我国北方4kaB.P.前后异常洪水事件的初步研究

我国北方4ka B.P.前后异常洪水事件的

初步研究

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夏正楷 杨晓燕

(北京大学环境学院,北京　100871)

摘要 史前异常洪水事件的初步调查表明,4ka B.P.前后是我国北方异常洪水多发的时期,黄河流域、淮河流域和海河流域在这一时期普遍出现不同形式的史前异常洪水事件。异常洪水事件的出现与当时的降温事件有密切的关系,气候变冷引发的相对湿度加大和降雨量增多可能是造成这次异常洪水事件的主要原因。出现于华夏文明诞生前夕的史前异常洪水事件对华夏文明的演进势必会产生重大影响,在黄河上游的山间盆地和下游的黄淮海平原,异常洪水给人类生存环境带来严重的破坏,导致这些地区早期文明的衰落;而位于我国地貌大势二级阶梯与一级阶梯之间的中原地区,尽管洪水也给人类生存环境造成严重的威胁,但它并没有导致早期文明的衰落,恰恰相反,先民们利用有利的地貌条件,通过与洪水的争斗,促进了文化的发展和华夏文明的诞生。

主题词 4ka B.P.前后　我国北方　史前异常洪水事件　气候背景　华夏文明

异常洪水事件是给人类带来重要危害的自然灾害之一,是当前世界各国广泛开展减灾防灾工作的重点之一。由于观测资料和历史文献的局限性,目前我们对史前异常洪水事件还缺乏系统的了解。通过对史前洪水的研究,可以揭示异常洪水事件发生、发展的规律及其对人类生存环境的影响,为正确制定防灾减灾措施提供科学的依据。

洪水对古人类文化和活动的影响备受关注,在西方有N oah 方舟,在东方有大禹治水的传说,这些发生在史前的传说一直是中外学者求证的对象。近年来,科学家相继报道在地中海、黑海和美国等地发现了史前异常洪水事件的记录[1～4],并开始探讨气候变化、史前异常洪水事件与人类文明演进之间的关系[5,6]。如对黑海与里海之间博斯普鲁斯海峡沉积物的分析发现,黑海在715ka B.P.发生了特大洪水,使黑海海平面以每天15cm 的速度升高,造成来自于西南亚的农业人口向欧洲中部及埃及、南美索不达米亚迁徙,促进了农业在欧洲的发展[2,4]。

我国的史书上有不少关于虞夏时期洪水肆虐的记载。由于史书记载的洪水事件发生在华夏文明诞生前夕,因此一直为地质学家、地理学家和考古学家所关注[7～12]。近年来,我们进行的史前洪水调查表明,当时在我国北方确实发生过史前异常洪水事件,这些事件

第一作者简介:夏正楷　男　60岁　教授　第四纪环境学与环境考古学专业　E 2mail :xiazk @ 3国家自然科学基金(批准号:40171096)资助项目和科学技术部“十五”国家重点科技攻关项目(批准号:2001BA805B05)

2003-06-10收稿,2003-08-28收修改稿　第23卷　第6期　2003年11月 第　四　纪　研　究QUATERNARY SCIENCES

Vol.23,No.6,November ,2003

866第 四 纪 研 究 2003年

对华夏文明的演进起到了重要的作用。本文试图通过对这一时期洪水事件的初步研究,分析异常洪水事件的特征和区域差异,探讨异常洪水事件出现的气候背景及其对我国华夏文明起源的影响。

1　史前异常洪水事件的地质记录

据野外实地调查,在我国淮河流域、黄河流域和海河流域,都发现有4ka B.P.前后异常洪水事件的地质记录。受地貌条件的制约,在不同地貌部位,如山间盆地、山麓地带、山前倾斜平原和下游冲积平原等,洪水的地质记录具有不同的表现形式。

1.1　山间盆地

峡谷与盆地相间是山区河流的特征。当异常洪水事件发生时,由于山间盆地空间相对比较狭小,再加上峡谷排水不畅,上涨的泛滥洪水可以迅速淹没整个盆地。代表性地点见于黄河上游甘青交界地区的循化盆地和官亭盆地。黄河自西向东从循化盆地和官亭盆地流过,由上游向下游依次形成松巴峡、循化盆地、积石峡、官亭盆地和寺沟峡。峡谷段谷深壁陡,阶地不太发育,而盆地中黄河普遍发育有多级河流阶地。官亭盆地的一至三级阶地前缘分别高于黄河河面约5,25和40m,其中以二级阶地最为发育,约占盆地面积的2/3,其上分布有属于新石器晚期的齐家文化遗址(4.1～3.8ka B.P.)[13,14]。

黄河二级阶地堆积下部为粗大砾石层,上部为棕黄色粉砂,两者构成典型的二元结构。野外观察发现,这一级阶地上普遍覆盖着一层厚达3～5m左右的棕红色黏土。该红黏土质地黏重,缺乏跃移总体,悬移总体占90%以上,其中夹有大量细微的波状砂质条带,是洪水泛滥时期的漫洪堆积。在棕红色黏土下伏的阶地面上,可以见到沙波、拖曳构造、冲刷槽等层面构造和被棕红色黏土掩埋的齐家文化遗址(14C测年结果为(4090±75～3678±75)a B.P.,经树轮校正,半衰期5370a,下同),说明当时上涨的洪水淹没了河流两岸人类居住的阶地,对阶地面进行了强烈的冲刷和改造,并给人类遗址造成严重的破坏,随之在整个二级阶地上加积了厚层的漫洪相棕红色黏土。洪水的上涨高度以目前一级阶地与二级阶地之间的高差估算,大致在20m。在漫洪相的棕红色黏土层中夹有多层富含有机质的灰黑色黏土,这些灰黑色黏土层是洪水退落之后泛滥平原上残留湖沼的堆积物。漫洪相的棕红色黏土与湖沼相的灰黑色黏土在剖面上交替出现,反映当时黄河的洪水泛滥相当频繁,属于洪水多发的时期。根据官亭盆地喇家村漫洪相棕红色黏土之下掩埋的齐家文化遗址(其最晚的年龄为3678±75a B.P.)与棕红色红黏土上部夹有的辛店文化早期灰坑(年龄为2775±75a B.P.),推测洪水多发期出现在齐家文化晚期到辛店文化早期,年代大致在3.65～2.75ka B.P.之间,延续时间约900年。

1.2　山麓地带

山麓地带地势转折明显,在主河发生异常洪水事件的同时,附近山区的沟谷中由于暴雨引发的山洪和泥石流,往往会在山麓地带形成大规模的洪积扇或泥石流扇。代表性地点见于青海官亭盆地、山西陶寺和河南孟庄等地。

在青海官亭盆地黄河二级阶地的前缘陡坎,经常可以见到阶地堆积层中夹有众多的

砂砾石透镜体,其物质组成与阶地堆积有明显的不同,主要由磨圆不好和分选极差的粗砂砾石组成,并夹有粗大的砾石,具斜交层理和槽状层理,属山地沟谷洪流带来的古洪积扇堆积。古洪积扇切割充填在二级阶地沉积物之中,扇顶与阶地面一致,其上直接覆盖着黄河泛滥带来的漫洪相棕红色黏土,说明山洪的暴发出现在黄河大洪水到来之前,时间大致在3.6ka B.P.。

在山西塔儿山山麓的陶寺,分布有龙山文化时期的一处古代城址。在考古发掘中,发现城址的东城墙和西北城墙都有被山洪冲毁的现象。根据山洪堆积物中含有陶寺晚期的陶片以及其上覆盖有含陶寺晚期陶片的文化层,推测山洪发生的年代在陶寺晚期,大约在4ka B.P.[15]。

在太行山东麓的河南孟庄,也发现有龙山文化时期古城址被山洪冲毁的现象。山洪堆积出现在龙山文化晚期,其发生的年代大约也在4ka B.P.[16]。

1.3　山前倾斜平原

山前倾斜平原一般比较宽阔,受构造抬升和河流下切的影响,往往表现为多级的山前台地。当异常洪水事件发生时,由于山前台地的地势较高、台地面相当宽阔并且有一定的倾斜,所以上涨的洪水一般只能淹没台地的边缘部分,并在台地上形成决口扇或漫洪河道,很难完全淹没整个台地。代表性地点见于我国地貌大势二级阶梯与一级阶梯之间的过渡带,如豫西的新寨和北京的海淀台地。

河南新寨位于淮河上游主要支流双洎河的北岸,这里山前黄土台地发育,台地面宽阔,可达数十公里,前缘高于河面25m 。台地上分布有龙山、新寨和二里头时期的文化遗址[17]。在台地的前缘发现有埋藏古决口扇,古决口扇堆积体顶面埋深1.45m ,底面埋深

4.69m ,平面上呈扇形,宽15～68m ,在断面上呈上平下凹的透镜状,属切割充填堆积。堆积物以棕褐色黏土质粉砂与棕黄色粉砂频繁交互为特征,沉积韵律十分清楚。其中棕黄色粉砂粒度较粗,多条带状或豆荚状细砂条,还夹有多个沙坡堆积,属于决口初期水动力比较急剧多变时期的泛洪沉积;棕褐色黏土质粉砂粒度较细,具有细微的水平层理,几乎全部由悬移物质组成,属于决口后期洪水比较稳定时期的泛洪沉积。两者的频繁交替,表明洪水的多发性。根据古决口扇夹在二里头文化层与龙山文化层之间,在水平方向上与新寨时期的文化层(3.55～3.40ka B.P.)水平过渡,推断河流决口发生在3.55～

3.40ka B.P.。

出于汲水方便和安全的考虑,先民们一般都选择靠近河边的高地作为自己的栖息地。在人类居住的黄土台地上出现决口扇,说明在3.55～3.40ka B.P.的新寨文化时期,本区出现过异常洪水事件。当时洪水泛滥,河水漫上黄土台地,在台地上形成决口扇,并冲毁了部分新寨时期的文化遗址。洪水上涨的幅度以台地面与较低一级阶地之间的高差估算,大约在15m ,多洪水期延续的时间约150年。

在北京西郊海淀台地的北缘(北京大学校园的位置),地下4m 处也发现有埋藏的古决口扇,古决口扇断面呈层状和上平下凹的透镜状,厚5m 左右,宽10～50m ,也属于切割充填堆积。古决口扇堆积物下部为灰黑色与灰白色交互的中细砂层,层理十分明显,夹有完整的树木和人类文化遗存。下伏侵蚀面十分明显,多侵蚀槽,侵蚀槽中充填有大量的黑

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