安徽宣城市陳山剖面風(fēng)積環(huán)境演化及其成因探討

安徽宣城市陳山剖面風(fēng)積環(huán)境演化及其成因探討

在中國，黃色的土壤堆積已經(jīng)習(xí)慣了這種情況，而且。其實,“黃土”的初始涵義乃是“風(fēng)塵落積”。如《伏候今古注》述“元鳳三年(公元前78年),天雨黃土,晝夜昏霾”;《前漢書》述“成帝建始元年(公元前32年)四月壬寅晨,大風(fēng)從西北起,云氣赤黃,四塞天下,終日夜下著地者黃土塵也”。但是,從風(fēng)塵落積到真正的“黃土”之間還有一個被稱為“黃土化”的成(黃)土過程,而且,當(dāng)前被研究的黃土實際上還在“黃土”形成之后經(jīng)歷了就地漫長的風(fēng)化成土作用的改造或成巖過程的改造。因此,我國有些地方的第四紀(jì)堆積或厚厚的土壤剖面,就其當(dāng)前的結(jié)構(gòu)特征而言已非“黃土”,但在它經(jīng)歷后生改造之前卻曾經(jīng)是“黃土”,曾經(jīng)是“風(fēng)塵落積”。長江中、下游的風(fēng)成黃土——下蜀土的研究,始于本世紀(jì)30年代。安徽宣城地區(qū)的更新世風(fēng)塵堆積研究始于80年代末期。首先是在宣城地區(qū)宣城縣向陽鄉(xiāng)陳山、寧國縣獨(dú)山與官山以及涇縣園藝廠等多個地點(diǎn)的厚層土狀堆積中發(fā)現(xiàn)了比較多的舊石器件,進(jìn)而對厚層土狀堆積進(jìn)行研究,認(rèn)為它們本是風(fēng)塵堆積,之后又確定了該厚層堆積的生成年代。近期,則對風(fēng)塵堆積的沉積環(huán)境以及該地出土的舊石器又進(jìn)行了比較詳細(xì)的采樣分析和研究,以便于同北方黃土的沉積環(huán)境和舊石器文化進(jìn)行比較。1陳山剖面地質(zhì)特征宣城向陽陳山“黃土”剖面的地理位置為東經(jīng)118°51′58″,北緯30°52′32″。寧國獨(dú)山剖面和官山剖面的位置則更偏南約40—50km。向陽鄉(xiāng)陳山,也稱老龍山,實際上是該地南北向?qū)掜攳徣旱臇|緣中間部分。陳山以東約1000m即為河床寬闊的水陽江。陳山海拔45m,比水陽江平時水面高約25m,水陽江大洪水泛濫時滾滾洪流直抵陳山腳下。陳山剖面高約10m,以下為沖積礫石層與漫灘相粉砂層。仔細(xì)觀察剖面,按顏色深淺的變化,大體可以分出18個層次。自上而下,第1層為表土層,第2、4、6、8、10、12、14、16、18層為顯紅色的粘土質(zhì)粉砂層,實際上是9個經(jīng)歷后生風(fēng)化成土作用的古土壤層(標(biāo)記為S0—S8);第3、5、7、9、11、13、15、17層為棕黃微紅色粘土質(zhì)粉砂層,實際上是就地后生風(fēng)化成土作用比較弱,有的增多了化學(xué)沉積作用的原生沉積(標(biāo)記為B1-B8)。該剖面自第4層(深度2.0—2.36m)開始出現(xiàn)稀疏網(wǎng)紋,自第6層往下發(fā)育較密集的網(wǎng)紋,在古土壤層中網(wǎng)紋多垂向,在棕黃色層中網(wǎng)紋多近水平延伸。圖1為對陳山剖面所作的磁化率與粒度采樣分析成果。1.1陳山剖面粘粒含量與洛川黃土的關(guān)系陳山剖面每隔4cm一個樣品的粒度分析結(jié)果表明,該地風(fēng)塵堆積物顆粒較細(xì),砂粒(>50μm)組份平均含量4.16%,低于洛川黃土(一般5%—10%);粉砂(50—5μm)組份平均含量約55%左右,亦低于洛川黃土(一般60%—65%);而粘粒(<5μm)組份含量較高,平均40%左右。與洛川黃土相比,平均粒徑(Mue001φ=7.23ue001φ)稍偏細(xì);標(biāo)準(zhǔn)離差(δue001φ)平均1.86,棕黃色沉積層平均為2.01,分選程度中等—偏好,與洛川黃土相近;偏度(SKue001φ)值基本上在0.2—0.5之間波動,對稱性較洛川黃土更好。我們在陳山剖面采樣中盡量剔除灰白色“網(wǎng)紋”物質(zhì),所以,該剖面粘粒含量偏高可能主要與古土壤層的成壤作用有關(guān)。在該剖面古土壤層中,粘粒平均含量達(dá)到43.06%,粒徑1μm以下的膠粒成分平均含量達(dá)8.95%,部分樣品達(dá)11%以上。按粘粒與膠粒的含量值,這些古土壤層的土壤類型已達(dá)到亞熱帶中南部紅壤的水平。同時,陳山剖面中不同層位樣品的粒度組成的變化表現(xiàn)出一定的旋回性特征,其中尤以<1μm的膠粒含量曲線的旋回性變化最為明顯,與地層對應(yīng)也最好(圖1),這也能說明古土壤成壤作用對該層的粒度結(jié)構(gòu)有重大影響。1.2洛川坡頭剖面的磁化率分布陳山剖面連續(xù)取樣(每2cm一個樣)所得的磁化率值(經(jīng)用BartingtonMS2型磁化率儀進(jìn)行低頻室內(nèi)測試,并將測試值校正為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量磁化率值)隨剖面的加深而有較大的變化(圖1)。陳山剖面各層磁化率值變化的特點(diǎn)之一是具有鮮明的趨勢性。經(jīng)坡地流水改造和生物作用的表土層,磁化率值高達(dá)110×10-8m3kg-1以上,未網(wǎng)紋化的古土壤層(S0)為90左右,未網(wǎng)紋化的棕黃色粘土質(zhì)粉砂土層(B1)為30左右,稀疏網(wǎng)紋化的古土壤層(S1)為50左右,以下各層一般都低于25,剖面越深磁化率值越低。磁化率曲線的第二大特點(diǎn)是高值段與低值段的交替波動,而且與剖面的古土壤——棕黃色沉積層相交替的序列相吻合。因此,在該剖面風(fēng)塵物質(zhì)的累積過程中,沉積間斷時期的風(fēng)化成土作用曾有利于磁化率值增高,但剖面中、下段強(qiáng)烈的網(wǎng)紋化曾使磁化率值下降,網(wǎng)紋層中次生灰白色斑塊的發(fā)育對磁化率有深刻的影響。我們曾分別取樣測量了第14層中密集網(wǎng)紋之間的純紅色土與純白色斑塊的磁化率,前者磁化率為22.1,而后者只有2.1,兩者相差達(dá)一個數(shù)量級。與北方黃土—古土壤剖面相比,洛川坡頭剖面中更新世中期以前的古土壤室內(nèi)磁化率值為120×10-8m3kg-1左右1,中更新世中期以后古土壤的磁化率值達(dá)200左右;黃土層的磁化率值一般均低于50,最低的甚至只有20。因此,宣城地區(qū)未成為古土壤也未網(wǎng)紋化的棕黃色粘土質(zhì)粉砂層的磁化率值,與北方黃土層的磁化率值是比較相近的。1.3更新世沉積的可能向陽陳山剖面1988年發(fā)掘各個層次均夾有舊石器。在第18層中出土石制品22件,在第17層棕黃色粘土質(zhì)粉砂層中出土石制品2件,在第3層棕黃色粘土質(zhì)粉砂層中出土石制品7件,一共出土石制品78件之多。前后多次發(fā)掘,在剖面中沒有發(fā)現(xiàn)新石器。所以,包含舊石器的剖面各層當(dāng)是更新世沉積。陳山剖面第6層以下,網(wǎng)紋化十分強(qiáng)烈。據(jù)長江中、下游地區(qū)第四紀(jì)地層和沉積環(huán)境的對比研究,強(qiáng)網(wǎng)紋化作用大體發(fā)生在中更新世中期以前,可能為距今32—40×104aBP以前。因此,陳山剖面第6層以下的沉積年代當(dāng)在中更新世中期以前。之后,幾次采樣和電子自旋共振法(ESR)測年,表明陳山剖面第18層往上為大約距今81.7×104aBP以來形成的,但表土層是次生沉積,其中曾出土3件商周以來的文化遺物。以上研究表明,安徽宣城地區(qū)向陽陳山等地,大約自81.7×104aBP以來,在埋深10m多的礫石層之上曾有過洪水泛濫沉積和8期風(fēng)塵堆積,其間則為在已有堆積的表部發(fā)育古土壤的溫暖濕潤時期。值得注意的是,風(fēng)塵堆積的沉積環(huán)境與北方黃土堆積時期的沉積環(huán)境十分相似,僅僅是平均風(fēng)力較陜西北部黃土堆積時期的平均風(fēng)力稍小一點(diǎn),而堆積層的成土作用則稍強(qiáng)一些。2石質(zhì)及工具類型自從在向陽陳山、寧國官山等地發(fā)現(xiàn)舊石器之后,于1988年組織了在陳山的考古發(fā)掘,差不多在陳山剖面的每個層組都發(fā)現(xiàn)了舊石器時代的石制品,所謂的層組由下部的棕黃色層與其上部的紅色土層組成。自下而上,在第18層出土22件,第17—16層組出土7件,第15—12層兩個層組出土24件,第11—10層組出土3件,第9—8層組出土2件,第7—6層組出土1件,第5—4層組出土12件,第3—2層組出土7件,合計出土具有明顯人工痕跡的石制品共78件。絕大多數(shù)出土的石制品是用錘擊法制作的,素材多為大塊礫石,且多為石英砂巖礫石。石制品的種類不太多,其中石片23件、石核23件、刮削器7件、尖狀砍砸器3件、鎬4件,其中有使用痕跡的石制品僅7件。所謂的尖狀砍砸器為有尖有刃,它在中國南方舊石器早期工具組合中占有重要地位;所謂的鎬,它的制作重點(diǎn)在尖而不在(短)刃,刃長不超過該側(cè)長度的二分之一。若按石制品長徑100mm劃分輕型工具和重型工具的話,該地石制品中的重型工具占37%。就已出土的石制品而言,第9—8層組以下的石制品制作似乎精細(xì)一些,器型也較規(guī)整,而第9—8層以上的石制品反而稍粗糙一些。陳山剖面石制器的主要特點(diǎn)是:①石制品的素材選自剖面下伏的底礫層;②石核的比例較高,石核和石片占全部標(biāo)本的比例均為29.5%;③打片絕大多數(shù)用錘擊法,只發(fā)現(xiàn)一件砸擊石片,石核臺面以自然臺面為主,發(fā)現(xiàn)7件具打擊臺面的石核和石片;④工具類型包括刮削器、砍砸器、尖狀砍砸器和鎬。砍砸器的比例最高,為14.1%,尖狀砍砸器和鎬的比例與刮削器相同,均為9.0%,未經(jīng)修理的砍砸器的比例接近全部砍砸器的50%,使用石片、石核、斷塊的比例較高;⑤工具尺寸較大,形體厚重,大型石制品的比例很高。陳山剖面與陜西南部發(fā)現(xiàn)的舊石器非常接近。陜西南部漢中梁山舊石器分布于漢江上游的崗地上,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)10多個地點(diǎn),采集了1000多件石制品。典型地點(diǎn)漢中龍崗寺的石制品可能出自網(wǎng)紋紅土層,時代應(yīng)為中更新世。石器的類型主要有砍砸器、球狀器、鎬、刮削器、手斧,砍砸器的比例最高,其次是球狀器,刮削器的比例最小。安康關(guān)廟發(fā)現(xiàn)的舊石器可能為舊石器時代早期的石制器,器型有石核、石片、刮削器和大三陵尖狀器,其中三棱尖狀器與梁山同類器物相似。舊石器時代晚期的石制品多用石片制成,中小型者居多,類型有刮削器、尖狀器、雕刻器和石錐,文化面貌介于南北舊石器之間。安徽宣城陳山等地與陜西漢中、安康等地出土的舊石器石制品的共同特點(diǎn)是,石器地點(diǎn)多沿河分布,制造石器的原料都是河流礫石;制造技術(shù)簡單實用,一面加工的石器占大多數(shù),許多石器不經(jīng)修理一步成型;砍砸器是工具組合中的主要器具