店頭古村落地質(zhì)環(huán)境分析

李 佼，王崇恩

（太原理工大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院，太原030024）

1 保護(hù)與開(kāi)發(fā)工作中的必要性

1.1 考古價(jià)值

店頭古村落是我國(guó)第五批歷史文化名村之一，也是太原市唯一的一個(gè)歷史文化名村，其行政區(qū)劃現(xiàn)屬太原市晉源區(qū)晉源街辦所轄。它座落于呂梁山支脈太原西山“九峪之首”的風(fēng)峪溝中，四周群山環(huán)繞，北依蒙山，南面龍山，西望妙前山，東鄰太山；季節(jié)性河流的風(fēng)峪河自西向東從村南流過(guò)，最后匯入汾河；村前有太古公路穿過(guò)，交通十分便利。

店頭古村落是一座以石碹窯洞為主體的古堡，東西綿延1km；其依山就勢(shì)，據(jù)有關(guān)專家考證，是始建于古代先秦的軍事戰(zhàn)略要沖［1］。雖歷經(jīng)千年的風(fēng)雨滄桑、歷史的血火考驗(yàn)，依然保持了其軍事特色的建筑原貌。它憑借其獨(dú)特的建筑風(fēng)格、深厚的歷史文化內(nèi)涵，在全省乃至全國(guó)實(shí)屬罕見(jiàn)；其險(xiǎn)要的軍事戰(zhàn)略要沖，也成為山西甚至全國(guó)古堡群中的不可多得的瑰寶。店頭古村落東距晉陽(yáng)古城5km，近年出土金棺槨的太山龍泉寺，距古村落東也僅有1km，周邊還有聞名于世的蒙山大佛、天龍山石窟、晉祠等名勝古跡。周邊這些古跡的存在，更彰顯出保護(hù)與開(kāi)發(fā)店頭古村價(jià)值的獨(dú)特魅力?，F(xiàn)僅保存有主體基本完好的古窯就有460余間，總體分前后三排、上下四層，錯(cuò)落有致，窯與窯之間互通暗道，可從村東至村西，縱伸的串通暗道可以引領(lǐng)人們從地下一層到達(dá)半山腰的最高一層［2］。在每一個(gè)古窯中，分別辟有窗戶、瞭望口。在一些窯洞中有石碾、儲(chǔ)水石槽、儲(chǔ)糧之室。有一些窯洞的通風(fēng)、采光、排水等系統(tǒng)設(shè)施齊備、科學(xué)合理。古窯機(jī)關(guān)重重、縱橫貫通，既可隱蔽，又可出擊，體現(xiàn)了古堡的詭秘與神奇。一些專家從古堡的古窯間數(shù)測(cè)算，原規(guī)模的古窯群落在古戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期可屯兵上萬(wàn)。古堡的古窯群建筑無(wú)論是整體布局還是實(shí)用價(jià)值，都體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)在建筑設(shè)計(jì)方面的別具匠心，反映和凝聚了古代人民的智慧與晉陽(yáng)文化的底蘊(yùn)，因此極具有保護(hù)與開(kāi)發(fā)及科學(xué)研究?jī)r(jià)值意義。

1.2 地質(zhì)環(huán)境分析的必要性

如何保護(hù)、開(kāi)發(fā)與整治好店頭古村落，可以肯定地說(shuō)不單單是建筑學(xué)科領(lǐng)域的任務(wù)，它應(yīng)是一項(xiàng)涉及多學(xué)科領(lǐng)域的系統(tǒng)工程。特別是在景觀整治方面，首當(dāng)其沖亟待解決的就是所處的地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)研究問(wèn)題。地質(zhì)環(huán)境作為店頭村的宏觀背景，在保護(hù)與開(kāi)發(fā)整治中自然應(yīng)把其放在首位考慮，一旦忽視或脫離了當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)地質(zhì)環(huán)境的實(shí)際情況而去主觀地進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)，不分析其是否有可行性，就可能會(huì)對(duì)保護(hù)與開(kāi)發(fā)工作造成不可挽回的損失與嚴(yán)重的后果。目前國(guó)內(nèi)對(duì)古村落的保護(hù)與開(kāi)發(fā)在其基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境方面的研究并沒(méi)有引起重視。對(duì)店頭古村落的基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境研究盡管是科學(xué)保護(hù)與開(kāi)發(fā)中需解決的首要問(wèn)題，但直到目前還未見(jiàn)到有關(guān)的研究成果。

2 地質(zhì)特征

2.1 地貌

在太原西山地區(qū)的東南端，有著名風(fēng)景區(qū)為蒙山與龍山。在兩景區(qū)間的低山地帶有一長(zhǎng)溝，歷史悠久的風(fēng)峪溝。風(fēng)峪溝主溝長(zhǎng)約10.5km，走向東偏南，溝中發(fā)育有一條季節(jié)性河流－風(fēng)峪河，店頭村就處于距風(fēng)峪溝口約3km處風(fēng)峪河的北側(cè)。

風(fēng)峪河發(fā)源于廟前山東南側(cè)，從風(fēng)峪河溝口以上算起，流域面積約39.45km2，河床縱坡降52.0‰。從店頭水文站以上算起流域面積約33.9km2。

從店頭古村落周邊地貌分區(qū)圖（見(jiàn)圖1）可以得知，該村落一帶的地貌屬構(gòu)造剝蝕侵蝕溶蝕的低中山區(qū)，溝底為碳酸鹽巖，出露地層為奧陶系峰峰組石灰?guī)r，南北兩側(cè)的中低山為碎屑巖區(qū)，出露為石炭系太原組等地層。溝底以侵蝕溶蝕作用為主，山峰以物理風(fēng)化為主。

圖1 店頭村一帶地貌分區(qū)簡(jiǎn)圖

2.2 地層

在店頭古村落一帶的基巖地層主要有奧陶紀(jì)、石炭紀(jì)與二疊紀(jì)出露。其地層賦存分布見(jiàn)圖2。

其村南側(cè)的溝底出露地層為奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）地層：下部巖性以淺灰、灰色角礫狀泥灰?guī)r、白云巖質(zhì)灰?guī)r為主，夾脈狀纖維石膏層；上部巖性為灰色厚層狀石灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r，地層厚約120m。

圖2 店頭村一帶地形地質(zhì)圖

從溝底向兩側(cè)山坡向上依次為石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）地層：下部為鐵質(zhì)黏土（局部可賦存窩子狀的山西式鐵礦）、鋁土巖、黏土巖、上部為煤線、石灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖能成。該組地層厚約25m左右。

再沿山拾階而上，出露有石炭系中統(tǒng)太原組（C3t）地層：從底部的晉祠砂巖開(kāi)始，至頂界的北岔溝砂巖底結(jié)束，中含巖性為深灰砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖、石灰?guī)r（4層）。煤層7層，分別為5，6，7，8，9，10，11號(hào)（從上到下排列），其中可采煤層為6、8、9號(hào)煤3層（屬全區(qū)穩(wěn)定的中厚煤層）。該組地層厚約85m。

在太原組地層上出露有石炭系上統(tǒng)山西組（C3s）地層（另一種地層劃分是將山西組歸入二疊系下統(tǒng)，本文采用山西省區(qū)域地質(zhì)志［3］中山西組歸入石炭系上統(tǒng)的地層劃分）：以底界的北岔溝砂巖（灰白色含礫中砂巖）開(kāi)始，灰色泥巖、炭質(zhì)泥巖、煤層組成。含煤5層，其中1，2，3號(hào)煤為全區(qū)可采煤層。該組厚約60m。太原西山煤電集團(tuán)官地煤礦的官地礦區(qū)東邊界距店頭村西約1km。

在山西組的上部賦存有非煤系地層的二疊系下石盒子組（P1x）及其山峰地段上覆的上石盒子組（P2s）地層：巖性主要以陸相的砂、頁(yè)巖為主。

松散沉積物為第四系全新統(tǒng)。

2.3 構(gòu)造

店頭古村落周邊的地層產(chǎn)狀平緩，地層傾向280°，傾角約2°—5°。因地質(zhì)調(diào)查工作程度低，其周邊尚未發(fā)現(xiàn)大的斷層，但有資料表明該區(qū)已有滑坡構(gòu)造的存在。

3 礦產(chǎn)與采礦活動(dòng)

3.1 礦產(chǎn)

店頭古村落地處山西省重要的賦煤與產(chǎn)煤區(qū)的太原西山煤田中。因此，在其景觀區(qū)內(nèi)賦存有煤系地層（太原組、山西組）的周邊山梁地帶，同樣賦存有豐富的煤炭資源。

在太原組地層內(nèi)，有全區(qū)可采煤層3層：賦存于太原組上部的6號(hào)煤層，厚1.5～2.0m，平均厚約1.7m；賦存于太原組中下部的8號(hào)煤層，厚4.0～4.5m，平均厚約4.2m；賦存于太原組中下部的9號(hào)煤層，厚2.4～2.8m，平均厚約2.6m。

在山西組地層內(nèi)，有可采煤層2層：有賦存于山西組的中下部2號(hào)煤層，一般厚1.8～2.4m，平均厚約2.1m；在其煤層下的3號(hào)煤層，一般厚3.2～3.8m，平均厚約3.4m。另在風(fēng)峪溝的上游地段有局部可采的1號(hào)煤層。

上述可采煤層的煤類均為PM，均是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力用煤。

在奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）地層中，局部賦存有透鏡狀的石膏礦體。在石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）地層與奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）地層不整合接觸面上，局部可賦存窩子狀的山西式鐵礦、透鏡體的鋁土礦、耐火黏土等礦產(chǎn)。但不構(gòu)成工業(yè)開(kāi)采礦體。

3.2 礦業(yè)活動(dòng)

在店頭村的南、北兩側(cè)景區(qū)的山谷中，常見(jiàn)一些以往的小型采礦活動(dòng)的痕跡。在古代就開(kāi)始開(kāi)采的礦產(chǎn)有煤、燒白灰用的石灰石礦，建國(guó)后至前些年還開(kāi)采過(guò)石膏、鋁土礦、建筑石料等。具有一定規(guī)模的開(kāi)采煤礦是在1958－2005年間，在距店頭村西北側(cè)500m的后面山區(qū)的就有2005年才關(guān)閉的年生產(chǎn)能力達(dá)3萬(wàn)t的原秋花壩煤礦。在距店頭村西約1 km以上地帶在區(qū)內(nèi)的也曾存多個(gè)小煤礦與民采小窯（近年來(lái)均已關(guān)閉）。風(fēng)峪溝內(nèi)采石膏的礦山曾達(dá)15個(gè)（2006年均已關(guān)閉）之多。盡管這些以往的礦業(yè)活動(dòng)現(xiàn)已禁止，但均不同程度遺棄有大量的廢渣、矸石等物，如遇洪水將會(huì)對(duì)下游的店頭村造成一定安全隱患。

4 地質(zhì)災(zāi)害

4.1 洪水與泥石流危害

據(jù)太原西山地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)圖資料（見(jiàn)圖3），店頭古村落及周邊屬風(fēng)峪溝泥石流地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等亞區(qū)（Ⅱ2）。

主要地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)為洪水與泥石流。其中晉（源）古（交）公路的店頭～廟前山段的修路切坡和采空引起的滑坡、崩塌、路面塌陷和地裂縫等災(zāi)害就十分發(fā)育，現(xiàn)大多數(shù)仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，危害隱患較為嚴(yán)重。

風(fēng)峪河在歷史上曾多次發(fā)生過(guò)洪水（或泥石流），如1668年、1775年風(fēng)峪溝山洪均有沖毀過(guò)古晉源城南部數(shù)個(gè)村莊的記載。1929年8月10日風(fēng)峪溝王家莊洪水流量經(jīng)推算可達(dá)448m3／s［4］。在最近發(fā)生的一次大的洪水災(zāi)害是1996年8月3～4日，太原西山地區(qū)以廟前山、石千峰為中心降了特大暴雨，梅洞溝雨量站實(shí)測(cè)40h降雨314mm。其虎峪溝、風(fēng)峪溝、九院沙河均暴發(fā)了山洪和泥石流，以風(fēng)峪溝北側(cè)相鄰的虎峪溝泥石流最大，形成多處漫堤決口，給沿河的太原市居民及廠礦造成了重大損失。其時(shí)店頭水文站記錄流量達(dá)92.7m3／s。風(fēng)峪溝洪流期間實(shí)測(cè)洪流最大含沙量為324kg／m3。平均149kg／m3，約占容積的5.6%，輸沙量49.3萬(wàn)t，平均每平方公里產(chǎn)沙1.45萬(wàn)t。山西季風(fēng)氣候暴雨的集中發(fā)生季節(jié)和暴雨呈現(xiàn)的年際周期，從水源條件上限定了泥石流形成的季節(jié)性和周期性。風(fēng)峪溝泥石流區(qū)特征見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)峪溝泥石流區(qū)特征表

本區(qū)降雨及洪水流主要發(fā)生在6—9月份，發(fā)生在7—8月份的機(jī)率可達(dá)80%以上。太原市1996年8月4日特大泥石流地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報(bào)告初步認(rèn)為本區(qū)暴發(fā)泥石流的雨強(qiáng)條件為：10min，1h，24h，72h降雨量限界值分別為15，40，120，250mm。也就是說(shuō)，離店頭村不遠(yuǎn)的西山一帶的降雨量在10 min內(nèi)不得超過(guò)15mm，1h內(nèi)不得超過(guò)40mm，24 h內(nèi)不得超過(guò)120mm，72h內(nèi)不得超過(guò)250mm，否則此地區(qū)就極可能暴發(fā)泥石流。店頭村位于風(fēng)峪溝下游一帶，泥石流來(lái)臨必然會(huì)給店頭古堡帶來(lái)巨大的破壞與損失。因此，從古到今風(fēng)峪溝會(huì)發(fā)生洪水與泥石流是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。

4.2 滑坡與采礦棄渣隱患

圖3 店頭村一帶地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)圖

風(fēng)峪溝中的太古公路，在店頭村西至廟前山段的公路切坡、礦業(yè)活動(dòng)的采空區(qū)引起的滑坡、崩塌、路面塌陷和地裂縫等災(zāi)害十分發(fā)育，大多數(shù)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。特別是在店頭村西、風(fēng)峪河南部溝口，地質(zhì)調(diào)查已存在中小型土體滑坡，包括前些年采礦活動(dòng)的棄渣廢物均是該區(qū)不容怱視的安全隱患。

5 對(duì)景觀環(huán)境的開(kāi)發(fā)整治建議

1）風(fēng)峪河溝不宜搞造河工程。凡旅游之地，只要有河、有水，其景色就自然有了生機(jī)，店頭村風(fēng)峪溝中風(fēng)峪河如能都象雨季時(shí)節(jié)充滿了潺潺流水肯定是大家所企盼的，因此不可避免地在開(kāi)發(fā)整治中會(huì)出現(xiàn)主觀規(guī)劃設(shè)計(jì)造河工程的構(gòu)想。但不要忘記：風(fēng)峪河道系間歇性的山洪溝，排洪防洪是其主要功能。雨季一遇暴雨，山洪即至，洪峰高而延續(xù)時(shí)間較短，倘若設(shè)計(jì)營(yíng)造人工河工程必然會(huì)影響排洪防洪功能，排泄不暢就極易造成決堤毀壩隱患。因此，建議在開(kāi)發(fā)整治中，一定要將防洪排洪功能放在第一位考慮。根據(jù)風(fēng)峪溝防洪排洪中現(xiàn)存問(wèn)題，必須要考慮該全山洪溝道疏通整治，保證有足夠的行洪斷面。強(qiáng)化河道管理，堅(jiān)持河道清障，也是店頭村防洪的一項(xiàng)費(fèi)微而效宏的有力措施。對(duì)于處于店頭古村落一帶的排洪溝，其河道在清理整治后需結(jié)合其環(huán)境的美化，堤防的形式應(yīng)采用高標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量較高的砌石護(hù)岸為佳。除此之外，還應(yīng)加強(qiáng)非工程防洪措施如采用自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行雨水情檢測(cè)和洪水預(yù)報(bào)，也是做好店頭村防洪非常重要的一項(xiàng)措施。

2）整治前要進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害隱患調(diào)查。在店頭古村沿途需開(kāi)發(fā)的古景點(diǎn)甚多。由于本區(qū)從歷史上一直在進(jìn)行著礦產(chǎn)采掘活動(dòng)，采礦形成的隱患如地裂縫、塌陷、人工棄渣都應(yīng)是整治前需查清的對(duì)象。只有查清這些，才能做到在根本上的治理與整治。單純考慮古建文物的修復(fù)保護(hù)與開(kāi)發(fā)整治是不妥當(dāng)?shù)模诰皡^(qū)古建筑、連接道路下及周邊，是否有采空區(qū)，是否存在滑坡、崩塌隱患危害，有無(wú)斷層存在都非常重要。調(diào)查清楚才能做到整治后的長(zhǎng)治久安。如店頭村西南側(cè)的山神廟西側(cè)溝口邊坡就存在滑坡需要進(jìn)行治理。

3）多搞生態(tài)開(kāi)發(fā)。本區(qū)景觀要盡量多搞生態(tài)開(kāi)發(fā)。在山谷中等不影響村落整體環(huán)境景觀的部位，多搞經(jīng)濟(jì)林，如結(jié)合山中景觀及本土樹(shù)種有意開(kāi)發(fā)核桃園、棗園、果園等生態(tài)采摘園區(qū)。這樣不但可以增加村民的收入和村落保護(hù)經(jīng)費(fèi)，同時(shí)也改善了山體植被現(xiàn)狀，美化了村落周邊環(huán)境。

4）注意采礦遺址的開(kāi)發(fā)。對(duì)于露天采礦點(diǎn)挖礦遺留下的陡面，采用固化修復(fù)技術(shù)較好，因?yàn)槎该嫔系牡V層松動(dòng)、地裂及大量土層傾瀉，容易導(dǎo)致滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害。具體修復(fù)措施：首先傾瀉土層及松動(dòng)破碎礦石要做清理，其次上層地裂可用水泥、鋼釘加固，再貼上專門的植草磚，表面覆土，種植豆科或是藤蔓植物［5］。

針對(duì)由開(kāi)挖煤田導(dǎo)致的地形凹陷現(xiàn)象，首先要進(jìn)行地形修復(fù)。修復(fù)措施為：將當(dāng)?shù)匚驳V粉碎后，再與開(kāi)挖泥土混合，進(jìn)行回填修復(fù)工作。地形關(guān)系理順后，在其表面覆土，土壤厚度不低于10cm，其上移植店頭本土樹(shù)種，最好是抗旱植物，如刺槐等。針對(duì)部分景觀需求或水土流失區(qū)域，適宜在覆土層上種草。還可適當(dāng)人工引進(jìn)一些有利于生態(tài)功能恢復(fù)的媒介，如蚯蚓等，并適量添加有機(jī)添加劑。

對(duì)一些有意義的地質(zhì)采礦遺址，亦可考慮坑口整修，供游人了解此地質(zhì)礦產(chǎn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是保護(hù)與開(kāi)發(fā)文物古跡需研究的首要問(wèn)題，但至少在目前并未引起大家的重視。筆者通過(guò)對(duì)店頭古村落的基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的分析研究，對(duì)其提出保護(hù)與開(kāi)發(fā)整治的新見(jiàn)解。

文中多處引用了山西省第三地質(zhì)工程勘察院的內(nèi)部資料（插圖也系依據(jù)該資料改繪），在此表示衷心致謝。

［1］ 王崇恩，朱向東.特定歷史環(huán)境下的居住建筑空間形態(tài)分析——以山西店頭古村為例［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，42（4）：376-380.

［2］ 王崇恩，朱向東.山西店頭村古代石窯洞群營(yíng)造技術(shù)探析［J］.古建園林技術(shù)，2010（2）：43-45.

［3］ 山西省地質(zhì)礦產(chǎn)局編.山西省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1989.

［4］ 山西省水利廳水旱災(zāi)害編委會(huì).山西水旱災(zāi)害［M］.鄭州：黃河水利出版社.1986.

［5］ 秦魏.礦山公園規(guī)劃中生態(tài)修復(fù)及環(huán)境治理措施初探［C］∥第四屆“U＋L新思維”全國(guó)學(xué)術(shù)研討會(huì)，武漢，2010.