新构造运动对吐鲁番地区古遗址的影响
时间：2022-04-02 08:42:38 浏览次数：次
材料改性为主的加固和支护基础上，发展地质结构分区加固和柔性支护的技术方法具重要意义。
1 吐鲁番地区新构造运动地质背景
吐鲁番盆地内中央隆起构造带是整个盆地晚第四纪以来最显著的强活动构造带，西起阿拉沟、鱼儿沟，东至了墩隆起，近EW向延伸约200 km，自EW向由七克台逆断裂-背斜、红山逆断裂-背斜、火焰山逆断裂-背斜、肯德克逆断裂-背斜、盐山逆断裂-背斜、红山口-鱼儿沟逆冲构造带等组成（图1）。
研究区主要受肯德克逆断裂-背斜影响，构造带呈100°～110°走向的狭窄条带状展布，由肯德克逆断裂及肯德克背斜两部分组成，也是一条活动断层扩展背斜带，为晚更新世晚期活动断裂。肯德克背斜东倾伏端倾向NE向，倾角5°～8°，由上新统泥岩、砾岩组成，北翼较缓，产状10°∠18°。从东倾伏端向东延伸，色迪亥一带的晚更新世晚期湖洪积层轻微褶皱隆起，揭示肯德克背斜向东扩展。肯德克逆断裂东起燕木什，长约15 km，走向110°，出露地表，总体为一条发育于肯德克背斜核部（偏南），倾向NNE的高角度逆断裂。野外沿断裂走向可见中新统褐红色泥岩逆掩于第四系砾石层之上[6]。柏美祥等通过光释光测年及探槽揭露，发现燕木什断裂自晚更新世晚期以来，平均垂直活动速率为0.07±0.01～0.35±0.03 mm/a;全新世早期平均垂直活动速率为0.01 mm/a[7]。
2 苏公塔受新构造运动的影响
苏公塔是新疆境内现存最大的古塔，全部用青灰色砖建成。高44 m，塔基直径为10 m，塔身下大上小，呈圆锥形。塔内有螺旋形台阶72级通往顶部。塔身周围不同方向和高度，设有14个窗口。塔的表面分层砌出三角纹、四瓣花纹、水波纹、菱格纹等15种几何图案。据历史文献记载，塔体由条形灰砖砌筑，胶结材料为黄土[8-9]。
对苏公塔实地调查发现，苏公塔塔身东南和西南方向两侧底部出现向上延伸走向分别为300°、80°的裂隙，前者延伸到塔底，后者未延伸至塔底。沿东南方向进行地质调查，发现走向300°的裂隙向东可追索到砖砌平台、水泥下坡路及回廊墙体、东南角的塔楼一角，向西可追索到已干枯的沟西侧古树，且在文物保护区西界砖墙处可见陡立的两条裂隙（图2），这些裂缝在平面上呈右列雁列式分布，剖面上不平直向下延伸。裂隙控制了浅表水的条带状分布，控制着塔身中南部陡立裂缝的非贯通性或锯齿状分布。现场初步调查推测走向300°的裂隙，宽约4 m，在文物保护区内延伸长度大于160 m（图3）。这条地质裂隙定向明显，显示一定规模和非单一连续的结构面，影响了苏公塔塔身的完整性及地基稳定性，裂隙本身导水、导气性有利于植物生长，对内动力突变的变形响应较敏感，较易受地震的场地破坏影响。
3 交河故城受新构造运动的影响
交河故城遗址位于新疆维吾尔自治区吐鲁番市西的雅尔乃孜沟村。遗址总面积35×104 km2，建筑面积22×104 km2，坐落在一柳叶形台地上，交河城区位于台地的中南部，以中心大街为中轴线，将整个市区大致分为6个区。通过实地调查发现，交河故城城址的选择、下挖式生土建筑群墙壁和街道表现出一定的趋向性，其场地裂隙方向性及多处平直陡崖的走向总体上受NW向和NE向两组构造节理的控制和影响[10-11]。
通过对交河故城实地调查，初步发现如下一些特点：
（1） 交河故城所在台地及沟谷呈线状展布，推测其本身受区域上NW向及NE向地质构造控制，街道走向、房屋墙壁走向基本为NW向、NE向（图4），说明古人在规划和开挖施工时，已本着适应自然、利用自然的原则。
（2） 现场调查发现，交河故城总体上呈东南部建筑群密集，西北部一些长、大张裂隙发育，NW向（300°～320°）裂隙和NE向（50°～70°）裂隙发育，其中走向约320°裂隙为主要影响崖体稳定性的破坏裂隙。台地顶部裂隙走向明显，具一定斜列性，控制线性水气通道和浅表草本植物的线性分布。崩塌块体受到陡立的两组构造裂隙及近水平沉积层理等3组地质结构面控制，多呈厚板状（图5）。
孙满利等对交河故城崖体裂隙进行统计发现，整个崖体区发育3组节理：①NE向组，走向15°～35°，均值25°，倾角近直立;②NNW向组，走向310°～330°，均值325°，倾角近直立;③NWW向组，走向275°～295°，均值285°，倾角近直立。其中以走向25°和325°两组最发育，走向285°组次之（图6）[3，10，11]。
4 讨论与结论
吐鲁番地区苏公塔、交河故城等国家级文物遗址，受吐鲁番盆地西中央隆起带影响，广泛分布NW向和NE向两组构造裂隙，控制着古遗址的开挖和施工趋向性及规模，古遗址本身也显现出一定的变形和局部破坏迹象。对吐鲁番地区开展古遗址保护工作，大多局限于岩土工程的加固保护，缺乏新构造运动对古遗址破坏的研究，如不順应构造运动发展的加固保护，将来会在地质构造运动的影响下遭到更严重的破坏。
考虑到吐鲁番地区活跃的新构造运动现状，在前人开展的岩土工程材料加固为主技术思路的基础上，得出以下结论：
（1） 交河故城所在台地、沟谷及街道、房屋墙壁走向基本为NW向及NE向，推测其本身受到该方向上地质构造的控制，说明古人在规划与建造交河故城时，已顺应自然的原则。
（2） 多尺度地质结构（包括次级或分支断层、节理和裂隙等不同级别、性质的结构面）对吐鲁番地区古遗址的变形破坏起到一定的控制作用。如受呈100°～110°走向的肯德克逆断裂-背斜影响，苏公塔塔身及交河故城崖体广泛发育NW向裂隙。
（3） 研究区内对为内动力地质作用的新构造运动产生的变形破坏，应采用结构分区加固和预留变形量为主的柔性支护技术方法。
参考文献
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Abstract：The neotectonic movement is active in Turpan area of Xinjiang， but the research on the influence of neotectonic movement on ancient sites in this area is still in the developing stage. Based on the background of neotectonic movement in this area， this paper investigates the diseases of the ancient ruins of Sugongta and Jiaohe， and analyses the causes of the diseases. It is found that neotectonic movement is the main factor affecting the planning and stability of the ancient ruins in this area.It is found that neotectonic movement in this area is the main factor affecting the planning and stability of ancient sites， i. e.①The platforms， valleys， streets and house walls of Jiaohe Ruins tend to NW and NE， which is presumed to be controlled by the geological structures in this direction;②The NW trending cracks are widely developed in the body of Sugong Tower and the cliff body of Jiaohe Ruins due to the influence of the Kendeke reverse fault-anticline with a fissures of 100°～110°.
Key words： Turpan Prefecture;Neotectonic movement;Diseases on Ancient Sites
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