青海喇家遺址古地震噴砂磁化率異常現象與機制的初步研究

  來源: 中國考古網

　
　　　 青海喇家遺址古地震噴砂磁化率異常現象與機制的初步研究國際地球科學計劃（IGCP567，2008）指出『地震考古』的目的是：通過考古學中發現的遺蹟，分析歷史上的地震信息，這就首先需要在考古遺址中找出可靠的標準來識別古地震。目前，國外學者雖然對磁化率的微觀研究比較深入，國內學者在實際應用領域亦取得成果，但是，對磁化率異常機制的研究還不夠深入和全面。實際上，沉積物攜帶的磁性礦物, 不僅能夠反映氣候的變化狀況，對突發性的地質災害事件，如地震、火山、泥石流等也有靈敏的反應，本文對喇家遺址古地震噴沙磁化率異常現象和機制進行了初步探討。
　
　　　 喇家遺址2002 年被評爲全國十大考古發現之一，被認爲是中國史前災難遺址的代表，有『東方龐貝』之稱。2007年8月下旬，在喇家遺址考古領隊、中國社會科學院考古研究所葉茂林研究員的直接參與下，在喇家遺址Ⅺ區探方(GPS地理位置35°51.843′，102°48.615′，海拔1 804 m）T1106－1102北壁和 T1106－1105西壁分別採集17和14個樣品，爲了能夠同自然剖面進行對比研究，又在遺址東部王石溝（GPS地理位置35°51.788′N，102°48.847′E，海拔1801 m）選取一個自然剖面採集樣品15個，共46個樣品。採集的樣品先在實驗室內自然風乾，然後在南京大學區域環境演變研究所環境磁學實驗室利用捷克AGICO公司產 KLY－3（卡帕橋）型磁化率儀測試了全樣質量磁化率，獲得了磁化率實驗數據，並在南京師範大學和江蘇省地質礦產廳地質調查研究院分別進行了粒度和重礦實驗。
　
　　　 通過在江蘇省地質礦產廳地質調查研究院進行的重礦實驗，在青海喇家遺址Ⅺ區T1106-1102探方北壁古地震噴砂層發現部分鋯石，在南京大學化學分析中心用掃描電鏡（Scanning Electron Microscope S－3400N）對砂坑的北壁沙坑中兩個地層鋯石和其他地層鋯石形態進行對比分析，發現有以下兩點不同：第一，沙坑鋯石從形態上可以分三類：磨損度好的近球狀、條狀有明顯斷裂和複方雙錐狀。磨損度好的近球狀所占比重最大，占統計總數的50%；條狀有明顯斷裂的和複方雙錐狀鋯石各占 25%；而且複方雙錐狀鋯石表面幾乎都可以觀察到裂痕，顯示了沙坑中的鋯石在搬運過程中遭受過巨大外力的破壞。第二，其他地層30 個鋯石形態統計分析表明，磨損度好的近球狀鋯石很少，最多只占總數的 1/3，大部分鋯石形態以條柱狀狀爲主，占統計總數的 2/3，說明這些鋯石再搬運堆積過程中，受外力的破壞程度遠低於地震爆發時從地下噴出地表形成沙坑中的鋯石。
　
　　　 通過對Ⅺ區T1106-1102探方北壁地層磁化率曲線的對比還發現：古地震噴沙形成的沙坑磁化率異常增大，重礦含量尤其磁鐵礦的含量最高達到976.9 g/t, 是其他地層磁鐵礦含量的數十倍，沙坑中4 個採樣點的粒度頻率分散在10 µm，100 µm和1 000 µm 3個不同的峰值附近，與其他地層粒度頻率峰值非常集中地分布在10～100 µm之間不同，這說明沙坑磁化率異常增大的現象主要受控於噴出物源磁鐵礦的含量和顆粒組成。
　
　　　 綜上所述，地震噴沙層是地震時能量瞬時急劇釋放的產物，其磁化率、重礦（尤其是磁鐵礦含量）、鋯石微形態、粒度頻率曲線都明顯不同於其他地層，如果對大量地震噴沙層的實驗數據進行統計、歸納、分析，建立半經驗的資料庫，可以作爲識別古地震噴沙的微觀依據之一。
　
　
（原文發表在【國際地震動態】2008年11期；作者：歐陽傑　 朱 誠　 葉茂林　 任曉燕　 鍾 建　 蔡林海　 何克洲　 朱 青）
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