静婷雅香
本节由闵隆瑞执笔。闵隆瑞，中国地质科学研究院地质研究所。
1924年G.B.巴尔博首次将阳原县桑干河两岸发育的晚新生代河湖相地层命名为“泥河湾层”。此后的大半个世纪中，特别是20世纪80年代以来，经各专业学者不断地深入研究，泥河湾层进一步划分已成为一种趋势。但是，由于泥河湾层的岩性、厚度变化大，受新构造运动控制明显，同时，目前同位素年龄资料不多，因此，至今对泥河湾层的划分、对比方面仍存在许多不同意见。而对剖面的岩性特征的认识，是地层工作的基础，也是多重地层划分的重要组成部分，故本节对位于泥河湾古湖不同部位的3个剖面的岩性特征作一个剖析，便于对泥河湾层地层划分对比时参考。其中郝家台台儿沟剖面是张宗祜、闵隆瑞负责的“泥河湾建阶研究”项目选择的剖面(参加野外地层分层描述的工作人员:闵隆瑞、朱关祥)是目前泥河湾层露头剖面中描述较详细的剖面之一。井儿洼钻孔剖面是1997年闵隆瑞负责的区调项目中打的一个孔深200m的剖面，这是阳原县桑干河两侧描述最为详尽的地下泥河湾层剖面(参加野外取心和地层分层描述的工作人员:闵隆瑞、迟振卿、朱关祥、蔡开运);虎头梁剖面也是1997年区调项目中实测的(参加野外实测剖面人员:闵隆瑞、迟振卿、蒋复初、王书兵、蔡开运)。另外，在泥河湾盆地中其他一些剖面，如:东窑子头剖面、红崖剖面、下沙沟剖面、小长梁剖面和洞沟剖面等，有的已在《泥河湾层研究》(1988)和《泥河湾研究论文选编》(1989)专著上发表，有的在核心刊物上发表，故就不在此赘述了。
一、郝家台台儿沟剖面
位于河北省阳原县化稍营镇小渡口村东南部，桑干河南侧的台地，海拔953m。地理坐标:40°12'52″N，114°38'22″E。属于泥河湾古湖东部滨浅湖区，剖面总厚151.45m。自上而下划分为146层。
泥河湾裂谷与古人类
泥河湾裂谷与古人类
泥河湾裂谷与古人类
泥河湾裂谷与古人类
泥河湾裂谷与古人类
在上述146层基础上，根据沉积物岩性、结构构造和接触关系等归并为12大段，4个组(图2-6)。
(1)蔚县组:其顶界位于剖面第34层顶，厚28.8m，未见底。下部由棕黄色粉细砂和黑色黏土组成;上部以灰褐、灰绿色黏土夹薄层砂层为主。含丰富的小哺乳动物化石和软体动物化石。其中第1～2层含软体动物化石的黑色沥青质黏土层、第8层含大量双壳类化石(丽蚌?楔蚌?)和第20层风化强、易碎的紫褐色、灰绿色黏土层可作为标志层。从沉积相分析，属湖沼相沉积。据古地磁测定，其年龄大于2.6Ma。
(2)泥河湾组:泥河湾组组名是沿袭前人用的名，因前人长期将泥河湾组视为第四纪早期代表组。但对泥河湾组的顶、底界线各抒己见，尚未得到统一。笔者这次将泥河湾组底界置于台儿沟剖面第35层棕黄色粉细砂层底，与下伏层呈侵蚀接触关系;上界定在第113层黄色粉砂层夹黑灰色黏土层顶，总厚77m。岩性特征是，下部(第35～45层，即4～5段)为黄色含砾中粗砂、粉细砂层，具板状交错层理，其中第36层含有黏土质砾石与软体动物化石、第43层具大型板状交错层理的砂砾层和第45层红褐色条带状黏土可作为标志层;中部(第46～93层，即6～8段)为灰绿色黏土质粉砂与灰黄色粉砂质黏土互层，夹较多钙板层和薄细砂层，具水平层理，其中第48、51、53层巨厚钙质黏土质粉砂层可作为标志层;上部(第94～113层，即第9段)黄褐色粉细砂夹粗砂砾石层，其中第94～99层含大、小哺乳动物化石，第97～99层、101层、105层含有孔虫化石，均可作为标志层。从沉积相分析，上、下部以河湖三角洲相沉积为主，中部以滨浅湖相沉积为主。据古地磁测定，泥河湾组地质年龄约2.60～0.90Ma。
(3)郝家台组:由台儿沟剖面第114层到144层组成，厚37.4m。其岩性总体特征是，呈黄绿、灰绿、红棕色互层的粉砂质黏土和黏土质粉砂层，上、下部发育石膏透镜体或石膏小晶体，以微咸化湖泊为特征。其中第124层、130层浅红色黏土层夹黄绿色粉砂质黏土层和第143层含石膏透镜体浅红色黏土质粉砂层可作为标志层。据古地磁和光释光(OSL)年龄测定，约为0.90～0.11Ma。本组地层在郝家台一带出露好，层位稳定，上部含石膏透镜体或有盐类矿物析出，标志明显，故命名为郝家台组。
图2-6 泥河湾盆地郝家台台儿沟剖面
(4)马兰组:由台儿沟剖面第145～146层组成，厚8.25m为黄土—古土壤层，与下伏郝家台组之间有一沉积间断。第145层红棕色古土壤层可作为标志层。据光释光(OSL)年龄测定，底部年龄为47.5±10.3ka，顶部年龄为19.1±0.6ka。
据磁性地层研究(古地磁样品在中国地质科学院地质力学研究所古地磁实验室进行，少部分在挪威卑尔根大学古地磁实验室完成)，台儿沟剖面深33.55m处为布容-松山界线(B/M)，年龄为0.78Ma;深55～74m处为贾拉米洛事件，约0.99～1.07Ma;深123m处为松山-高斯界线(M/G)，年龄为2.58Ma;剖面底部年龄为3.3Ma。
二、井儿洼孔岩心地层剖面
井儿洼钻孔位于河北省阳原县浮图讲乡井儿洼村，桑干河南岸，地理坐标40°7'N，114°21'E，海拔896m，属于泥河湾古湖盆中心部位，井深200.8m。
岩心自上而下划分为100层，描述如下:
泥河湾裂谷与古人类
泥河湾裂谷与古人类
泥河湾裂谷与古人类
在上述100层基础上，根据沉积物颜色、岩性、结构构造、沉积相和层序地层等划分为6个大段(图2-7)。其特征如下:
(1)第Ⅰ段(深200.8～122.2m):为灰褐色和黑灰、青灰色相间出现的黏土质粉砂与粉砂质黏土、粉细砂层，层理不显或为块状构造。从层序地层分析，应为湖泊扩张体系域(LEST)。属浅湖与滨湖交替出现的沉积环境。
图2-7 阳原县浮图讲井儿洼钻孔剖面
(2)第Ⅱ段 (深 122. 2 ～ 104. 4 m): 上、下为夹大量炭质层的灰褐色粉砂质黏土层，中部夹厚层褐色粉砂层。从层序地层分析，应属湖泊收缩体系域 (LCST)。为沼泽化的滨浅湖相。
(3)第Ⅲ段 (深 104. 4 ～ 47. 0 m): 以灰色为主，有时呈黄绿、青灰、灰黑色，由黏土质粉砂、粉砂质黏土、粉细砂夹钙质薄层组成。纹层层理发育是本段标志。纹层是由一条深色条和一条浅色条构成，深色条厚 0. 3 ～0. 5 mm，浅色条厚 0. 1 ～0. 3 mm。经红外光谱对 94. 4 m 处纹层测定，深色条主要由方解石和文石矿物组成，浅色条主要由文石矿物组成。文石矿物出现推测本大段应属于半咸水湖泊特征。同时纹层是静水环境下的产物，故应属静水环境的半咸化滨浅湖相。从层序地层分析，本段为湖泊扩张体系域 (LEST)。
(4)第Ⅳ段(深47.0～20.6m):下部为灰色粉砂，含植物根茎和小贝壳碎片，具纹层层理、小波纹层理和交错层理;上部为黑灰色炭质黏土和灰绿、灰褐色黏土，具臭味。本段下部粒度比较粗，且具交错层理等，反映水动力较强的滨湖环境;上部为较典型的沼泽相环境。从层序地层分析，属于湖泊收缩体系统(LCST)。
(5)第Ⅴ段(深20.6～4.4m):为黄绿色粉砂、黏土为主，属滨浅湖相。从层序地层分析，应为湖泊扩张体系域(LEST)。
(6)第Ⅵ段(深4.4～0m):为白色粉砂、黏土层，含盐类物质，属接近干涸的半咸化湖泊。从层序地层分析，应为湖泊收缩体系域(LCST)。
总之，从本孔200.8m岩心的岩相分析，可以划分为6个相段。Ⅰ段为淡水浅湖—滨湖相;Ⅱ段为沼泽化的滨浅湖相;Ⅲ段为半咸化滨浅湖相;Ⅳ段为滨湖—沼泽相;第Ⅴ段为淡化的滨浅湖相;Ⅵ段为接近干涸的半咸化—咸化湖泊相。即反映本孔从滨浅湖→沼泽化→滨浅湖→沼泽→滨浅湖→湖泊干涸的演化过程。从层序地层分析，其中第Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ段属湖泊扩张体系域，第Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ段属湖泊收缩体系域。若一个湖泊扩张系域与一个湖泊收缩体系域构成一个层序，则本孔共有3个层序。这3个层序明显地反映大约200多万年以来，本区湖泊经历了从滨浅湖→沼泽化或接近干涸3个演化阶段。
据古地磁测定(样品在中国地质科学院地质力学研究所古地磁实验室进行，2001)，台儿沟剖面深8.4～10.8m和41.2～45.6m处记录了布容正向极性时中反向极性事件，可能为布莱克和安比拉反向极性亚时，年龄为0.12Ma和0.493～0.504Ma。布容与松山界线在深92.0m处，年龄为0.78Ma，松山反向极性时记录了4个正向极性事件，深102～106m和118～126.2m处对应于贾拉米洛亚时两次事件，年龄分别为0.99～1.07Ma和1.201～1.211Ma;深162.2～186.4m处对应奥尔都维事件，年龄为1.77～1.95Ma;深196.7m至剖面底对应于留尼旺事件，剖面底界年龄约2.15Ma。
又据王永等对井儿洼剖面0.8Ma以来的地磁场相对强度的研究(样品在中国台湾地球科学研究所古地磁实验室进行，2003年)，深15m处出现地磁场强度低值，对应于布莱克事件，约118ka;深52m处低值对应于BigLost事件，约554ka;深77m处出现地磁场强度变化与磁倾角变化相一致，为B/M界线，约780ka。
从上述古地磁测定的结果分析，深10～15m处对应于布莱克事件，应为更新统上、中部之间的界线;深80～90m处，对应于布容-松山界线(B/M)，应为更新统中、下部之间的界线。
三、虎头梁剖面
虎头梁实测剖面位于河北省阳原县虎头梁村东南，桑干河的北岸。地理坐标为114°29'E，40°9'N，海拔910m。属于泥河湾古湖盆北东部滨湖区，剖面厚度为71.91m。自上而下划分为26层(图2-8)，描述如下:
泥河湾裂谷与古人类
图2-8 阳原县虎头梁剖面
泥河湾裂谷与古人类
泥河湾裂谷与古人类
从上述26 层岩性特征看，可明显地划分为4 大段。第Ⅰ段 (第1 ～14 层)，以黄色粉砂和灰绿色黏土为主，具明显纹层层理，并夹薄层石膏，属半咸化滨浅湖相。第Ⅱ段(第 15 ～ 19 层)，以粗粒级砾石层为主，夹灰绿色黏土层，属三角洲—滨湖相。第Ⅲ段(第 20 ～ 23 层)，为黄绿、灰绿色粉砂质黏土层，属半咸化滨浅湖相。第Ⅳ段 (第 23 ～ 26层)为砾石层夹古土壤层，属三角洲相。总之，本剖面反映湖进至湖退两个旋回的演化过程。
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位于阳原县大田洼乡官厅村北500米，1978年，由中国科学院古脊椎动物和古人类研究所尤玉柱、汤英俊和李毅等发现并进行发掘。发现石器1000余件，属于小石器传统；山土的动物化石有桑氏鬣狗、三趾马、三门马、披毛犀牛、羚羊等。其地质年代为距今136万年。小长梁遗址作为我国古人类活动最北端的见证，被镌刻在中华世纪坛的青铜甬道上。1935年，法国考古学家步日耶来到中国，在河北省阳原县泥河湾村被称为更新世早期的“泥河湾组”地层的下部采到一块石头。经他研究，确认为石器--“粗糙的手斧”。发表在法国出版的古人类学杂志上，文章中推断，当时泥河湾一带曾经生活过北京猿人，甚至更早的人类。1972年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的两名研究人员沿桑干河调查旧石器遗址，在泥河湾之西700米的下沙嘴“泥河湾组”的粗砂层内找到一件具有清晰的人工打击痕迹的石器。与其伴生的动物化石有一件相当完整的纳玛象化石(更新世晚期的象类化石)。此后，又进行核对性发掘，在不远的同一层位中找到数件小型长薄石片和若干曾经人工打击但尚未成型的石器，伴生的动物化石有披毛犀，马，驼鸟，鼠，兔等。1978年8月21日，古脊椎动物与古人类研究所的第四纪组的研究人员又进入泥河湾盆地考察，于阳原县官村附近的小长梁找到一处内涵极为丰富的旧石器时代遗址，位于泥河湾组下部的地层中，称之为小长梁遗址。共发现了2000余件石器，若干打击过的骨片，或留有刻划痕迹的骨片以及吃剩丢弃下来的三趾马，马，羚羊，牛，鹿，犀，虎，象的残骨和牙齿。可惜尚未发现人类骨骼的化石。至于遗址的年代，经古地磁的测定，泥河湾组的顶部年龄为150万年前，底部为300万年前，遗址的层位定为243万年--255万年之间，大体来说，250万年左右，这就是目前我国境内发现的最早的古人类文化的遗址。根据石器的分析，当时人类已有语言。1981年，在小长梁对岸的东谷坨又发现了一处面积极大，遗物丰富的石器地点，距今100万年，说明当时在东北已有很多人类活动了。 1924年 英国地质学家巴尔博在张家口地区收集地质资料著博士论文期间，前往虎头梁以及郝家台考察，首先将分布在桑干河湖相地层命名为泥河湾层。 9月13日，法国神甫桑志华到泥河湾一带考察，涉及范围东至下沙沟，南至蔚县东力元庄，西至大同、平鲁等地。1926年10月初，法国神甫德日进和桑志华在泥河湾一带进行考察，搞清了地层和古生物学上的一些问题，所采集化石材料现全部保存在天津自然博物馆。1927年，德日进和桑志华发表有关泥河湾的两篇学术论文。1930年，德日进和皮孚陀发表了世界著名的论著，把下沙沟一带发现的哺乳动物化石种类称之为泥河湾动物群。1948年，第十八届国际地质会议中，我国著名教授杨钟键正式向会议提出泥河湾，并将泥河湾列为上新统最上部。1954年，在纪念北京人发现25周年的会上，正式把相当于欧洲维拉弗朗期的泥河湾层改为早更新世。于是泥河湾成了中国乃至世界进行第四纪地层对比的标准剖面。 1958年，北京大学地理系在雁北地区设立野外实习基地，开始对泥河湾一带进行地貌学和第四纪地质学研究。1964年，北京大学教授夏正楷先生在虎头梁发现鱼化石。1965年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所太原工作站王择义、王向前教授等到虎头梁采集鱼化石，并发现虎头梁遗址65039和65040地点。1972年，中国科学院双古所的盖培和卫奇两位专家在桑干河中游地段发掘虎头梁遗址。发掘出以楔状石核和尖状器为主的大量石器，还发掘出古人使用过的灶炕，周围散落着大量的木炭粒、烧骨和烧过的鸵鸟蛋皮等。 1973年，中科院“双古所”盖培、卫奇对虎头梁遗址进行发掘，并发现了73101、73102、73103、73104、73105、73107地点． 著名学者贾兰坡和卫奇在泥河湾村西约70公里的地方发现候家窑遗址。发现珍贵的古人类化石16件，旧石器时代文物近万件，以及众多的骨角器并出土了大量哺乳动物化石。石器中仅石球就有1079件，从一个遗址中发掘出如此之多的石球，在世界考古史上都绝无仅有。1978年，中科院“双古所”的尤玉柱、汤英俊和李毅，在桑干河南发现了小长梁遗址，中美两国的科学家联合用古地磁法进行了测定，结论为距今136万年，属于旧石器时代的早期，至此小长梁成为东亚北部确知的最早的人类遗址，使得在100万年前亚洲没有人类文明的论断不攻自破。1981年，国家地震局在红崖一带发掘了一批古脊椎动物化石。5月，卫奇在裴文中教授的组织下，带领天津自然博物馆孟浩，县文保所成胜泉在钱家沙洼发现桑干河大角鹿的一具头骨，并在东谷坨发现一处旧石器地点。 6月，中国科学院贵阳地球化学研究所在泥河湾一带采集古地磁测定样品，李华梅教授在次年莫斯科召开的国际第四纪会上发表了郝家台地层论文。1990年，5月18日，卫奇委派成胜泉等人在南辛庄和大田洼一带进行调查．发现了一处旧石器遗址，后定名为半山遗址。1991年，7月7日--8月4日，中美联合考古队在东谷坨遗址继续进行发掘，发掘出土石器及化石1000多件。1993年，9月17日--10月14日，由河北省文物研究所组织发掘马圈沟遗址，人员有河北省文研所李君、保定市文物科李英、昌黎县文保所王恩林、阳原文保所成胜泉参加发掘工作，出土化石166件，石制品301件。1995年 8月10日，由河北省文研所等单位，对阳原西水地姜家梁墓地进行大面积发掘，本次发掘7千年前的房子8座，4千年前的古墓69座。在发掘姜家梁古墓的同时对于家沟遗址进行发掘。
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