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...     

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)。     

闽江下游黄岐屿遗址的光释光测年

为了更好地理解闽江下游的连江县黄岐屿遗址的环境背景和考古年代,在已有AMS¹⁴C年代学研究的基础上,选择黄岐屿遗址的T2剖面进行年代学样品采样,在室内运用中颗粒石英的单片再生剂量法进行光释光年代学研究。结果表明：黄岐屿遗址地层的OSL埋藏年龄范围为8.5±0.5－4.4±0.2 ka,属于早－中全新世阶段的沉积/文化地层。其中2019118样品的年龄为4.4±0.2 ka,属于昙石山文化,与AMS¹⁴C年龄相当;2019117样品年龄为5.7±0.3 ka,可能存在年龄的高估;2019119样品的年龄为8.5±0.5 ka,受采样环境的影响,该地层的OSL埋藏年龄可能指示遗址底界的最大年龄。对比黄岐屿遗址所在的福州盆地地貌和环境演化过程以及区域史前人类活动发现,该遗址对应6 500－4 000 a B P的大暖期气候和相对高海面时期,该时期福州盆地发育了众多的同时期的史前遗存,区域内产生了繁荣的昙石山文化和昙石山下层文化。新石器时代末期4.2－4.0 ka气候突变的冷事件、4 000－3 000 a B P太平洋两岸热带－亚热带地区的气候环境的急剧变化以及北方吴越文化的侵入可能是造成该遗址缺失后续文化遗存的原因。     

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。     

光释光测年单个黄土样品测片个数选取问题的统计学研究

光释光测年多颗粒实验中单个样品的测片个数选取没有一定标准,从几十到一百多个不等。通过分析7个黄土中颗粒(38~63 μm)样品,分别进行了不同测片个数的等效剂量的实验及统计分析研究。每个样品的等效剂量由SAR法和SGC法得到,每个样品不同测片数的等效剂量结果进行了多种统计分析和检验。认为在风成沉积物的光释光测年实验中,当一个样品进行实验的测片数达到20~30个测片时,样品的等效剂量分布形态就趋于稳定;即此测片数较合理——既能较准确反映统计意义上的样品的古剂量,又不至于进行大量重复性工作;这对于水成沉积物光释光测年中单个样品的测片个数选取也有一定的参考价值。     

长江三角洲全新世沉积物光释光测年研究

长江三角洲是研究古海岸沉积环境演化的理想区域。选取长江三角洲平原一支长岩芯钻孔上部55 m层位的沉积物进行光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年研究。根据沉积物粒度特性,在实验前处理过程中,提取100~200 μm或63~100 μm粗颗粒石英矿物进行OSL测年。测年样品的预热坪与剂量恢复实验表明选择180℃作为预热条件较为合适,石英OSL信号衰退曲线以快组分为主。条件实验结果、等效剂量分布以及各测片的循环比、热转移等方法学层面的实验结果表明,OSL测年技术对该孔的沉积物测年具有适应性和可靠性。通过年代—深度关系模型,建立该段地层中全新世以来的年龄框架。依据该孔的年代地层序列并结合前人工作,探讨全新世以来长江三角洲的沉积演化。     

新疆阿尔泰山东段冰碛物光释光测年研究

冰川是塑造地表形态最积极的外营力之一,对冰川地貌的年代学研究是重建古冰川发展史的关键,也是研究气候变化的重要途径。冰碛物是冰川作用的直接产物,代表过去发生的冰川事件,对冰碛物进行准确测年能够为重建古冰川的进退、理解区域古气候变化提供年代学支撑。本文在新疆阿尔泰山东段采集了8个冰碛物样品以进行光释光测年,利用单片再生剂量法对90~125 μm的石英颗粒进行等效剂量的测定。通过等效剂量值频率分布特征及De（t）坪区图分析得出大部分冰碛物的光释光信号晒退不彻底,所以利用一阶动力学公式对持续激发的光释光信号晒退曲线（CW-OSL）进行多组分拟合拆分,得到快速、中速、慢速3种组分,依据分离出的快速组分确定等效剂量值。研究结果显示,距今32 ka以来阿尔泰山东段区域在MIS3阶段、MIS2阶段、8.2 ka左右、全新世大暖期及新冰期等5个时段有冰川发育,冰川发育与气候变化密切相关。     

汉江上游郧县庹家湾剖面光释光测年及意义

在野外考察基础上选择湖北郧县庹家湾剖面为研究对象。在对磁化率和粒度进行分析的同时,用单片再生剂量法进行了光释光测年（OSL）地层断代。OSL测年数据显示：剖面样品年龄处在55.11~13.57 ka BP,且与地层深度呈现出良好的对应关系,此剖面为黄土风化堆积形成。黏粒含量、黏粒/粉砂值以及磁化率值等气候替代性指标数值在马兰黄土层228~260 cm和294~370 cm深度明显高于典型马兰黄土（L₁）,具有明显的成壤特征,通过OSL测年数据判断时间为27.26~21.59 ka BP,说明在晚更新世时期气候并非持续稳定的寒冷干旱,而是具有一定的波动,在此期间气候相对温暖湿润,而且此次气候事件在黄土高原地区其他沉积记录中也有良好记录。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱—半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。就前人对共和盆地25个风成剖面的102个光释光(OSL)年代结果进行分析,总结出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的,但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6～7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1～2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14～10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14～10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3～2 ka和6～4 ka,此外在9～8 ka也有发育。     

基于释光测年的福建晋江海岸沙丘粒度记录的风沙活动

采用OSL测年技术对福建晋江海岸沙丘剖面(SHA) 进行加密采样测年和粒度分析,初步确定了研究区近1000a 以来海岸沙丘发育的主要时段,以OSL测年值为基础,在统一时间标尺上综合对比东亚季风变化序列和福建沿海地区台风登陆记录,探讨了控制研究区海岸沙丘发育的主要因素.研究表明：(1) SHA沙丘表现为典型的海岸风成砂特征,海岸沙丘沉积后受风力侵蚀和后期化学风化作用的影响,粒径变粗,分选性变差,各粒级组分和粒度参数特征发生较大变化;(2) 近1000a 以来晋江海岸带海岸沙丘发育可划分为3 个时期,分别为AD1050~1300、AD1470~1600、AD1720~1950,尤其是小冰期(LIA),海岸风沙活动强烈,海岸沙丘发育盛行;(3) 近千年来区域降水量、海平面和台风强度变化与研究区海岸沙丘发育之间的关系尚不明确,而冬季风强度对海岸沙丘发育的影响明显,即海岸风沙活动期主要对应冬季风较强时期,但近50 年来海岸风沙活动较弱除了主要受冬季风减弱影响外,主要与人类经济活动所造成的地表覆被条件发生变化有关.     

Cryogenic wedges on the NE Qinghai-Tibet and Ordos Plateaus: Their characteristics,origin and OSL dating

Cryogenic wedges developed due to very cold, rather arid conditions during the maximum of the last cold event when the drying up of the neighboring China Sea resulted in the failure of the East Asian Monsoon. As the climate ameliorated and the Monsoon rains reappeared, ice-wedges developed. Further warming permitted thawing of the ice infillings accompanied by replacement of the ice by sediments partly from the host ground as well as from the surface by wind or sheet wash. In cases of extreme surface water flow on slopes after 10 ka B.P., small baydjarakhs typically c. 50 cm high developed, only to have the resulting hollows infilled by sediments carried by wind and/or sheet wash. These shallow structures form a network on top of many of the cryogenic wedges. This complex history makes dating the ages of the wedges difficult using OSL methodology. Unfortunately, past field work ignored the problem of the angle of the cut face to the direction of the wedge infilling when sampling the contents of the narrow wedges, resulting in potential contamination of the samples with the host sediment. Sampling of the larger deposits should be alright, but the likelihood of contamination makes the interpretation of the resulting OSL dates from the narrow wedges questionable. Primary wedges consisting of primary mineral infillings should still have similar OSL dates with depth for a given wedge, but the distinction between ice-wedge infillings and soil wedges is difficult since both can exhibit older dates of the infillings with depth. The available data suggests that ice-wedges were significantly more common than sediment-filled primary wedges. A protocol to avoid having to obtain large numbers of OSL dates by more careful field sampling and the use of grain size determinations is provided in the Appendix.     

萨拉乌苏地区末次冰期酒坊台剖面光释光年代及其环境意义

萨拉乌苏地区位于毛乌素沙漠东南部,属于东亚季风的北部边缘区。由于萨拉乌苏地区还拥有我国非常重要的旧石器考古遗址,该地区的气候变化广受国内外学者的关注。通过野外考察发现,在萨拉乌苏河谷酒坊台地区的上部地层中,广泛沉积有两层湖相沉积物。在米浪沟湾选择剖面,共采集了8个光释光样品,以此来恢复湖泊发育的年代及环境变化。根据地层沉积相对比和年代学结果,得出在约40~30 ka毛乌素沙漠东南边缘地区发育有古湖泊,说明当时的有效湿度较高。通过区域对比,发现毛乌素沙漠和其他亚洲季风区在氧同位素3阶段(MIS3)晚期都有古湖形成或高湖面记录,说明这些湖泊的演化过程存在一定的等时性,反映当时亚洲夏季风的增强及有效湿度的增加。     

Palaeomagnetism and radiometric dating of the British Tertiary Igneous Province: Muck and Eigg

Summary. The lavas, dykes and other intrusive bodies of Muck and Eigg have been sampled for palaeomagnetic purposes. All the bodies are reversely magnetized except for four dykes of Muck which are normally magnetized. The lavas show variations of direction of magnetism believed to be a record of secular variation.
The radiometric dates support the geological evidence that the lavas of Eigg and Muck predate parts of the Rhum central igneous complex, the lavas of Rhum and Canna and some of those of Skye. The combined evidence shows that most of the activity took place during an R-N-R-N sequence between 63 and 58 Ma. The younger R-N sequence is the same as the first part of the R-N-R sequence found in Mull but the Sgurr pitchstone of Eigg and parts of the Eastern Redhills of Skye belong to later reversed intervals and correspond to Chron 26r and Chron 26. The igneous activity occurred over a 10 Myr period from about 63 Ma and can probably be associated with Chrons 27r to 23r of the Harland et al. time-scale.     

1644-2009年黄河中游旱涝序列重建与特征诊断

据清代各县级政区的历史沿革,及现存历史文献资料的详细程度,选取黄河中游18个代表站点,在提高空间分辨率的基础上,采用旱涝等级法与面积加权法重建了1644-2009年各站点旱涝等级序列。利用小波分析、累积距平、滑动t-检验等方法,检测了全区过去366年旱涝发生的周期、阶段性和突变点。结果显示:旱涝序列存在21年、70年、114年左右的多年代际尺度周期信号;1644-1683年、1737-1775年、1885-1921年为多雨期,1684-1736年、1776-1814年、1922-2001年为少雨期;目前黄河中游开始进入雨涝多发期;1815-1895年旱涝波动频繁,气候进入不稳定期;过去366年存在2个由干旱转为雨涝期的气候突变点,分别位于1723-1726和1814-1816年。