黄河上游官亭盆地全新世群发性重大自然灾害发生年代与成因机制研究

The Guanting Basin is situated along the upper Yellow River at the northeast margin of the Tibetan Plateau. The Neolithic Lajia Ruins and the causation of the related prehistorical multiple disasters within the Guanting Basin have attracted much attention over the world recently. Using multi- disciplinary methods and approaches including fieldwork, observation, sampling, laboratory analysis and multi-technique dating, complete Holocene sediment stratigraphy and chronological framework will be established in all geomorphological units in the Guanting Basin. And further, analyze the sedimentation environment, material sources and forming mechanism, and reveal the specific environmental conditions, human-environment interaction and the resultant change in surface processes over the prehistorical settlement at Lajia. On this basis, identify the disastrous events of flash floods, mudflows and debris flows from the tributary gullies, the extraordinary floods from the mainstream of the Yellow River, the palaeo-earthquakes and landslide dam, and the possible dammed-lake burst floods along the Jishixia Gorge. Thereby, reveal the classification, occurrence age, causation, developing process and interactions of these severe multiple disasters that ruined the prehistorical settlement at Lajia. The results are very significant in understanding human-environment interactions over the environmentally vulnerable zone. They are also very important in exploiting the resources, harmonizing human-environmental relation and mitigating disasters in western China.

黄河上游官亭盆地，处于青藏高原东北部边缘，盆地内新石器时代喇家遗址及其史前群发性重大自然灾害的成因, 是国内外学术界和媒体关注的热点。本项目拟从多学科交叉的方法和途径，进行全面深入的野外调查，观察分析，系统采样测试和多种技术年代测定，在各个地貌单元建立完整的全新世地层序列和年代框架。深入分析各个层次的沉积环境、物源和形成机制，揭示喇家史前聚落形成的区位环境和人地相互作用，及其所造成的地表过程变化。鉴别官亭盆地内支流沟谷暴雨山洪泥流泥石流事件和古地震事件、黄河干流全新世特大洪水事件、积石峡全新世古滑坡和堰塞湖的发生年代与发展演变过程。从而清晰地揭示摧毁喇家史前聚落的群发性重大灾害事件的类型、发生年代、成因机制及其相互关系。这对于掌握西部环境敏感带一万年来环境变化与灾害和人地相互影响规律，具有重要的科学意义，对于指导西部资源开发、协调人地关系、防灾减灾具有重要的现实意义。

对官亭盆地及其相邻地区进行地貌学、沉积学、土壤学和地层学调查，系统采样进行测试分析和年代测定。主要研究结果为：第一，在黄河北岸古洪积扇前沿第二级阶地，建立了完整的土壤沉积物地层序列和年代框架。发现在河流阶地沉积物之上，覆盖着晚更新世马兰黄土(L1-1)-全新世早期黄土质过渡层(Lt)-全新世中期黑垆土(S0)-全新世晚期黄土(L0)-现代土壤(MS)。在喇家遗址，黑垆土层(S0)被两组含有山洪沉积物（FFD）的红色粘土质泥流沉积层(RC1/RC2)穿插，分裂成为三个亚层，即古土壤层上段(S0上)、中段(S0中)和下段(S0下)。第二，发现齐家文化聚落废墟（4150-3850a BP）坐落在古土壤下段（S0下）的表面，被红色泥流（RC1）或者山洪砂砾(FFD1)所覆盖。遗址东部东北部处于岗沟古洪积扇前沿，红色泥流层次多厚度大；遗址西部西南部处于吕家沟古洪积扇前沿，山洪砂砾层次多厚度大。第三，测年结果表明在3850a BP至3600a BP之间，受青藏高原边缘地带强对流天气影响，官亭盆地北部拉脊山东坡及晚第三系红层丘陵沟壑区，频繁发生高强度暴雨山洪和泥流泥石流,沿着众多支沟进入官亭盆地。喇家遗址的齐家文化聚落正是被山洪和泥流过程所毁灭。第四，针对遗址内外密集分布的地裂缝及其填充物的研究，表明在3850a BP和3600a BP前后，官亭盆地发生两期大地震。其中第一期大地震直接毁坏聚落的同时，在盆地周边诱发规模巨大的滑坡，加剧了沟谷的泥流泥石流过程。第五，针对黄河积石峡古滑坡及其堰塞湖沉积层的研究，表明积石峡中段狐跳峡大拐弯凹岸山体在8250a BP和6100a BP发生两次规模巨大的滑坡，堵塞黄河形成堰塞湖，存在了2600多年。过坝体溢流缓慢侵蚀切割，湖水逐渐泄流变浅，期间有若干次收缩和扩张，最终在5650a BP消亡，黄河重新贯通。综上所述，可知官亭盆地喇家遗址齐家文化聚落是在3850a BP由大地震和暴雨山洪泥流泥石流等群发性灾害所毁灭，积石峡古堰塞湖消亡早于喇家遗址毁灭废弃的年代达1800年，两者之间没有关系。这些研究结果对于理解西部环境敏感带环境变化与灾害发生规律具有重要的科学意义。