安徽壽縣丁家孤堆遺址自然變形遺跡的發(fā)現(xiàn)及特征初探

姚大全 宮希成 鄭海剛 趙朋 楊源源

1）安徽省地震局，合肥市長江西路558號(hào) 230031

2）安徽省文物考古研究所，合肥 230001

0 引言

近年，隨著東部地區(qū)大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，如高速公路、高速鐵路等特大型工程的修建，搶救性發(fā)掘了大量古遺址和古墓葬，這為識(shí)別和回溯東部地區(qū)幾千年以來的自然變形歷史創(chuàng)造了條件。為了抓住大規(guī)?？脊虐l(fā)掘的難逢機(jī)遇，充分利用考古精細(xì)年代分層技術(shù)，地震部門與考古部門合作，各自發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢(shì)，共同收集、編錄、發(fā)掘、揭露文化層中賦存的變形現(xiàn)象，以從量多面廣的實(shí)際觀測(cè)資料中獲取各場(chǎng)點(diǎn)自然變形事件的信息，復(fù)建相應(yīng)地區(qū)地震活動(dòng)的歷史。本文重點(diǎn)討論了安徽省壽縣丁家孤堆考古現(xiàn)場(chǎng)自然變形識(shí)別專題發(fā)掘調(diào)查工作的相關(guān)進(jìn)展。

1 遺址基本情況

丁家孤堆遺址地處華北地塊南緣、郯廬斷裂帶西側(cè)，北臨潁上-定遠(yuǎn)斷裂，公元294年、1831年該斷裂帶上和其近側(cè)曾先后發(fā)生5 ?級(jí)、6?級(jí)地震（圖1）。

丁家孤堆遺址具體位于壽縣堰口鎮(zhèn)青蓮寺村，為濟(jì)祁高速壽縣段沿線最重要的一處遺址點(diǎn)。為有效配合高速公路建設(shè)并切實(shí)做好文物保護(hù)工作，安徽省文物考古研究所2014年對(duì)該遺址進(jìn)行搶救性發(fā)掘，發(fā)掘面積約1000m2。該遺址見有西周、商代和龍山晚期文化層，其中，西周時(shí)期遺存較豐富，基本覆蓋整個(gè)發(fā)掘區(qū)，其核心分布區(qū)主要位于發(fā)掘區(qū)的東北部；商代文化層主要分布于發(fā)掘區(qū)中東部；龍山時(shí)代晚期遺存最為豐富，遍布整個(gè)發(fā)掘區(qū)。

圖1 丁家孤堆遺址區(qū)域構(gòu)造及歷史地震震中略圖

2 遺址探方中的主要發(fā)現(xiàn)和初步認(rèn)識(shí)

2.1 現(xiàn)場(chǎng)主要發(fā)現(xiàn)

圖2為遺址發(fā)掘全景。其中，在0604探方南壁，見壁面有裂縫充填脈顯示，東壁見3～4條（圖3（a））；探方0606南壁見砂包泥脈線；探方0706西壁見直通到底砂脈，脈中有流動(dòng)定向組構(gòu)，取1號(hào)樣品（圖3（b））；探方0605底見東西走向延伸的白色砂脈，略帶弧形彎曲和鋸齒狀（圖3（c）），取2號(hào)、3號(hào)樣品（圖3（e））；在2號(hào)和3號(hào)樣品NW側(cè)，見右階雁列狀砂脈（圖3（d）），走向35°，取4號(hào)樣品（圖3（e））；探方0201北壁見2條深色砂脈（圖3（f）），富含鐵質(zhì)，各取1件樣品（5、6號(hào)）。

圖2 丁家孤堆遺址全景（鏡向：NE）

2.2 現(xiàn)場(chǎng)觀察初步認(rèn)識(shí)和依據(jù)

由圖3可見，遺址龍山晚期至西周期文化層中普遍存在脈體穿插現(xiàn)象，脈體主要由粉砂或粉細(xì)砂組成，脈頂部幾乎均被截切覆蓋，且多呈向下延伸之勢(shì)，直至生土層。結(jié)合強(qiáng)震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查研究結(jié)果認(rèn)為，此類變形應(yīng)屬地震液化遺跡（劉恢先，1986；丁劍霆等，2006；袁曉銘等，2011）。

圖3 丁家孤堆遺址砂脈形態(tài)和樣品采集位置

3 微觀分析

為從微觀角度探尋佐證，將上述原態(tài)采集的含脈體樣品在保持原態(tài)前提下固定、包裝和運(yùn)回，待其自然緩慢干透后，在真空狀態(tài)下注入固化劑，再置入恒溫狀態(tài)下均勻固化，磨制定向薄片，最后置于顯微鏡下進(jìn)行觀測(cè)。

3.1 具流動(dòng)定向組構(gòu)脈體（1號(hào)樣品薄片）的顯微特征

鏡下微觀變形表現(xiàn)為：2組微裂面呈大角度相交，一組狀如皴裂，另一組隱隱約約（圖4（a））；裂面呈狹窄的暗色物質(zhì)條帶顯現(xiàn)，或局部斷續(xù)，或局部細(xì)直，或局部似被左旋切割，或局部顯左階雁列（圖4（b））。

3.2 鋸齒狀弧形彎曲脈體（2號(hào)、3號(hào)樣品薄片）的顯微特征

2號(hào)樣本薄片鏡下微觀變形表現(xiàn)為：平直穿粒微破裂，散布有機(jī)懸浮顆粒（圖4（c））；脈體與基質(zhì)界限清晰，脈體邊緣呈流動(dòng)狀態(tài)，細(xì)小顆粒略呈定向排列（圖4（d））。

3號(hào)樣本薄片鏡下微觀變形表現(xiàn)為：暗色顆粒被截切和滑動(dòng)錯(cuò)移，滑動(dòng)面呈弧形（圖4（e））；火焰狀結(jié)構(gòu)，撓曲構(gòu)造，在2組流動(dòng)構(gòu)造交匯部分產(chǎn)生弧形撓曲（圖4（f））。

3.3 雁列狀脈體（4號(hào)樣品薄片）顯微特征

鏡下微觀變形表現(xiàn)為：暗色顆粒被整齊截切，界面清晰，邊緣呈流動(dòng)定向組構(gòu)（圖5（a））；見2組裂面相交并截切（圖5（b））。

3.4 深色脈體（5、6號(hào)樣品薄片）顯微特征

5號(hào)樣品薄片鏡下微觀變形表現(xiàn)為：透入性變形，流動(dòng)造成顆粒半定向到定向排列組構(gòu)，后期似乎因流動(dòng)減慢而產(chǎn)生開裂（圖5（c））；鐵質(zhì)物呈原地裂開散布狀，應(yīng)是流動(dòng)過程使然（圖5（d））。

圖4 1～3號(hào)脈體微觀變形特征

圖5 4～6號(hào)脈體微觀變形特征

6號(hào)樣品薄片鏡下微觀變形表現(xiàn)為：見橫向流動(dòng)條帶和垂直方向上的平行張裂（圖5（e））；典型的火焰狀構(gòu)造，顯示清晰的流動(dòng)運(yùn)移痕跡（圖5（f））。

3.5 微觀觀測(cè)的初步認(rèn)識(shí)和依據(jù)

圖4、5顯微構(gòu)造標(biāo)志多數(shù)顯示以流動(dòng)和伴生構(gòu)造為其主要特征，如橫向流動(dòng)條帶、垂直向上的張裂、撓曲構(gòu)造、相互截切、物質(zhì)顆粒呈半定向和定向排列、火焰狀構(gòu)造、懸浮顆粒、雁列、皴裂等，尚見有機(jī)懸浮顆粒等，該微觀變形現(xiàn)象及其顯示的特征與一些研究者陸續(xù)提出的地震微觀變形標(biāo)志，尤其是與地震砂土液化微觀變形形態(tài)相當(dāng)吻合（Davenport et al，1987；Obermeier，1996；Alvarez et al，1998；Bartholomew et al，2002；Moretti et al，2002；姚大全，2004），故我們認(rèn)為應(yīng)屬于史前地震活動(dòng)在微觀尺度上的不同表現(xiàn)。

4 結(jié)論和討論

綜上所述，丁家孤堆遺址文化層中發(fā)現(xiàn)自然變形痕跡，主要表現(xiàn)為文化層被砂脈穿切，通過發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)觀察和原態(tài)物質(zhì)微觀觀測(cè)，初步研究顯示為地震液化遺跡，即地震液化砂脈。它們賦存的文化層時(shí)代自龍山晚期至西周，表明相當(dāng)期所在地區(qū)曾發(fā)生史前地震事件。

如前所述，就遺址所處的地震地質(zhì)環(huán)境分析，所在地位于NNE向固鎮(zhèn)懷遠(yuǎn)斷裂與近EW向潁上-定遠(yuǎn)斷裂的交匯部位上，據(jù)史料記載，近側(cè)曾發(fā)生數(shù)次5～6級(jí)地震，此次史前地震遺跡的發(fā)現(xiàn)，一定程度上豐富了該地區(qū)構(gòu)造的新活動(dòng)內(nèi)容。