河南文化遺址中自然變形現(xiàn)象的新發(fā)現(xiàn)1

鄭海剛 姚大全 沈小七 王鳳劍 楊源源

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河南文化遺址中自然變形現(xiàn)象的新發(fā)現(xiàn)1

鄭海剛1）姚大全1）沈小七1）王鳳劍2）楊源源1）

1）安徽省地震局，合肥 230031?2）南陽(yáng)市文物考古研究所，南陽(yáng) 473000

本文通過在河南新密、洛陽(yáng)和南陽(yáng)等地的實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)了一批存在于文化遺址中的自然變形現(xiàn)象，時(shí)代涉及新（舊）石器過渡期、東周到北魏時(shí)期等。其中在新密李家溝舊石器向新石器過渡期遺址發(fā)現(xiàn)三組裂縫，可代表三次構(gòu)造變形活動(dòng)。洛陽(yáng)漢魏故城發(fā)現(xiàn)兩類裂隙，一類穿切性較好，應(yīng)為構(gòu)造裂隙；另一類貫通性差，應(yīng)為干燥收縮裂隙。南陽(yáng)東周文化遺址發(fā)現(xiàn)兩組充填裂隙，一組走向北東，一組走向北西，兩組正交，被砂土充填，應(yīng)為地震液化脈體，顯示所在地區(qū)東周后有地震活動(dòng)發(fā)生。初步研究表明，這些自然變形現(xiàn)象與當(dāng)?shù)貐^(qū)域構(gòu)造方向具有一定的相關(guān)性，說明這些遺跡為史前地震事件記錄的可能性較大，進(jìn)一步分析判定這些自然變形現(xiàn)象的形成機(jī)制，對(duì)河南地震考古工作及歷史地震研究的進(jìn)一步開展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

河南 考古發(fā)掘 地震考古 自然變形

引言

中國(guó)的地震考古工作發(fā)起于上世紀(jì)50年代，但直到上世紀(jì)70年代中期才被真正作為一門獨(dú)立的科學(xué)（林蓉輝等，1992）。1975年3月，長(zhǎng)江三峽規(guī)劃辦公室在武漢召開了全國(guó)考古工作會(huì)議，會(huì)上首次提出將考古學(xué)方法應(yīng)用于地震和其它學(xué)科（蔣曉春等，2013）。1985年召開的全國(guó)歷史地震科研工作會(huì)議上提出今后要開展地震考古的研究（姚彥之，1986），但相關(guān)科研活動(dòng)并未大規(guī)模啟動(dòng)。

近年來，姚大全等（2009）根據(jù)安徽及鄰區(qū)考古現(xiàn)場(chǎng)的自然變形遺跡辨別出不少地震遺跡，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于揭示安徽地區(qū)新石器時(shí)期以來變形歷史和變形特征，客觀評(píng)價(jià)該區(qū)地殼穩(wěn)定性，探索中東部地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)習(xí)性的信息提取及研究方法，具有指示性意義。沈小七等（2008）對(duì)江淮地區(qū)的歷史地震資料進(jìn)行了分析整理，認(rèn)為歷史記錄有較多遺漏，應(yīng)該充分利用地震考古學(xué)手段進(jìn)行古地震事件的識(shí)別，為延長(zhǎng)地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地震事件的時(shí)序資料提供參考，同時(shí)對(duì)考古手段在目前古地震、歷史地震中的應(yīng)用研究進(jìn)行了分析和展望。

河南是中華民族最為重要的發(fā)祥地和發(fā)源地，曾長(zhǎng)期作為全國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，擁有全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位189處，地下文物和館藏文物均居全國(guó)首位。這不僅為文物工作提供了良好的場(chǎng)地，也為歷史地震研究、地震考古工作提供了一片沃土。作為以上研究思路的延伸和拓展，日前，筆者與安徽省文物考古所和河南省文物考古研究院等部門合作，在河南省開展了地震考古現(xiàn)場(chǎng)野外考察工作。在多處遺址中發(fā)現(xiàn)了一批有意義的自然變形現(xiàn)象的遺跡。

1 區(qū)域地震地質(zhì)背景

河南省地處華北與華南地震區(qū)之間的過渡地帶，在地震構(gòu)造上有其獨(dú)立的特點(diǎn)，大體以新鄉(xiāng)-商丘斷裂為界，南北有較大差異。在新鄉(xiāng)-商丘以北，線性構(gòu)造方向、中新生代盆地均以北北東向?yàn)橹?，北西向次之，地震多發(fā)生在北北東向斷裂和北西向斷裂的交匯部位；在新鄉(xiāng)-商丘以南，主要線性構(gòu)造近東西、北西、北東向（趙景珍等，1989）。本次考察的地點(diǎn)涉及新密、洛陽(yáng)和南陽(yáng)等，主要位于河南中南部地區(qū)。本區(qū)有記載以來，共發(fā)生4?級(jí)以上地震9次，最大地震為公元46年10月21日南陽(yáng)附近的6?級(jí)地震（圖1）。

2 自然變形新發(fā)現(xiàn)

2.1 新密李家溝遺址

李家溝遺址（34°33′55″N，113°31′25″E）位于新密市岳村鎮(zhèn)李家溝村西，地處嵩山東麓的低山丘陵地區(qū)，海拔約200m。坐落于以馬蘭黃土為基座的二級(jí)階地堆積層上部，附近地勢(shì)由北向南傾斜。2009年秋季至2010年春季，北京大學(xué)考古文博學(xué)院與鄭州市文物考古研究院合作對(duì)其進(jìn)行了考古發(fā)掘，本次發(fā)掘得以完整揭露出距今10500年至8600年左右連續(xù)的史前文化堆積的剖面（王幼平等，2011；張松林等，2011）。

筆者日前現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)新密李家溝舊石器、新石器過渡期文化層中有張性裂縫存在，主要特征表現(xiàn)為：裂縫方向以東西走向和南北走向?yàn)橹?，尚有北東走向，裂縫多數(shù)表現(xiàn)為張裂無上下位移，唯見北東走向的裂縫具有張性錯(cuò)移的特征，裂縫總體近垂直（圖2a，遺址南壁剖面圖；圖2b，南北向二期裂縫，穿透頂層；圖2c，南北向一期裂縫，未穿透頂層；圖2d，北東向裂縫，錯(cuò)動(dòng)文化層，錯(cuò)距5cm；圖2e，東西向裂縫）。

裂縫多數(shù)表現(xiàn)為下大，上小，顯示不同于一般自然干裂縫的上大，下小形態(tài)。裂縫可分為以下三組：一是普遍產(chǎn)生的南北向和東西向裂縫，無位移，被后期沉積覆蓋；二是局部后期沉積覆蓋層被下部的南北向裂縫穿切直至地表；三是產(chǎn)生的北東走向裂縫，張裂，錯(cuò)開了文化層。

從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造來看，新密地區(qū)是一個(gè)向東傾伏并敞開的復(fù)向斜，褶皺主要為軸向近東西的開闊對(duì)稱背向斜，斷裂以與褶曲軸大致平行的東西或近東西高角度正斷層為主，這組正斷層一般規(guī)模較大，近平行排列，多為向北傾，呈階梯狀。另一組為北東向及北西向壓扭平移正斷層，這組斷層形成較晚，或切割前期的東西向構(gòu)造，或被前期的東西向斷層所限制（申明劍，2014）。由此可見，新密李家溝遺址所發(fā)現(xiàn)的三組裂縫中，東西向和北東向的裂縫與該區(qū)的區(qū)域構(gòu)造方向具有一定的相關(guān)性。

2.2 洛陽(yáng)漢魏故城

洛陽(yáng)漢魏故城（34°44′32″N，112°38′23″E）位于洛陽(yáng)城東15km、孟津縣和偃師市毗連處，故城北倚邙山，南臨洛河，東至寺里碑，西接白馬寺，城周14km。歷史上曾有東周、東漢、曹魏、西晉、北魏等朝代先后以此為都，延續(xù)使用近1600年，是我國(guó)古代定都時(shí)間最長(zhǎng)、規(guī)模最大的都城（魯博等，2012）。本次地震考古調(diào)查主要考察了洛陽(yáng)漢魏故城的東北城墻遺址，橫跨孟津縣平樂鎮(zhèn)金村和偃師市首陽(yáng)山鎮(zhèn)保莊村的這段城墻，是漢魏故城內(nèi)城城墻保存最為完好的一段，長(zhǎng)約900m，殘墻平均高出地面5—7m，最高處高出地面8—9m。

筆者在實(shí)地考察中發(fā)現(xiàn)，城墻的北壁和南壁顯現(xiàn)兩種類型裂隙：一類系城墻挖開后土壤干燥收縮裂隙，呈現(xiàn)不規(guī)則分布，欠平直，貫通性差；另一類平直如刀切，上下貫穿，壁面上未見底，有3—4條規(guī)模較大裂隙，兩壁全都一一對(duì)應(yīng)，穿切延伸性好，走向近東西，應(yīng)屬城墻構(gòu)筑后的構(gòu)造裂隙（圖3）。

從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造來看，洛陽(yáng)盆地位于華北地臺(tái)南部，華熊臺(tái)緣坳陷之澠池-確山陷褶斷束北西端。東南部與嵩箕臺(tái)隆相接，西部和南部以新安凸起、宜陽(yáng)凹陷、伊川凹陷為鄰，西北部和北部為岱眉寨隆起、孟津凸起，中部為洛陽(yáng)凹陷（呂志濤等，2006）。盆地區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有東西向、北西向、北東向三組斷裂。本次研究在洛陽(yáng)漢魏故城發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造裂隙為近東西向，與該地區(qū)的主要斷裂走向具有一定相關(guān)性。

2.3 南陽(yáng)東周文化遺址

南陽(yáng)東周文化遺址（32°56'47"N，112°32'25"E）位于南陽(yáng)市溧河高新工業(yè)園區(qū)伏牛路西側(cè)，在一項(xiàng)目建設(shè)工地內(nèi)，距南陽(yáng)城區(qū)約5km。遺址南東、中北和東北部地勢(shì)較高，中部、西南部地勢(shì)偏低，中間有東西向自然河溝通過。2007年10月至2008年1月，河南省文物考古研究院和南陽(yáng)市文物考古研究所聯(lián)合對(duì)該遺址和墓葬進(jìn)行了發(fā)掘。發(fā)掘探方面積為10×10m2，第一批發(fā)掘探方6個(gè)，第二批發(fā)掘探方4個(gè)（姚大金等，2014）。

在第二批探方南側(cè)的2個(gè)探方東周深灰褐色文化層中，發(fā)現(xiàn)兩組充填裂隙：一組呈現(xiàn)雁列狀2條，平行分布，走向北東；另一組為走向北西，與上一組正交，兩組均延伸平直，均見淺色砂土充填，經(jīng)詳細(xì)綜合觀測(cè)分析，為地震液化脈體（圖4）。根據(jù)我國(guó)地震文獻(xiàn)記錄，砂土液化只能發(fā)生在地震烈度為6度及6度以上地區(qū)。有資料顯示，5級(jí)地震的液化區(qū)最大范圍只能在震中附近，其距離不超過1km（王達(dá)勝，2009）。因此上述現(xiàn)象表明，所在地區(qū)在東周后曾發(fā)生過烈度為6度或6度以上地震或反映了更遠(yuǎn)更強(qiáng)烈地震對(duì)本地的波及。

從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造來看，南陽(yáng)盆地是南襄盆地的次一級(jí)凹陷，凹陷可分為三個(gè)二級(jí)構(gòu)造單位，即南部斷階帶、南部凹陷帶和北部斜坡帶。凹陷內(nèi)局部構(gòu)造類型有斷塊、斷鼻構(gòu)造、背斜構(gòu)造，其中以斷鼻、斷塊為主，背斜構(gòu)造很少。區(qū)域內(nèi)斷裂方向有北西西向及北東向兩組，北西西向斷裂屬緯向構(gòu)造帶成分，發(fā)育歷史長(zhǎng)，規(guī)模巨大，具有明顯的繼承性特點(diǎn)；北東向斷裂屬華夏系列斷裂，規(guī)模小，活動(dòng)歷史短。不同地區(qū)的斷裂方向性明顯不同，南部地區(qū)斷裂以北東東向?yàn)橹?，中部以北西和北西西向?yàn)橹?，北部以北東向?yàn)橹鳎ㄔ瓊?qiáng)等，2011）。本次研究地點(diǎn)位于南陽(yáng)盆地中部，區(qū)域構(gòu)造方向以北西和北西西向?yàn)橹?，與發(fā)現(xiàn)的第二組砂脈在走向上具有一定的相關(guān)性。

3 討論與結(jié)論

河南地震考古調(diào)查結(jié)果分析表明，研究區(qū)存在多處自然變形現(xiàn)象，主要包括裂縫、斷層、地震液化砂脈、地層錯(cuò)移等。時(shí)代涉及新（舊）石器過渡期、東周到北魏時(shí)期等。初步研究表明，這些自然變形現(xiàn)象與當(dāng)?shù)貐^(qū)域構(gòu)造方向具有一定的相關(guān)性，說明這些遺跡為史前地震事件記錄的可能性較大，對(duì)其深入研究將有助于河南地區(qū)地震活動(dòng)歷史回溯和未來地震活動(dòng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)。

歷史地震研究應(yīng)與古地震研究相結(jié)合。我國(guó)歷史悠久，有幾千年的地震史料，這是世界上任何一個(gè)國(guó)家都無法比擬的（時(shí)振梁等，1989）。據(jù)研究，我國(guó)地震記載約始于公元前2221年，這是迄今世界上最早的地震記載。盡管如此，我國(guó)大量的地震記載則出現(xiàn)在南宋（公元1127—1279年)以后，隨著地方志編纂的興起，地震記載才日益豐富起來（孫壽成等，1991）。也就是說，比較完整的歷史地震記錄才幾百年的歷史，研究地震活動(dòng)還需要更長(zhǎng)的地震歷史，需要了解全新世以來的地震活動(dòng)歷史（時(shí)振梁等，1989）。從這個(gè)意義上來說，筆者的上述嘗試是有益的。

本文僅對(duì)河南省地震考古過程中發(fā)現(xiàn)的自然變形現(xiàn)象先行報(bào)道，以引起更多研究者重視。文中所涉及的遺址樣品，多數(shù)采集于定向原態(tài)樣品或年代樣品待測(cè)試，時(shí)間屬性與地震構(gòu)造環(huán)境的綜合對(duì)比分析還有待于深入進(jìn)行，更為詳細(xì)的研究結(jié)果還有待發(fā)表。

致謝：本次考察過程中，得到了安徽省考古研究所、河南省文物考古研究院、南陽(yáng)市文物考古研究院、新鄭市文物考古研究所、開封市文物考古研究院的大力支持，在此表示最誠(chéng)摯的感謝！

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New Discovery ofthe Natural Deformation Phenomenon in the Cultural Sites of Henan Province，China

Zheng Haigang1), Yao Daquan1), Shen Xiaoqi1), Wang Fengjian2)and Yang Yuanyuan1)

1) Earthquake Administration of Anhui Province，Hefei 230031，China?2) Institute of Cultural Relic Archeology of Nanyang City，Nanyang 473000，China

We have found a number of new natural deformation phenomenon through on-the-spot investigation in Henan, Xinmi, Luoyang and Nanyang, whose age relates to the Neolithic-Paleolithic transition period, the Eastern Zhou Dynasty to the Northern Wei period, etc. Three groups of cracks representing three tectonic activities were found in the Lijiagou site of Xinmi city. In Han-Wei Luoyang city, we found two types of cracks, one is structural fissure with clear cross cut relation, and the other is drying shrinkage crack with bad penetrating. Two sets of orthogonal filling cracks were found in the Eastern Zhou dynasty cultural sites in Nanyang, one group towards the northeast and another towards the southeast. They display the earthquake liquefied vein body, indicating earthquake activity after the Eastern Zhou dynasty. Preliminary studies suggest that these sites are most prehistoric records of seismic events. It has an important practical significance to the further research to determine the formation mechanism of these natural deformation phenomenon of the seismic archaeology and historical earthquake of Henan province.

Henan; Archaeological excavation; Seismological archaeology; Natural deformation

中國(guó)地震局地震行業(yè)專項(xiàng)（201308012）資助

2014-11-31

鄭海剛，男，生于1981年。碩士，工程師。主要從事地震地質(zhì)及地形變研究工作。E-mail:zhghfut@163.com

姚大全，男，生于1956年。碩士，研究員。主要從事地震地質(zhì)、活動(dòng)構(gòu)造和史前地震時(shí)間的識(shí)別研究工作。E-mail：daquany@aheq.gov.cn