2019年11月16日
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陈骏和李高军研究团队在喇家遗址史前大洪水沉积的研究取得重要进展

古籍记载,大禹成功治理了黄河大洪水从而建立起中国历史上第一个王朝-夏朝。然而,大禹治水的真实性和夏朝的起源时间还存在巨大争论。寻找大洪水的地质证据可能是重要的突破口。最近,南京师范大学吴庆龙教授等(2016)在《科学》杂志上将黄河上游喇家遗址附近的溃决洪水地质记录与传说中的大禹治水联系起来,并提供证据支持中国传说大洪水与夏朝的历史真实性。该文章发表后立即引起巨大的争论。2017年《科学》杂志同时刊出三篇质疑,其中一个重要的争论点就是喇家遗址上的洪水沉积物是来自黄河大洪水还是支沟局部洪水。

在野外考察中,南京大学表生地球化学团队发现吴庆龙教授等文章中提到的一层“黑砂”层可能是故事的关键,而其它地质证据大都具有多解性。文章称这层“黑砂”层在一些部位直接覆盖在喇家灾难层之上,因而采用喇家灾难的年龄作为溃决洪水的年龄。在喇家遗址及其周边,“黑砂”层广泛分部于高于现代黄河河面二三十米的阶地上。但是,这套“黑砂”的主要成分是本地的绿片岩,既有可能来自积石峡的溃决坝体和黄河河道边坡,也有可能来自喇家遗址支沟的洪流。因此,“黑砂”的来源成了证明黄河是否发生过超级大洪水的关键。南京大学团队认为,“黑砂”中挟裹的细粉沙物质是论证的关键。如来自支沟,细粉沙主要来自本地第三系红土和第四纪风成黄土;如果来自黄河,细粉沙则主要来自黄河河道。然而本地第三系红土、第四纪风成黄土和黄河粉沙均来自青藏高原的侵蚀,它们都有着相同的最终来源,成分相似,传统地球化学手段难以区分。

图1 喇家遗址的地质概况

南京大学地球化学团队利用铀同位素破碎年代学示踪喇家遗址黑砂的来源。通过对比黑砂与潜在源区的铀同位素特征,发现喇家遗址黑砂的(234U/238U)值与黄河沉积物接近而与支沟物质存在较大差异,表明黑砂来自上游黄河溃决洪水,而与支沟无关。需要注意的是,该工作只是证明了喇家遗址上发生过一次超级黄河大洪水,至于这次洪水与喇家地震灾难的时间关系,是否与大禹的那次洪水有关还需要进一步的论证。本工作与该地区其它时代的支沟泥流、堰塞湖和溃决洪水沉积亦不矛盾。

图2 喇家遗址黑砂及其周边潜在源区物质的(234U/238U)特征

研究成果以“Uranium isotopic constraints on the nature of the prehistoric flood at the Lajia site, China ”为题在线发表在国际顶级地学期刊《Geology》上。本研究是博士生李乐自2017年以来在《EPSL》,《Geology》连续发表铀同位素破碎年代学系列论文后又一项发表在国际顶级期刊的研究成果。李高军教授为论文的通讯作者。

该项研究得到国家自然科学基金委的支持。

(地球科学与工程学院 科学技术处)