安徽壽縣丁家孤堆遺址自然變形遺跡的發現及特征初探

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 230031

2）安徽省文物考古研究所，合肥 230001

0 引言

近年，隨著東部地區大規模的經濟建設，如高速公路、高速鐵路等特大型工程的修建，搶救性發掘了大量古遺址和古墓葬，這為識別和回溯東部地區幾千年以來的自然變形歷史創造了條件。為了抓住大規模考古發掘的難逢機遇，充分利用考古精細年代分層技術，地震部門與考古部門合作，各自發揮專業優勢，共同收集、編錄、發掘、揭露文化層中賦存的變形現象，以從量多面廣的實際觀測資料中獲取各場點自然變形事件的信息，復建相應地區地震活動的歷史。本文重點討論了安徽省壽縣丁家孤堆考古現場自然變形識別專題發掘調查工作的相關進展。

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，北臨潁上-定遠斷裂，公元294年、1831年該斷裂帶上和其近側曾先后發生5 ?級、6?級地震（圖1）。

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

圖1 丁家孤堆遺址區域構造及歷史地震震中略圖

2 遺址探方中的主要發現和初步認識

2.1 現場主要發現

圖2為遺址發掘全景。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，脈中有流動定向組構，取1號樣品（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、3號樣品（圖3（e））；在2號和3號樣品NW側，見右階雁列狀砂脈（圖3（d）），走向35°，取4號樣品（圖3（e））；探方0201北壁見2條深色砂脈（圖3（f）），富含鐵質，各取1件樣品（5、6號）。

圖2 丁家孤堆遺址全景（鏡向：NE）

2.2 現場觀察初步認識和依據

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象，脈體主要由粉砂或粉細砂組成，脈頂部幾乎均被截切覆蓋，且多呈向下延伸之勢，直至生土層。結合強震現場震害調查研究結果認為，此類變形應屬地震液化遺跡（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，將上述原態采集的含脈體樣品在保持原態前提下固定、包裝和運回，待其自然緩慢干透后，在真空狀態下注入固化劑，再置入恒溫狀態下均勻固化，磨制定向薄片，最后置于顯微鏡下進行觀測。

3.1 具流動定向組構脈體（1號樣品薄片）的顯微特征

鏡下微觀變形表現為：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條帶顯現，或局部斷續，或局部細直，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、3號樣品薄片）的顯微特征

2號樣本薄片鏡下微觀變形表現為：平直穿粒微破裂，散布有機懸浮顆粒（圖4（c））；脈體與基質界限清晰，脈體邊緣呈流動狀態，細小顆粒略呈定向排列（圖4（d））。

3號樣本薄片鏡下微觀變形表現為：暗色顆粒被截切和滑動錯移，滑動面呈弧形（圖4（e））；火焰狀結構，撓曲構造，在2組流動構造交匯部分產生弧形撓曲（圖4（f））。

3.3 雁列狀脈體（4號樣品薄片）顯微特征

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

3.4 深色脈體（5、6號樣品薄片）顯微特征

5號樣品薄片鏡下微觀變形表現為：透入性變形，流動造成顆粒半定向到定向排列組構，后期似乎因流動減慢而產生開裂（圖5（c））；鐵質物呈原地裂開散布狀，應是流動過程使然（圖5（d））。

圖4 1～3號脈體微觀變形特征

圖5 4～6號脈體微觀變形特征

6號樣品薄片鏡下微觀變形表現為：見橫向流動條帶和垂直方向上的平行張裂（圖5（e））；典型的火焰狀構造，顯示清晰的流動運移痕跡（圖5（f））。

3.5 微觀觀測的初步認識和依據

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

4 結論和討論

綜上所述，丁家孤堆遺址文化層中發現自然變形痕跡，主要表現為文化層被砂脈穿切，通過發掘現場觀察和原態物質微觀觀測，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代自龍山晚期至西周，表明相當期所在地區曾發生史前地震事件。

如前所述，就遺址所處的地震地質環境分析，所在地位于NNE向固鎮懷遠斷裂與近EW向潁上-定遠斷裂的交匯部位上，據史料記載，近側曾發生數次5～6級地震，此次史前地震遺跡的發現，一定程度上豐富了該地區構造的新活動內容。