河南文化遗址中自然变形现象的新发现1

郑海刚 姚大全 沈小七 王凤剑 杨源源



河南文化遗址中自然变形现象的新发现1

郑海刚1）姚大全1）沈小七1）王凤剑2）杨源源1）

1）安徽省地震局，合肥 230031 2）南阳市文物考古研究所，南阳 473000

本文通过在河南新密、洛阳和南阳等地的实地考察，发现了一批存在于文化遗址中的自然变形现象，时代涉及新（旧）石器过渡期、东周到北魏时期等。其中在新密李家沟旧石器向新石器过渡期遗址发现三组裂缝，可代表三次构造变形活动。洛阳汉魏故城发现两类裂隙，一类穿切性较好，应为构造裂隙；另一类贯通性差，应为干燥收缩裂隙。南阳东周文化遗址发现两组充填裂隙，一组走向北东，一组走向北西，两组正交，被砂土充填，应为地震液化脉体，显示所在地区东周后有地震活动发生。初步研究表明，这些自然变形现象与当地区域构造方向具有一定的相关性，说明这些遗迹为史前地震事件记录的可能性较大，进一步分析判定这些自然变形现象的形成机制，对河南地震考古工作及历史地震研究的进一步开展具有重要的现实意义。

河南 考古发掘 地震考古 自然变形

引言

中国的地震考古工作发起于上世纪50年代，但直到上世纪70年代中期才被真正作为一门独立的科学（林蓉辉等，1992）。1975年3月，长江三峡规划办公室在武汉召开了全国考古工作会议，会上首次提出将考古学方法应用于地震和其它学科（蒋晓春等，2013）。1985年召开的全国历史地震科研工作会议上提出今后要开展地震考古的研究（姚彦之，1986），但相关科研活动并未大规模启动。

近年来，姚大全等（2009）根据安徽及邻区考古现场的自然变形遗迹辨别出不少地震遗迹，这些发现对于揭示安徽地区新石器时期以来变形历史和变形特征，客观评价该区地壳稳定性，探索中东部地区构造活动习性的信息提取及研究方法，具有指示性意义。沈小七等（2008）对江淮地区的历史地震资料进行了分析整理，认为历史记录有较多遗漏，应该充分利用地震考古学手段进行古地震事件的识别，为延长地震预测预报地震事件的时序资料提供参考，同时对考古手段在目前古地震、历史地震中的应用研究进行了分析和展望。

河南是中华民族最为重要的发祥地和发源地，曾长期作为全国政治、经济、文化中心，拥有全国重点文物保护单位189处，地下文物和馆藏文物均居全国首位。这不仅为文物工作提供了良好的场地，也为历史地震研究、地震考古工作提供了一片沃土。作为以上研究思路的延伸和拓展，日前，笔者与安徽省文物考古所和河南省文物考古研究院等部门合作，在河南省开展了地震考古现场野外考察工作。在多处遗址中发现了一批有意义的自然变形现象的遗迹。

1 区域地震地质背景

河南省地处华北与华南地震区之间的过渡地带，在地震构造上有其独立的特点，大体以新乡-商丘断裂为界，南北有较大差异。在新乡-商丘以北，线性构造方向、中新生代盆地均以北北东向为主，北西向次之，地震多发生在北北东向断裂和北西向断裂的交汇部位；在新乡-商丘以南，主要线性构造近东西、北西、北东向（赵景珍等，1989）。本次考察的地点涉及新密、洛阳和南阳等，主要位于河南中南部地区。本区有记载以来，共发生4¾级以上地震9次，最大地震为公元46年10月21日南阳附近的6½级地震（图1）。

2 自然变形新发现

2.1 新密李家沟遗址

李家沟遗址（34°33′55″N，113°31′25″E）位于新密市岳村镇李家沟村西，地处嵩山东麓的低山丘陵地区，海拔约200m。坐落于以马兰黄土为基座的二级阶地堆积层上部，附近地势由北向南倾斜。2009年秋季至2010年春季，北京大学考古文博学院与郑州市文物考古研究院合作对其进行了考古发掘，本次发掘得以完整揭露出距今10500年至8600年左右连续的史前文化堆积的剖面（王幼平等，2011；张松林等，2011）。

笔者日前现场考察发现新密李家沟旧石器、新石器过渡期文化层中有张性裂缝存在，主要特征表现为：裂缝方向以东西走向和南北走向为主，尚有北东走向，裂缝多数表现为张裂无上下位移，唯见北东走向的裂缝具有张性错移的特征，裂缝总体近垂直（图2a，遗址南壁剖面图；图2b，南北向二期裂缝，穿透顶层；图2c，南北向一期裂缝，未穿透顶层；图2d，北东向裂缝，错动文化层，错距5cm；图2e，东西向裂缝）。

裂缝多数表现为下大，上小，显示不同于一般自然干裂缝的上大，下小形态。裂缝可分为以下三组：一是普遍产生的南北向和东西向裂缝，无位移，被后期沉积覆盖；二是局部后期沉积覆盖层被下部的南北向裂缝穿切直至地表；三是产生的北东走向裂缝，张裂，错开了文化层。

从区域地质构造来看，新密地区是一个向东倾伏并敞开的复向斜，褶皱主要为轴向近东西的开阔对称背向斜，断裂以与褶曲轴大致平行的东西或近东西高角度正断层为主，这组正断层一般规模较大，近平行排列，多为向北倾，呈阶梯状。另一组为北东向及北西向压扭平移正断层，这组断层形成较晚，或切割前期的东西向构造，或被前期的东西向断层所限制（申明剑，2014）。由此可见，新密李家沟遗址所发现的三组裂缝中，东西向和北东向的裂缝与该区的区域构造方向具有一定的相关性。

2.2 洛阳汉魏故城

洛阳汉魏故城（34°44′32″N，112°38′23″E）位于洛阳城东15km、孟津县和偃师市毗连处，故城北倚邙山，南临洛河，东至寺里碑，西接白马寺，城周14km。历史上曾有东周、东汉、曹魏、西晋、北魏等朝代先后以此为都，延续使用近1600年，是我国古代定都时间最长、规模最大的都城（鲁博等，2012）。本次地震考古调查主要考察了洛阳汉魏故城的东北城墙遗址，横跨孟津县平乐镇金村和偃师市首阳山镇保庄村的这段城墙，是汉魏故城内城城墙保存最为完好的一段，长约900m，残墙平均高出地面5—7m，最高处高出地面8—9m。

笔者在实地考察中发现，城墙的北壁和南壁显现两种类型裂隙：一类系城墙挖开后土壤干燥收缩裂隙，呈现不规则分布，欠平直，贯通性差；另一类平直如刀切，上下贯穿，壁面上未见底，有3—4条规模较大裂隙，两壁全都一一对应，穿切延伸性好，走向近东西，应属城墙构筑后的构造裂隙（图3）。

从区域地质构造来看，洛阳盆地位于华北地台南部，华熊台缘坳陷之渑池-确山陷褶断束北西端。东南部与嵩箕台隆相接，西部和南部以新安凸起、宜阳凹陷、伊川凹陷为邻，西北部和北部为岱眉寨隆起、孟津凸起，中部为洛阳凹陷（吕志涛等，2006）。盆地区内主要发育有东西向、北西向、北东向三组断裂。本次研究在洛阳汉魏故城发现的构造裂隙为近东西向，与该地区的主要断裂走向具有一定相关性。

2.3 南阳东周文化遗址

南阳东周文化遗址（32°56'47"N，112°32'25"E）位于南阳市溧河高新工业园区伏牛路西侧，在一项目建设工地内，距南阳城区约5km。遗址南东、中北和东北部地势较高，中部、西南部地势偏低，中间有东西向自然河沟通过。2007年10月至2008年1月，河南省文物考古研究院和南阳市文物考古研究所联合对该遗址和墓葬进行了发掘。发掘探方面积为10×10m2，第一批发掘探方6个，第二批发掘探方4个（姚大金等，2014）。

在第二批探方南侧的2个探方东周深灰褐色文化层中，发现两组充填裂隙：一组呈现雁列状2条，平行分布，走向北东；另一组为走向北西，与上一组正交，两组均延伸平直，均见浅色砂土充填，经详细综合观测分析，为地震液化脉体（图4）。根据我国地震文献记录，砂土液化只能发生在地震烈度为6度及6度以上地区。有资料显示，5级地震的液化区最大范围只能在震中附近，其距离不超过1km（王达胜，2009）。因此上述现象表明，所在地区在东周后曾发生过烈度为6度或6度以上地震或反映了更远更强烈地震对本地的波及。

从区域地质构造来看，南阳盆地是南襄盆地的次一级凹陷，凹陷可分为三个二级构造单位，即南部断阶带、南部凹陷带和北部斜坡带。凹陷内局部构造类型有断块、断鼻构造、背斜构造，其中以断鼻、断块为主，背斜构造很少。区域内断裂方向有北西西向及北东向两组，北西西向断裂属纬向构造带成分，发育历史长，规模巨大，具有明显的继承性特点；北东向断裂属华夏系列断裂，规模小，活动历史短。不同地区的断裂方向性明显不同，南部地区断裂以北东东向为主，中部以北西和北西西向为主，北部以北东向为主（原伟强等，2011）。本次研究地点位于南阳盆地中部，区域构造方向以北西和北西西向为主，与发现的第二组砂脉在走向上具有一定的相关性。

3 讨论与结论

河南地震考古调查结果分析表明，研究区存在多处自然变形现象，主要包括裂缝、断层、地震液化砂脉、地层错移等。时代涉及新（旧）石器过渡期、东周到北魏时期等。初步研究表明，这些自然变形现象与当地区域构造方向具有一定的相关性，说明这些遗迹为史前地震事件记录的可能性较大，对其深入研究将有助于河南地区地震活动历史回溯和未来地震活动趋势预测。

历史地震研究应与古地震研究相结合。我国历史悠久，有几千年的地震史料，这是世界上任何一个国家都无法比拟的（时振梁等，1989）。据研究，我国地震记载约始于公元前2221年，这是迄今世界上最早的地震记载。尽管如此，我国大量的地震记载则出现在南宋（公元1127—1279年)以后，随着地方志编纂的兴起，地震记载才日益丰富起来（孙寿成等，1991）。也就是说，比较完整的历史地震记录才几百年的历史，研究地震活动还需要更长的地震历史，需要了解全新世以来的地震活动历史（时振梁等，1989）。从这个意义上来说，笔者的上述尝试是有益的。

本文仅对河南省地震考古过程中发现的自然变形现象先行报道，以引起更多研究者重视。文中所涉及的遗址样品，多数采集于定向原态样品或年代样品待测试，时间属性与地震构造环境的综合对比分析还有待于深入进行，更为详细的研究结果还有待发表。

致谢：本次考察过程中，得到了安徽省考古研究所、河南省文物考古研究院、南阳市文物考古研究院、新郑市文物考古研究所、开封市文物考古研究院的大力支持，在此表示最诚挚的感谢！

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New Discovery ofthe Natural Deformation Phenomenon in the Cultural Sites of Henan Province，China

Zheng Haigang1), Yao Daquan1), Shen Xiaoqi1), Wang Fengjian2)and Yang Yuanyuan1)

1) Earthquake Administration of Anhui Province，Hefei 230031，China 2) Institute of Cultural Relic Archeology of Nanyang City，Nanyang 473000，China

We have found a number of new natural deformation phenomenon through on-the-spot investigation in Henan, Xinmi, Luoyang and Nanyang, whose age relates to the Neolithic-Paleolithic transition period, the Eastern Zhou Dynasty to the Northern Wei period, etc. Three groups of cracks representing three tectonic activities were found in the Lijiagou site of Xinmi city. In Han-Wei Luoyang city, we found two types of cracks, one is structural fissure with clear cross cut relation, and the other is drying shrinkage crack with bad penetrating. Two sets of orthogonal filling cracks were found in the Eastern Zhou dynasty cultural sites in Nanyang, one group towards the northeast and another towards the southeast. They display the earthquake liquefied vein body, indicating earthquake activity after the Eastern Zhou dynasty. Preliminary studies suggest that these sites are most prehistoric records of seismic events. It has an important practical significance to the further research to determine the formation mechanism of these natural deformation phenomenon of the seismic archaeology and historical earthquake of Henan province.

Henan; Archaeological excavation; Seismological archaeology; Natural deformation

中国地震局地震行业专项（201308012）资助

2014-11-31

郑海刚，男，生于1981年。硕士，工程师。主要从事地震地质及地形变研究工作。E-mail:zhghfut@163.com

姚大全，男，生于1956年。硕士，研究员。主要从事地震地质、活动构造和史前地震时间的识别研究工作。E-mail：daquany@aheq.gov.cn