青海喇家遗址古地震喷砂磁化率异常现象与机制的初步研究

  来源: 中国考古网

　
　　　 青海喇家遗址古地震喷砂磁化率异常现象与机制的初步研究国际地球科学计划（IGCP567，2008）指出“地震考古”的目的是：通过考古学中发现的遗迹，分析历史上的地震信息，这就首先需要在考古遗址中找出可靠的标准来识别古地震。目前，国外学者虽然对磁化率的微观研究比较深入，国内学者在实际应用领域亦取得成果，但是，对磁化率异常机制的研究还不够深入和全面。实际上，沉积物携带的磁性矿物, 不仅能够反映气候的变化状况，对突发性的地质灾害事件，如地震、火山、泥石流等也有灵敏的反应，本文对喇家遗址古地震喷沙磁化率异常现象和机制进行了初步探讨。
　
　　　 喇家遗址2002 年被评为全国十大考古发现之一，被认为是中国史前灾难遗址的代表，有“东方庞贝”之称。2007年8月下旬，在喇家遗址考古领队、中国社会科学院考古研究所叶茂林研究员的直接参与下，在喇家遗址Ⅺ区探方(GPS地理位置35°51.843′，102°48.615′，海拔1 804 m）T1106－1102北壁和 T1106－1105西壁分别采集17和14个样品，为了能够同自然剖面进行对比研究，又在遗址东部王石沟（GPS地理位置35°51.788′N，102°48.847′E，海拔1801 m）选取一个自然剖面采集样品15个，共46个样品。采集的样品先在实验室内自然风干，然后在南京大学区域环境演变研究所环境磁学实验室利用捷克AGICO公司产 KLY－3（卡帕桥）型磁化率仪测试了全样质量磁化率，获得了磁化率实验数据，并在南京师范大学和江苏省地质矿产厅地质调查研究院分别进行了粒度和重矿实验。
　
　　　 通过在江苏省地质矿产厅地质调查研究院进行的重矿实验，在青海喇家遗址Ⅺ区T1106-1102探方北壁古地震喷砂层发现部分锆石，在南京大学化学分析中心用扫描电镜（Scanning Electron Microscope S－3400N）对砂坑的北壁沙坑中两个地层锆石和其他地层锆石形态进行对比分析，发现有以下两点不同：第一，沙坑锆石从形态上可以分三类：磨损度好的近球状、条状有明显断裂和复方双锥状。磨损度好的近球状所占比重最大，占统计总数的50%；条状有明显断裂的和复方双锥状锆石各占 25%；而且复方双锥状锆石表面几乎都可以观察到裂痕，显示了沙坑中的锆石在搬运过程中遭受过巨大外力的破坏。第二，其他地层30 个锆石形态统计分析表明，磨损度好的近球状锆石很少，最多只占总数的 1/3，大部分锆石形态以条柱状状为主，占统计总数的 2/3，说明这些锆石再搬运堆积过程中，受外力的破坏程度远低于地震爆发时从地下喷出地表形成沙坑中的锆石。
　
　　　 通过对Ⅺ区T1106-1102探方北壁地层磁化率曲线的对比还发现：古地震喷沙形成的沙坑磁化率异常增大，重矿含量尤其磁铁矿的含量最高达到976.9 g/t, 是其他地层磁铁矿含量的数十倍，沙坑中4 个采样点的粒度频率分散在10 µm，100 µm和1 000 µm 3个不同的峰值附近，与其他地层粒度频率峰值非常集中地分布在10～100 µm之间不同，这说明沙坑磁化率异常增大的现象主要受控于喷出物源磁铁矿的含量和颗粒组成。
　
　　　 综上所述，地震喷沙层是地震时能量瞬时急剧释放的产物，其磁化率、重矿（尤其是磁铁矿含量）、锆石微形态、粒度频率曲线都明显不同于其他地层，如果对大量地震喷沙层的实验数据进行统计、归纳、分析，建立半经验的数据库，可以作为识别古地震喷沙的微观依据之一。
　
　
（原文发表在《国际地震动态》2008年11期；作者：欧阳杰　 朱 诚　 叶茂林　 任晓燕　 钟 建　 蔡林海　 何克洲　 朱 青）
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