考古受热石英释光发光光谱性质及其测年研究

释光测年技术在解决考古低温受热材料的年代问题中已趋于成熟,而在考古高温受热材料的释光测年研究中仍颇具挑战。以凌家滩遗址出土陶器中提取的考古高温受热石英(约950℃)为例,探究此类石英的释光发光光谱特征与释光性质,旨在探讨不同波段的热释光信号在释光测年中的可行性。基于Ris?DA-20型释光测年仪器联用Andor光谱仪、电荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)相机的释光发光光谱平台,结合对不同波段敏感的光电倍增管与自定义滤光片组合,对比了热释光(Thermoluminescence,TL)、等温热释光(Isothermal Thermoluminescence,ITL)、光释光(Optically Stimulated Luminescence,OSL)测年方法在此类考古高温受热材料中的应用。光谱结果表明:考古高温受热石英具有显著的620 nm左右的红光热释光发光(Red TL),与375℃ TL峰紧密相关,且375℃ Red TL具有光不敏感特征。多波段热释光、多波段等温热释光、常规光释光测年结果均与已知的碳-14年龄在误差范围内一致,表明利用不同波段的释光信号开展考古高温受热材料年代学研究具有潜在的可行性。

山西侯马上马墓地青铜器铅同位素比值分析

山西侯马上马墓地是一处重要的晋国邦墓地,出土了大量东周时期的晋国青铜器。本研究对4件上马墓地春秋中期青铜器开展了铅同位素比值分析,以探讨春秋中期晋国铅料产地。研究结果显示4件青铜器的铅同位素比值均为普通铅,与晋南地区西周晚期至春秋早期青铜器所使用的铅料基本相同,可能产自长江中游地区。上马墓地青铜器与瓦窑坡春秋中期青铜器使用的铅料不同,反映了春秋时期青铜金属资源流通网络的复杂性。

几种禾本科植物淀粉粒形态比较及其考古学意义

对5种禾本科植物种子中的淀粉粒(包括粟、黍、青狗尾草、高粱及薏苡等)进行了形态学观察和描述,结合颗粒长度的测量和统计学分析,建立了区分这些作物淀粉粒的一般方法。结果显示,粟和黍的淀粉粒以多边形居多,比例分别为75%和96%;青狗尾草中的淀粉粒以圆形为主;高粱和薏苡的淀粉粒形态具有较高的多样性。表现在消光臂上,高粱淀粉粒的消光臂呈现弯曲特征,而其他4种作物淀粉粒的消光臂则较为平直。在颗粒的长度分布上,粟淀粉粒为2.77～18.40μm,黍淀粉粒为3.93～12.85μm,青狗尾草淀粉粒为2.19～11.90μm,高粱淀粉粒为4.11～30.30μm,薏苡淀粉粒为5.48～25.44μm。研究表明,粟、黍、青狗尾草、高粱及薏苡等5种禾本科植物的淀粉粒形态特征存在相似性,但是也有差异。综合运用二维形状、脐点位置、表面特征、消光臂特征及长度等多种指标,可以对这几种作物的淀粉粒进行一定程度的区分。这一研究结果可用于辅助对古代淀粉粒的科属鉴定。

小米能否制作面条的实验研究：兼论喇家面条的成分

根据中国西北部喇家遗址出土的面条状遗存,面条的历史被追溯到4000年前。喇家面条被描述为由带壳的小米磨成的粉制成面团并通过反复拉伸或挤压的方法制作而成。为了了解这种面条制作工艺,我们进行了面条试制实验和煮面实验,并记录了面条中的淀粉粒在烹调过程中发生的形态变化。研究表明,纯的粟黍面粉制成的面团不能拉伸成面条,煮过的粟黍淀粉粒形态也与喇家"面条"遗存中的"淀粉粒"不符。我们认为来自喇家"面条"的小米颖壳植硅体及似淀粉粒的颗粒是否来自面条需要进一步研究。

西沙群岛“石屿二号”沉船遗址出水青花瓷器的测年研究

“石屿二号”沉船遗址位于西沙群岛石屿东侧的珊瑚礁石上,是西沙群岛海域一处重要水下文化遗存。该遗址出水了青花、卵白釉、白釉、青灰釉、酱釉等多种瓷器,是探索古代海上丝绸之路和外销瓷贸易的关键窗口。虽然前人通过青花瓷器类型学分析确定了遗址的相对年代,但由于未发现船体痕迹无法进行碳十四测年,而热释光测年方法则为确定遗址的绝对年代提供了一种替代手段。为了探究该遗址出水青花瓷器的热释光性质及年代,本研究利用前剂量饱和指数法对16件青花瓷片进行了古剂量测试。使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析样品的放射性元素U、Th、40K的含量。在剂量率的计算过程中综合考虑了样品的经纬度、埋藏深度、含水率以及放射性元素含量等参数,并首次使用综合矿物分析(TIMA)揭示了瓷胎中的石英粒径分布情况,以提高剂量率计算的准确度。热释光年代结果表明,这批青花瓷烧制于元代至明代早期,在释光有限的误差范围内符合传统鉴定方法得出的该遗址属于元代这一结论。这有助于揭示该历史时期相关器物的制作工艺、实际用途和可能的产地。此外,这也为理解该历史时期青花瓷器在海上贸易中的传播路径、交易规模以及对其他文化的影响提供了重要的研究线索。

关于锶同位素考古研究的几个问题

本文讨论了锶同位素考古研究所涉及的几个重要理论方法问题。首先是岩石、土壤和河流的锶同位素组成以及生物锶的来源问题。然后是锶同位素方法的四点局限性,即骨骼和牙本质样本的成岩污染问题、不同地区的锶同位素重叠现象、牙齿和骨骼的锶同位素混合效应和不能识别移民后代的问题。最后讨论了锶同位素方法应用于人类迁移研究的两个重难点,一是如何分辨一个遗址或墓地中的外来人口,二是如何找到外来人口的来源地。

湖南出土周代越人铜刮刀的金属技术及相关问题

刮刀是东周时期流行于我国南方古越人普遍使用的一种工具,以铜制的常见。通过对湖南出土几件铜刮刀的合金成分和金相分析,发现这些刮刀都为含锡量在20%以上的高锡青铜合金,金相组织为铜锡α固溶体,呈针状或细条状,(α+δ)共析体连成一片呈基体状。高锡特征的青铜刮刀可能多为刮削用器,而不易用作砍砸。锡金属的大量使用表明南方古越人掌控主要的锡矿资源,结合现代地质研究,南方是寻找我国先秦铸造铜器所用锡金属的重要地区。

独辟蹊径探幽微——科技史家金正耀教授访谈录

金正耀先生1982年考入中国科学技术大学自然科学史专业,师从钱临照院士、李志超教授进行科技考古的学习和研究.期间在国内首次将铅同位素地球化学示踪方法应用于上古青铜文明金属资源的研究,在分析商代青铜器的工作中发现地质与地球化学上罕见的高放射成因铅,并据此提出安阳前期青铜生产中大部金属原料产地的"西南说".90年代他与美日学者合作,持续这一研究.2006年金正耀先生回到中国科学技术大学,组建科技考古实验室,将研究领域扩展到非传统同位素地球化学方法在金属资源考古和金属史研究以及现代释光技术的考古应用,在引领学科发展、人才培养等方面做了大量工作.此外,金正耀先生曾师从任继愈教授进行道教科技史的学习和研究,也取得相当丰硕的成果.

夏商青铜器铜料资源产地变迁初探——基于微量元素统计分析

夏商青铜器金属矿料来源一直都是学界关注的焦点。前人研究基本厘清了夏商周三代青铜器的铅同位素变化规律,但是加铅工艺的普遍应用导致铅同位素数据主要指征了铅料来源,铜料产地及变迁仍然扑朔迷离。本研究搜集了目前已公布的夏商青铜器的微量元素数据,对微量元素数据进行多元统计分析,发现二里头与郑州二里岗期出土铜器的微量元素数据存在相似性,呈现出与铅料相似的变化规律,说明夏与商的铜、铅原料具有传承性。二里岗上、下层青铜器的微量元素未发生明显变化,即该时期铜料来源未发生转变,而铅料从低比值铅转变成高放射性成因铅。郑州二里岗期与盘龙城青铜器微量元素有很多共性,两地之间应该存在铜料的流通。郑州二里岗期铜器与小胡村、殷墟、三星堆等晚商遗址的的微量元素差异较大,与高放射性成因铅表现出来的铅料延续性不同,表明商代早晚期铜料产地发生了重大变迁。殷墟时期中原地区不同遗址出土的青铜器的微量元素数据存在相似性,说明殷墟时期各地之间不仅存在着高放铅铅料的共享,还有部分铜料在各地间流通。但山东、陕北和成都平原的遗址可能使用了不同的铜料。二里头至二里岗期铜料的延续、二里岗至殷墟时期铜料产地的转变与中条山铜矿开采和废弃的时间较为吻合,从侧面说明二里头至二里岗时期铜料主要产自中条山铜矿。殷墟时期的铜料转变可能与铜岭、铜绿山等长江中下游地区铜矿的大规模开采有关。

基于质谱技术的蛋白质组学方法应用于2000年前食物残留的分析

考古样品中蛋白质残留物的保存状态能否应用质谱技术成功分析，取决于其特定埋藏环境微生物条件和埋藏年代两个主要因素。目前国际上的最新进展，是成功分析距今大约800～600年之间陶器碎片上附着的粘土状残留物，测定出其中的蛋白质成分来源于灰海狮，该样品来自邻近北冰洋的极寒地区。尝试分析距今2000年左右，出土于云南黑玛井遗址两件青铜容器内的内容物样品，其中一件的内容物外观性状为颗粒状，另外一件则为膏状。分析结果发现，颗粒状样品未能测出蛋白质残留成分，而膏状样品则保留了大量蛋白质残留的信息。这一结果表明，基于生物质谱技术的蛋白质组学方法有可能应用于温带埋藏环境以及年代更为古老的考古样品。

陕西汉中出土商代四足铜鬲的科学分析

陕西汉中曾出土大量商代青铜器,其中城固县龙头出土的一件商代四足铜鬲,造型独特,纹饰精美,是迄今所见唯一一件。分析了该器物的化学成分、金相组织和铅同位素比值。结果表明,该四足铜鬲为高铅铅锡合金,铸造成型;微量元素中银的含量较高,可能由铅矿引入;其铅同位素比值为商代常见的高放射成因铅,所用铅矿的产地与郑州、盘龙城、殷墟等遗址出土铜器相同,说明与商文化存在密切的关系。并从合金技术和铅同位素比值的角度讨论了汉中四足铜鬲的年代和来源。

近期冶金考古研究进展和趋势

近期我国冶金考古研究迅速发展,取得了一系列重要成果。根据研究时段综述了近一年多来有关中国冶金考古的成果,涉及领域包括冶金术起源、青铜器合金成分和矿料来源、青铜器范铸技术、陶范制作工艺、青铜器镶嵌技术、铁器生产技术、鎏金工艺、红铜炸珠工艺、炼锌技术等等。最后总结了我国冶金考古研究现状,展望了未来研究方法创新和数据库建设的发展趋势。

同步辐射X射线荧光技术应用于先商动物牙齿的微量元素分析

安阳鄣邓遗址是一处以出土器物石器为主的、年代相当于二里头文化晚期的先商遗址,该遗址距离同时期的二里头遗址约200 km。目前,国内对古代动物牙齿样品的微量元素分析仍然鲜少出现。本文尝试利用一种新的方法研究鄣邓动物个体的饮食状况、重金属暴露情况及其所指示的古环境信息。对4个出土动物个体的8个样品(牙釉质和牙本质)进行了同步辐射X射线荧光(SR-XRF)分析。结果显示:ZY9507的样品受到了成岩污染,不宜用作识别古环境的"指纹";ZY9505和ZY9506的食性相似,他们主要食用以嫩叶等Sr含量较低的食物,并且,其较低的重金属积累表明鄣邓古环境中的重金属含量较低;ZY9508可能为以草类等Sr含量较高食物为主的杂食性动物,其食物中含有较高的动物蛋白,并且其体内Cu和As的积累水平表明其可能是"外来"动物,来源地为临近的当时青铜铸造中心的二里头遗址;鄣邓遗址族群与二里头统治者已存在经济往来,但前者的周边环境整体上受二里头遗址青铜生产活动的影响较小。

广西上林县馆藏东汉至南朝铜鼓科技分析研究

为配合保护修复的需要,利用金相显微镜、扫描电镜能谱仪对广西上林县馆藏6面东汉至南朝时期的冷水冲型铜鼓进行了科技分析。结果表明,这6面铜鼓均为铜锡铅三元合金组成,且为铸造成型,其工艺利用泥范法和失蜡法相结合的方法。由于冷水冲型铜鼓的合金成分和铸造工艺研究尚未见报道,因此,本研究分析数据为更深入研究冷水冲型铜鼓的科技内涵提供了重要参考。

中国第十四届释光与电子自旋共振测年学术讨论会(第一号通知)

会议时间：2014年3、4月之交（具体日期待定）会议地点：中国科学技术大学安徽合肥主办单位：中国文物保护技术协会释光与电子自旋共振测定年代专业委员会（挂靠上海博物馆）

釉原蛋白微损分析方法鉴定人骨性别的有效性与优化

釉原蛋白微损分析方法是一种新的考古人类遗骸性别鉴定方法。最新的研究表明,该方法可以对未成年个体和保存较差的人类遗骸进行可靠的性别鉴定,而中国尚未开展相关研究。为验证和优化基于微损取样的釉原蛋白性别鉴定方法,本文对中国不同地区新石器时代至秦汉时期11个遗址的24个样品进行了研究。结果表明,基于该方法测试的所有样本都获得了可靠的性别信息。同时,本文对该方法的实验步骤和性别判定标准进行了优化:1)根据所获43组实验结果,提出以30个肽段作为排除男性假阴性可能的参考阈值;2)对盐酸溶液中的多肽进行多次提取是增加多肽数目和种类的有效途径,同时不会对样品造成二次破坏;3)数据检索过程中,Oxidation(M)和Deamidation(NQ)三种可变修饰对获得可靠的性别鉴定结果是必要的。

黄河流域出土龙山时期扬子鳄骨板的多种同位素分析

扬子鳄现今生活在长江下游地区,但是在龙山时代(5000~4000 BP cal.)黄河流域多处遗址中发现了扬子鳄骨板。为判断龙山时代华北地区的扬子鳄是本地生长还是来自与长江流域的贸易交换,本研究对芮城清凉寺、邹平丁公、泗水尹家城3处遗址出土的7例鳄鱼骨板进行了Sr、C和O同位素分析。3处遗址鳄鱼骨板的87Sr/86Sr值均落入当地Sr同位素背景范围内,且山东样本的δ18O比值高于山西样本,符合δ18O值由内陆向沿海升高的趋势,证明这些扬子鳄个体属于本地物种的可能性很大。扬子鳄骨板的δ13C值都明显高于世界其他内陆地区淡水系统的鳄鱼,显示出复杂的饮食特征。上述结果有助于深入了解不同时期扬子鳄的地理分布变迁,对重建距今四千多年前华北地区的古环境具有重要意义,同时也对龙山先民与扬子鳄的关系提出了新的疑问。

食物加工过程中淀粉粒损伤的实验研究及在考古学中的应用

鉴定古代淀粉粒样品,不仅要与未经加工的现代样品作比较,还应结合实验。通过对几种谷物淀粉粒进行碾磨和多种加热实验,可揭示出淀粉粒在相关食物准备过程中所发生的形貌变化。由此鉴定西山遗址出土的损伤淀粉粒经过碾磨和加热,而喇家遗址出土面条的原料及加工方式应再作研究。

先秦青铜生产的锡料来源探讨

锡料是先秦高度发达的青铜业必不可少的原料之一,锡料来源及流通路径的探讨都是先秦历史考古的重要内容。在梳理和评述已有研究的基础上,结合里耶秦简中新发现的史料,从文献角度总结了先秦青铜器锡料来源的几个可能产地,并介绍了先秦锡料来源研究的最新进展。

新石器晚期祭祀彩石的多种谱学方法研究

作为"中国古代文明探源工程"在淮河流域确定的唯一一处重要的龙山文化时期遗址,安徽省蚌埠市禹会遗址出土了大量彩石,引起考古学界广泛关注。本文利用同步辐射X射线荧光(SR-XRF)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(LRS)、热释光光谱(TL)等多种光谱分析手段,并结合电子探针(EPMA)分析结果,对禹会遗址出土"红-黄"彩石不同颜色区域的元素、物相组成及经热历史进行了测定。结果表明,该矿石主体为褐铁矿,有大量石英夹杂,表层黄色物质主要为针铁矿(α-FeOOH),红色物质主要为赭石(α-Fe2O3+粘土+硅土);内部主要是隐晶质针铁矿,并含有一定数量铬铁矿、二氧化锰,及少量重晶石和金属铋。该类彩石并无人工热历史,应属于一种性质独特、地质起源复杂的多金属天然矿石,大量出现在新石器时代晚期遗址之中,可能与某种原始信仰和特殊祭祀活动有关。