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。     

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(Lt,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(S0上、S0中上、S0中下和S0下)。这证明黑垆土发育过程中,在OSL年龄3.96～3.65ka,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...     

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。     

关中盆地杨官寨遗址古洪水事件释光测年

通过对泾河下游的野外考察, 在高陵县杨官寨仰韶文化遗址东南部发现夹有典型的古洪水滞流沉积层的全新世黄土-古土壤剖面。利用单片再生剂量法(SAR)测定了40～63μm粒径石英的光释光(OSL)年龄。从剖面获得的样品年龄数值处在2.27±0.06ka到14.26±0.58ka之间, 且与地层深度表现出良好的对应关系。通过样品OSL年龄与其埋深的关系, 结合粒度和磁化率数据地层对比, 以及文化层考古年龄, 确定了该全新世剖面的基本年代框架。研究结果表明, 在4.20～4.00ka泾河流域发生了第一期多次古洪水事件, 在3.20～2.80ka发生了第二期特大古洪水事件。这些古洪水事件与全球性气候突变事件同时发生, 是泾河流域气候水文系统对于全球变化的响应。     

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)。     

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。     

黄河中游漆水河古洪水与环境演变

Palaeoflood hydrological study is a frontal subject of global change study. Using sedimentology, geomorphology and OSL dating methods, the typical palaeoflood slackwater deposits were studied in the Qishuihe River valley. The results showed that five flooding episodes with 21 palaeoflood events occurred during 4300–4250 a B.P., 4250–4190 a B.P., 4190–4100 a B.P., 4100–4000 a B.P. and 3100–3010 a B.P., respectively, during the Holocene period. The palaeoflood peak discharges were calculated with hydrological models. With a combination of the gauged flood, historical flood and palaeoflood hydrological data, the archives of flood events were extended to over 10,000 years in the Qishuihe River valley, and the flood frequency-peak discharge relationship curve was established accurately. These research results played important roles in mitigating flood hazard, hydraulic engineering and also the development of water resources in the semiarid Weihe River basin.     

江汉平原钟桥遗址地层揭示的史前洪水事件

通过野外考古调查研究,利用对钟桥遗址疑似古洪水层和研究区现代洪水沉积物的锆石微形态、粒度、磁化率、Rb/Sr等地球化学指标的比较、AMS¹⁴C技术和考古器物断代,发现钟桥遗址在4800~4597 cal. a BP、4479~4367 cal. a BP和4168~3850 cal. a BP分别经历了三次古洪水事件并相应堆积了古洪水沉积层;结合江汉平原及其周边地区众多遗址的古洪水沉积层时代对比证据,揭示了屈家岭文化中晚期（4900~4600 cal. a BP）和石家河文化末期至夏代（4100~3800 cal. a BP）两次大洪水事件在江汉平原地区非常普遍。对史前洪水发生环境背景的进一步分析,反映江汉平原在5000~4500 a BP及4000 a BP前后的时段气候表现得不稳定,古洪水事件与气候环境变化驱动的江汉平原湖群扩张存在一定的联系,并影响区域新石器文化兴衰过程。同时,其它证据也表明该区社会发展过程和环境变化过程特别是古水文过程的矛盾在石家河文化末期已特别突出,发现具有全球意义的4000 a BP前后气候异常引起的大洪水事件是江汉平原地区石家河文化消亡的重要环境因素;而石家河文化末期该区内部或同中原以及其它地区间的冲突,都加速了石家河文化的崩溃。这些研究成果,提供了可靠的大禹时代史前洪水证据来说明其对新石器文化兴衰的社会影响,对于揭示4000 a BP气候事件中区域气候水文变化的响应规律,亦具有重要的科学意义。     

黑龙江的镜泊湖和古渤海国遗址

镜泊湖是我国最大的高山堰塞湖,全国重点风景自然保护区之一;上京龙泉府遗址是1200年前古渤海国的首都,当时也是亚洲屈指可数的大城市之一。     

湖泊沉积记录的古洪水事件识别及与气候关系

作为洪水灾害研究的延伸学科——古洪水研究,其所取得的大量研究成果基本都是基于河流古洪水水文学的研究。然而随着河流古洪水水文学科的发展,研究材料和方法的缺陷越来越凸显,而作为气候与环境变化信息重要收集器的湖泊沉积物在古洪水水文学上的研究可以弥补上述不足。本文重点综述了湖泊沉积物识别古洪水的方法以及古洪水与环境的耦合机制。主要分为两部分：其一,总结了湖泊洪水识别的4种方法,即湖泊沉积物岩性和粒径、地球化学指标、数学统计分析方法以及洪水与块体运动的甄别;其二,从成因上探讨了古洪水与大陆尺度大气环流变化、区域气候波动的遥相关性。最后,探讨了洪水事件和气候变化的具体物理机制,并对湖泊洪水与同区域河流洪水进行对比研究以及国内湖泊尤其高山地区湖泊洪水领域的研究等方面进行了展望。     

广东黄圃镇海蚀遗址的形成年代及古地理环境

广东中山市黄圃镇海蚀遗址是广东沿海至今为止所发现最大规模的海蚀遗址之一,古海蚀地貌延伸范围超过200米,海蚀洞、海蚀崖、海蚀平台等海蚀地貌仍保持得较为完好。根据地形特征、地层（钻孔）资料、海侵范围、史料记载进行综合确定了古海蚀遗址的形成年代和古地理环境。古海蚀崖所在的尖峰山由白垩系陆相红色碎屑岩系构成。黄圃附近地区在晚更新世末期第一次海侵前已经是一隆起地块,在晚更新世和全新世两次海侵时都处在较高的位置,出露的白垩系地层（尖峰山）为蚀余的低矮山地。这些残余山地在全新世海侵大部分时段内为珠江口古海湾中的岛屿,黄圃镇作为大陆岸线的时间很短,海蚀地形主要形成于晚全新世前海侵时（距今约6100～1600年）的岛屿时期。     

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。     

江汉平原近3000年来古洪水事件的沉积记录

洪水发生规律是洪灾预报的前提,已有的历史洪水记录时间尺度不足以认识和把握洪水的出现规律。因此,利用地质记录延长洪水时间序列,从地质记录中认识洪水的发生规律,显得非常重要和必要。江汉平原江陵地区的洪水地质记录表明,近3000年来,该区共发生了18次特大洪水漫滩事件。这些古洪水的频发与湿冷气候相对应。功率谱分析发现古洪水漫滩事件包含26、31、36、43、52、79、110年这样的周期。分析表明江陵地区古洪水发生的驱动因子可能是太阳活动。     

汉江上游沉积记录的东汉时期古洪水事件考证研究

总结近年来在汉江上游古洪水研究成果的基础之上,采用文献资料分析和洪水模拟计算方法,对汉江上游6个沉积剖面纪录的东汉时期古洪水事件进行了年代考证和洪水模拟计算。结果表明,通过分析文献记载的汉江上游东汉时期洪水影响范围、强度和程度,以及结合洪痕沉积规律,在时间上考证认为这6个沉积剖面记录的东汉时期古洪水事件可能是东汉建安二年（197年）九月的一次特大洪水事件。选取合适的河槽横断面和糙率系数,采用HEC-RAS模型对距离较近的4个沉积面记录的东汉时期古洪水事件进行洪水模拟计算,模拟洪水位与各剖面依据古洪水SWD恢复的洪水位误差在-0.18%~0.25%,而且模拟的1983年洪水位与剖面及其附近发现的1983年洪痕水位误差小于0.25%,说明洪水模拟计算选取的河槽横断面和水文参数准确、可靠,从洪水模拟计算的角度也说明了汉江上游沉积记录的东汉时期古洪水事件可能为一次特大洪水事件。该研究结果不仅延长了汉江上游洪水序列,而且也为汉江上游水利工程建设、水资源管理和防洪减灾等提供重要的水文资料。     

粤北小流域河漫滩沉积物的粒度与磁性特征及其古洪水识别意义

随着全球气候变化加剧,台风和强降雨等导致的洪涝灾害频发。如何在沉积记录中有效识别洪水事件,对于查明洪水频发规律具有重要意义。文章对粤北小流域的河漫滩沉积断面（秀丰断面）的沉积物进行了系统的粒度分析和磁性测量,深入分析洪水期沉积层和平水期沉积层不同的粒度和磁学特征,试图为沉积记录的古洪水识别提供新途径。结果表明：1）沉积物粒度组成主要为粉砂,从洪水期沉积层往平水期沉积层有变细的趋势。其中,洪水期沉积层识别出3层含砂量和平均粒径（Mz）表现为较高峰值的洪水事件记录。2）不同沉积层中磁性矿物的组成和来源基本一致,以磁铁矿为主,含有部分赤铁矿。矿物来源除流域内母质自然风化产物外,还包含大宝山尾矿库的输入。3）沉积物主要为悬浮沉积,前汛期持续的长期高水位有利于沉积物分选和沉积,导致处于洪水期沉积层的磁性矿物偏细;随着水动力的增强,洪水期沉积层中识别出的3个洪水事件记录中细粒磁铁矿和赤铁矿含量从河漫滩中部向顶部方向依次增加,同时磁性颗粒粒径变粗。因此,结合磁性参数与对磁性矿物组分的分析能更准确地识别洪水事件。研究区域细颗粒磁铁矿和赤铁矿对饱和等温剩磁的贡献高值叠加粗颗粒磁铁矿贡献降低的磁学特征可作...     

从新石器时代文化遗址看杭州湾两岸的全新世古地理

本文讨论范围,限于杭州以东,太湖以南,四明山和会稽山以北的地区,横跨杭州湾两岸。这里已发掘了一大批新石器时代文化遗址(图1),特别是余姚县河姆渡和桐乡县罗     

南京江北地区全新世沉积与古洪水研究*

根据区域调查和对南京江北剖面沉积物及埋藏古树和炭化木的年代测定,以及对孢粉、粒度、石英砂表面特征鉴定分析,发现本区存在晚北方期至亚北方气候期(8200±126aBP、7822±250aBP～7670±160aBP、7562±90aBP、4085±95aBP～4090±100aBP以及3730±90aBP)具有洪积特征的天然剖面地层,该剖面位于长江北岸二级阶地上,其洪积层系由古洪水期长江摆动时沉积所致。剖面上部厚0.53m的灰黄色土层系在亚北方期大约3000aBP～2850aBP的寒冷期中主要由风尘搬运堆积所致。     

赣北黄茅潭湖泊沉积记录的240年以来古洪水事件

古洪水研究是近几十年来全球变化研究的一个热点,同时也是难点。本文利用赣北黄茅潭的湖泊沉积,建立了小冰期以来全球变暖背景下的区域洪水记录。采用²¹⁰Pb和¹³⁷Cs方法厘定了地层年代,基于粒度与元素地球化学指标的对比分析,揭示了器测记录(1950年)以来指标记录的特点与区域日降水超过50 mm天数的关系,认为黄茅潭HMT-01孔粒度(包括粗粉砂+砂/粘土比值、平均粒径)和Zr/Rb、Ti/Rb、Zr/Fe比值可作为洪水指标记录,共识别出1950-2010年期间记载的13次洪水事件中的11次。基于这些指标记录及指标特点,共识别1769-1950年间由历史文献记录的31次洪水事件中的23次,识别率达74.2%。研究表明：①湖泊沉积中Zr/Rb、Ti/Rb、Zr/Fe比值和粒度参数(平均粒径、粗粉砂+砂/粘土)作为洪水指标,对洪水事件沉积有较好的指示作用,且Zr/Rb比值对洪水事件的检出率较高;②黄茅潭流域洪水发生频率暖期高于冷期;③年代际尺度上,1820s-1840s,1860s-1870s为19世纪冷期黄茅潭洪水高频期,这两个阶段对应东亚夏季风偏强,长江中下游地区降雨较多;20世纪赣北黄茅潭洪水基本随1920s-1940s,1980s-1990s两个变暖阶段而高频出现,与长江中下游大洪水演变特点基本一致。研究结果为利用湖泊沉积记录反演过去的洪水变化,延长洪水序列、认识洪水规律提供了一定的科学依据。