Geology：史前大洪水沉积的铀同位素限定

由于此事系大，吴庆龙等的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。且不论上游的溃决洪水是否能在黄河下游造成灾难性影响，也不论大禹治理的是堰塞湖溃决洪水还是气象洪水，亦不论黄河洪水事件是否也是喇家灾难的组成部分，更不论喇家灾难的时间是否与夏朝起始年代的考古学限定一致，单就积石峡附近大量广泛分布的堰塞湖和洪水沉积物是否都与喇家地震有关，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就存在巨大争论。该地区山洪和地震频发，地质历史上出现多次支沟泥流和黄河堰塞溃决洪水也很正常。

图1 喇家遗址的地质概况

针对这些问题吴庆龙邀请来自南京大学等单位的同行开展了一次野外考察会。在野外考察中，南京大学表生地球化学团队发现文章中提到的一层“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。文章中说这层“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”层广泛分布于高于现代黄河河面二三十米的阶地上。遗憾的是，考古发掘时已将大量覆盖于死难遗骨和陶器上的“黑砂”移除。

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2 喇家遗址黑砂及其周边潜在源区物质的(²³⁴U/²³⁸U)特征

南京大学地球化学团队秉承为地学难题提供新的化学方法和理论的思想，主动创新应用地球化学方法解决其它学科难题，长期致力于物源示踪研究。近年来，团队中博士生李乐在导师陈骏院士的指导下，重点发展铀同位素破碎年代学方法，专门区分具有相同地质来源，不同破碎时间的物质。团队研究发现，喇家遗址“黑砂”挟裹的细粉沙的(²³⁴U/²³⁸U)值与黄河沉积物接近而与支沟物质差异巨大，表明“黑砂”来自上游黄河溃决洪水，而与支沟无关。研究成果以“Uranium isotopic constraints on the nature of the prehistoric floodat 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。

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。

黄河大禹定巨洪

喇家黑砂意难同

地球化学解难惑

铀素示源溯迷踪