河南三杨庄剖面洪水事件的光释光年代学研究

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黄河下游地区是中华文明的发源地之一,它为中华民族的形成和发展提供了适宜的环境。然而,黄河在下游河段经常左右摆动改道,使区域内的地质地貌发生了巨大变化,加剧了洪水灾害的频发,这些恶劣条件的存在使区域内人民的生活生产更加艰难,严重阻碍了社会的进步和人类文明的演进。河南省安阳市内黄县三杨庄汉代考古遗址被黄河大洪水快速掩埋而完整地保存下来。三杨庄遗址具有黄河下游地区全新世以来较为完整的考古地层,在这些地层中,可以获得较为丰富的测年材料,以便确定地层的考古年代。同时,考古地层中可能蕴含有全新世以来黄河下游特大古洪水灾变事件的丰富信息,因此三杨庄遗址是我们研究黄河下游古洪水事件理想的地质载体。通过对三杨庄剖面古洪水事件考古地层学、年代学,以及土壤磁化率、粒度、色度等多环境代用指标的综合研究,探讨了光释光测年技术测量洪水沉积物的可靠性,同时揭示了该区域全新世古洪水事件的年代、特征、发生的环境背景。获得了以下初步结论:  (1)采用细颗粒(4-11μm)石英单片再生剂量(SAR)法光释光(OSL)测年技术对来自三杨庄剖面21个样品进行测试,石英OSL测年结果表明:SAR法的常规参数检验等光释光特征证实了该测年方法的可靠性;深度12.4-0.2m的堆积时代为约21.09-0.19ka,其中顶部11.2m的土壤沉积属于全新世期间;剖面沉积速率在不同深度变化不同且波动幅度之大,其中在约4.4-2.6ka期间(深度9.6-4.4m)沉积速率较快,而4.4ka之前的早-中全新世时堆积较慢。  (2)在三杨庄剖面深度8.6-4.4m间,石英OSL年代表明其堆积于约3.8-2.5kaBP(3.9-2.6ka),而前人已发表的基于古土壤加速器质谱(AMS)14C的测年结果显示,深度8.5-5.0m对应于年代为10.2-5.2cal ka BP,本文认为14C年代相对OSL年代的严重高估可能与老碳的污染相关。  (3)依据三杨庄剖面平均粒径和>30μm粒径的百分含量,并参考土壤磁化率、色度等数据,本文认为该剖面记载了七期洪水旋回,其深度自下而上依次为:12.4-9.86m、9.86-7.8m、7.8-6.9m、6.9-4.28m、4.28-2.48m、2.48-1.24m和1.24-0.2m。前五期洪水旋回在地层沉积上自下而上均表现为粗粉砂-细粉砂-粘土的变化,第六期洪水旋回为细砂-细粉砂-粘土的变化,而第七期洪水可能由于位于剖面最顶部,受现代人类活动干扰较强,地层沉积为颜色不同的粉砂。  (4)三杨庄剖面7.8-4.28m记录了周定王五年的洪水事件,其释光年代为约2.6ka,与文献所记载的春秋早期(周定王五年,公元前602年),即周定王五年洪水发生时间吻合。同时,该次洪水事件在剖面中表现为7.8-6.9m(三期)和6.9-4.28m(四期)的两期洪水沉积旋回。该次洪水事件在三杨庄剖面的明显体现可能与黄河改道有重要关系。其余期洪水事件在历史文献记录中的可能记载有待进一步的研究。
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