰期的晚期(MIS-2),气候寒冷干燥,沙尘暴活动旺盛,在官亭盆地第二级阶地上堆积了典型的马兰黄土层(L_1-1)。在11.50~8.50 ka BP全新世早期,沙尘暴活动堆积了具有过渡性质的黄土层(L_t),反映气候逐渐变暖。在8.50~3.10 ka BP 全新世中期大暖期,气候变得温暖湿润,降水量增多,沙尘暴活动减弱,风化成壤作用强烈,堆积形成了黑垆土类古土壤层(S_0下、S_0上)。     

兰州盆地黄河800ka B.P.阶地的发现及其古地磁年代

兰州东盆地的枣树沟黄河第四级阶地(T4),砾石层顶高出黄河河面84 m,其上堆积厚约64 m的风成黄土,黄土地层中包括八层古土壤,最底部发育了古土壤S8.光释光(OSL)测年结果显示古土壤S1上部的年龄为70.4±7.6 ka.黄土古土壤对比以及磁性地层学研究表明,枣树沟T4上覆风成黄土的年龄为865 ka,T4至少形成于865 ka B.P..     

Dunes on the East Bank of the Yellow River to the South of Yumenkou, Shanxi

在禹门口南山西省河津、万荣县境内黄河阶地上发育了一些固定、半固定沙丘, 注入黄河的汾河将这些沙丘分成了南北两部分。北部的沙丘多在海拔400 m左右,高出现代黄河约35 m, 位于黄河的第二级阶地上,由两条南北向的沙垄和两垄之间分布的抛物线形沙丘构成特殊的景观。这些抛物线形沙丘一般高度约7～8 m,背风面突出,迎风坡坡度一般为15°～20°,背风坡坡度一般大于40°。风沙堆积下伏的河流堆积物的     

青海喇家遗址全新世中期土壤与泥流沉积物地球化学特征

通过对青海官亭盆地详细的野外考察,在民和县喇家遗址北部发现了典型的全新世中期风成黄土古土壤剖面。经过详细的野外考察、系统采样和地球化学元素分析、粒度、磁化率等指标测定,从剖面中初步鉴别出两组红粘土质泥流沉积层(RC_1、RC_2),分别记录了发生在3850 a B.P.至3600 a B.P.期间的两场大型泥流事件。该研究主要对剖面中两层红色粘土质泥流沉积层与古土壤层以及岗沟源区沉积物的地球化学性质进行对比研究。结果表明:(1)两层红粘土层均为喇家遗址后山沟源区域的暴雨山洪泥流堆积物,粘土质细粉沙质地,层次混乱,随古地面地形起伏变化,含沙石、黄土团块、陶片和木炭屑等。(2)单个泥流堆积层中,元素含量变化剧烈且有极值出现,这是多次暴雨泥流间歇性发生的有力证据。(3)两层红色粘土层与岗沟源区第三纪红粘土的理化特征都极为相近,据此,可推断出该剖面中两层红粘土层均源自北侧谷坡大红山(第三纪红色粘土)地区的大规模暴雨山洪泥流。这些研究成果对于深入理解黄河上游地区史前环境变化及其产生的自然灾害、人类活动之间的关系具有重大的科学价值。     

黄河之最

黄河上建成的第一座永久性桥梁,位于黄河流经的第一个县——青海省玛多,故称玛多黄河公路桥。它是我国大江大河干流上海拔最高的桥梁之一。长约87米,桥面上可并列两辆大型载重汽车。黄河上最长的峡谷是陕西与山西两省间的晋陕峡谷,全长725公里;最窄的峡谷是野狐峡,位于青海省同德、贵南县境内,仅10余米宽。     

官亭盆地喇家遗址全新世中期古土壤地层考古炭方剖面

正官亭盆地喇家遗址是一处以齐家文化为主的大型史前灾难遗迹,它的发掘具有重要的科研和考古价值。官亭盆地喇家遗址全新世中期古土壤地层考古炭方剖面,可以直观看到全新世中期黑垆土类古土壤地层中夹有两层红粘土质泥流堆积层,记录了两期大型的暴雨泥流事件,为我们揭开了喇家灾难的神秘面纱。详见本期《青海喇家遗址全新世中期土壤与泥流沉积物地球化学特征》一文。     

禹门口南黄河东岸沙丘初步研究

在禹门口南山西省河津、万荣县境内黄河阶地上发育了一些固定、半固定沙丘,注入黄河的汾河将这些沙丘分成了南北两部分。北部的沙丘多在海拔400m左右,高出现代黄河约35m,位于黄河的第二级阶地上,由两条南北向的沙垄和两垄之间分布的抛物线形沙丘构成特殊的景观。这些抛物线形沙丘一般高度约7~8m,背风面突出,迎风坡坡度一般为15°~20°,背风坡坡度一般大于40°。风沙堆积下伏的河流堆积物的¹⁴C年龄为26.40±0.8kaBP,表明沙丘形成于距今26ka以来。南部沙丘海拔高度近500m,高出现代黄河水面150m,覆盖于黄河第三级阶地之上。一个天然剖面揭示,第三阶地的底部为黄色中粗砂与灰绿色粉砂粘土互层,中部为灰黄色黄土,顶部为黄色风沙层。在黄土地层中可以识别出S₁古土壤和位于风沙堆积下面的可能为L₁SS₁的弱成土层。由此推断风沙堆积于距今3万a以来。黄河阶地上的沙丘是在特殊的地区和特定的时期;强大的风力、丰富的沙源和气候变干条件下形成的。虽然东岸沙丘已是固定、半固定沙丘,但沙化仍然是该地区的一个问题。由于3~4a前开始在丘前洼地栽种苹果树,破坏了下风向沙丘迎风面的植被,造成了原来已固定沙丘的活化,在沙丘顶部生成了新的小抛物线形沙丘,高度大于1 m。沙丘上裸露的树根指示表土已被侵蚀0.3 m。南部沙丘区的风蚀作用也很强,例如,万荣县裴庄乡西范村北一片柿树林的树根由于风蚀已经裸露1.2 m。     

曾昭璇教授一行重访七星岗古海岸遗址

在广州海珠区七星岗古海岸遗址发现 6 5周年以及遗址发现者吴尚时教授逝世 5 5周年之际 ,著名地理学家 ,82岁高龄的曾昭璇教授 ,带领广州地理研究所、华南师大地理系、广州市地方志办公室的有关科技人员于 2 0 0 2年 10月 16日 ,再次对古海岸遗址进行了考察。羊城晚报记者和海珠区政府为工作人员也参加了考察。七星岗古海岸遗址由海蚀崖、海蚀洞和海蚀平台 3部分组成 ,它们是在海浪侵蚀作用下形成的 ,是五六十年前广州古海岸存在的有力证据。如今海岸已南移 10 0ｋｍ以上。遗址印证了广州经历沧海桑田的变化 ,具有较高的科学、教育、旅游价…     

山西保德黄河最高阶地形成的时代

野外调查发现山西保德地区存在六级阶地序列,其中第四级阶地在保德保存最为完好,而最老的第六级阶地为晚第三纪阶地。保德地区各级阶地上砾石的岩性都以灰岩为主,砂岩次之,表明晚第三纪阶地与黄河低阶地物源相同,应该是黄河阶地。在磨扇沟T6阶地上覆厚度超过51 m的红粘土层,磁性地层的研究表明,该红粘土的底部年代在6.5 Ma左右,这与保德冀家沟的研究结果吻合,说明保德地区黄河最高阶地形成的时代约在6.5 Ma左右。而黄河则可能是伴随着8.0 Ma左右青藏高原东北缘的强烈隆升而形成。     

兰州盆地新石器时期遗址分布与地形的关系研究

研究遗址和地形等环境要素的关系有助于理解人地关系的作用机制。基于GIS空间分析和二元逻辑斯蒂模型分析了兰州盆地新石器时期马家窑和齐家文化遗址空间分布的特征、变化规律及影响因素，定量研究了地形等环境要素与遗址分布的关系。结果表明：新石器时期的马家窑文化、半山文化、马厂文化和齐家文化遗址均沿黄河分布，主要集中于河流阶地上坡度较小的区域。距河流的水平最近距离为318.6~17 721.7 m。新石器遗址特别是马厂遗址的空间集聚性明显。从马家窑类型、半山类型，发展到马厂类型，单一型遗址的占比逐渐由53.3%增多至92.6%。马厂类型的分布中心距离黄河最近。地形等环境要素显著影响遗址的空间分布，遗址出现概率主要受坡度、坡向和距黄河最近距离的影响，模型的解释程度可达65.0%。引入历史时期和现代聚落进行比较，历史时期聚落分布受到高程和坡度的影响，而现代聚落的分布主要受到高程、坡度和距河流距离的影响。聚落分布和影响因素的演变可能受到社会生产力发展的影响。     

青海喇家遗址地层划分及齐家文化废墟覆盖层成因分析

对喇家遗址进行了全面的野外考察,在其北部发现完整连续的全新世黄土-古土壤地层剖面。通过系统采样、粒度和磁化率等多种指标测试,结合OSL技术测年断代,建立了完整的土壤地层序列。深入分析土壤沉积物性质与地表过程,揭示了覆盖齐家文化废墟的沉积物的成因。研究结果表明：喇家遗址土壤沉积物地层层序自地表向下依次为：现代土壤（MS,0~1.50 ka B.P.）→全新世晚期风成黄土（L₀,1.50~3.10 ka B.P.）→全新世中期古土壤（S₀,3.10~8.50 ka B.P.）→全新世早期过渡性风成黄土（L_t,8.50~11.50 ka B.P.）→晚更新世晚期马兰黄土（L₁,>11.50 ka B.P.）。其中全新世中期黑垆土古土壤（S₀）被3组红色粘土质泥流（RC₃、RC₂和RC₁）和山洪沙土（FFD）沉积层穿插分隔为4个亚层（S_0上、S_0中上、S_0中下和S_0下）。这证明黑垆土发育过程中,在OSL年龄3.96~3.65 ka,对应于¹⁴C年龄3.85~3.60 ka B.P.出现一个山洪泥流盛行期,来自于盆地北侧沟谷的大规模暴雨山洪泥流,在大红山前古洪积扇前沿溢出沟槽、扩散覆盖了黄河第二级阶地面的土地。其中与大地震相伴随的第一期暴雨山洪泥流过程,摧毁了喇家遗址齐家文化聚落,造成居室内人群的死亡。     

黄河下游地区堌堆遗址时空分布特征及其与黄河洪水关系

通过对考古资料和古文献的查询、总结，阐释了黄河下游地区堌堆遗址的形成及其时空分布特征，利用地理学和统计学的方法，分析了该地区堌堆遗址分布与黄河洪水之间的关系。研究表明，堌堆遗址时间分布为大汶口文化、龙山文化、岳石文化、商周与汉时期，且主要分布在龙山文化时期，可能反映了古人类向黄河下游迁移及洪水相对频发的情势；汉代以后由于国家和黄河两岸居民抵御黄河洪水的策略转为筑堤，且此后一段时期黄河长期安流，致使堌堆被逐渐废弃。堌堆遗址空间分布为鲁西南，豫东北地区，位于历史时期黄河频繁改道与泛滥的重点区域，这些地区地势较低，容易发生洪水泛滥事件。研究认为黄河洪水是影响堌堆遗址分布的主要因素，洪水的出现迫使人类避往高处，而生活在平原地区的居民主要采取加高居住地的策略避洪，从而形成了堌堆——今日的堌堆遗址。     

黄土高原沟道流域产沙过程的初步分析

黄土高原的主要产沙地区是河口镇至龙门黄河干流两侧和泾、洛、渭河中上游,产沙时间集中7—9月或一、二次暴雨期。流域产沙量与河道断面输沙量基本一致。产沙最与降雨量加径流深组合因子成正比相关,并随坡度增大而增加,坡度超过25—28度水流面蚀强度减弱。砂黄土的可蚀性最大,黄土其次,粘黄土最小。灌木林的防蚀效果最好。近三十年来黄土高原的产沙量进一步增加,其中由人类活动而增加的沙量约占黄河平均输沙量的23～35%。沟道流域的产沙过程具有垂直分带规律。沟间地以细沟侵蚀产沙为主,沟谷地是水力、重力和洞穴侵蚀综合作用的场所。黄土丘陵区沟谷地的产沙量此沟间地大59.0%左右;黄土塬区产生的泥沙绝大部来自沟谷地。     

芦山地震汤家沟滑坡-碎屑流过程模拟

2013年4月20日四川省芦山县发生Ms7.0级强烈地震,诱发芦山县、天全县、宝兴县等多个县区2500多处崩塌、落石、滑坡、泥石流等次生灾害,但规模较小。天全县老杨乡汤家沟滑坡-碎屑流是此次地震诱发的最大一处滑坡,在地震作用下约有53万m~3的岩体自滑源区高速滑出。因剪出口下方山脊的阻挡作用滑体沿左右两侧发生分叉,此后分别沿春尖窝沟和干沟头沟高速运动,滑行约340 m和440 m后与各自沟谷侧壁发生撞击、爬坡解体为碎屑流,碰撞转向后继续向下滑行,总滑行距离约1.6 km,高程差约480 m。尽管关于芦山地震滑坡的研究很多,但对滑坡全过程动态模拟的研究较少。本文通过滑坡现场调查,解析了汤家沟滑坡的基本运动特征和滑体运动过程中发生的碰撞、铲刮、堆积等现象,并基于DAN3D动力分析软件,采用Friction-Voellmy复合模型反演了汤家沟滑坡运动全过程,得到了滑体的堆积、速度分布以及铲刮等特征。     

黄土洼古滑塌体引起的环境效应

滑塌是一种复合地质灾害,它改变地貌形态,并引起诸多环境效应。以陕北子洲县庞家沟黄土洼流域内的古滑塌体为研究对象,采用文献记载、野外调查、剖面分析等方法,对古滑塌体的形成原因、形态特征及其环境效应进行了分析。结果表明:黄土洼古滑塌体形成于1569年8月,是地震的次生灾害;古滑塌阻塞沟道,产生了侵蚀堆积地貌和堆积侵蚀地貌,塑造了平川地形,减轻了侵蚀强度;黄土洼天然坝淤地、后小滩沟和大嘴沟中,泥沙淤积后的沉积物中洪水旋回层具有"二元结构",其中"细淤泥层"对洪水具有指示作用;黄土洼天然坝淤地经过了440多年的淤积,其泥沙淤积最深厚度可达50 m,有效的阻止了水土流失,产生了积极的环境效应。研究结果为黄土洼古滑塌体的综合治理、天然坝系的保护和反演黄土高原近500年来沉积环境提供科学依据。     

黄土丘陵地貌形成模式与地貌演变

通过对陕西北部典型黄土丘陵区地貌调查,提出了黄土丘陵地貌形成模式,并对地貌演变进行了探讨。黄土高原原生黄土丘陵分布广泛,主要在下伏古丘陵基础上由黄土加积而成;次生黄土丘陵是黄土塬、黄土台塬等经沟谷侵蚀、改造而成。黄土丘陵区河流阶地和沟谷层状地貌反映了河流、沟谷的形成与演变。黄河一级支流形成于早更新世末;早中更新世末、晚中更新世初黄河一级支流和较大的二级支流形成了较完整的水系;中更新世末如韭园沟等较大的沟谷形成;晚更新世末河网、沟谷格局与现在已基本一致;尚未切入基岩的冲沟多形成于全新世;长度百米至数十米的切沟多是历史时期或近几十年来形成的。     

基于GIS的旧石器时代遗址时空分布规律的研究——以丹江口水库淹没区为例

在南水北调湖北文物保护管理信息系统支持下,采用文化类型、遗址面积和文化层厚度作为比较指标,运用空间分析方法研究淹没区旧石器时代遗址点的时空分布规律：不同时期遗址点高程变化、遗址点与河道水平距离间平衡关系,由此推断古环境和人地关系的演化。研究表明：文化层厚度大于5m的遗址点大都分布在高程155m以上区域且与河道中心线水平距离不小于800m;旧石器时代早期至中期人类活动沿汉江干流溯源而上,聚居地的高程增加、面积扩大、稳定性加强。     

冀东地区新石器时代到青铜时代聚落遗址分布规律及与环境变化的关系

冀东地区地处内蒙古高原、东北平原、华北平原的中间地带,是游牧文化和中原文化的过渡地带,在文化发展与传承中占有特殊地位。本文以冀东地区新石器时代至青铜时代聚落遗址为研究对象,利用ArcGIS软件和该地区30 m分辨率的SRTM DEM数据,建立了新石器时代到青铜时代冀东地区815个古聚落遗址的GIS数据库,对冀东地区聚落遗址分布密度、分布重心进行了分析,探讨了海拔高程、坡度、距河流远近等环境因子对不同时期聚落遗址分布的影响。结果表明:(1)新石器时代至青铜时代聚落遗址分布的平均密度呈稳步上升的趋势,由新石器时代的10.73×10~(-4)个/km~2到青铜时代的58.8×10~(-4)个/km~2;聚落遗址分布重心由燕南丘陵区(30×10~(-4)-36×10~(-4)个/km~2)转移到燕北山地地区(195×10~(-4)-234×10~(-4)个/km~2);(2)新石器时代到青铜时代聚落遗址集中分布在距河流中心线3 km以内的区域,但青铜时代3km缓冲区以外的聚落遗址比例升高,濒河性呈减弱趋势;(3)新石器时代至青铜时代聚落遗址变迁表现出明显的由低海拔(50 m)到较高海拔(500-1000 m),由低坡度(3°)到较高坡度(7°-15°)转移的趋势;(4)环境变化对平原地区聚落遗址的影响远大于山区。