微区X射线荧光技术揭示宏体化石骨骼以及埋藏环境元素特征——以中三叠世盘县混鱼龙为例

应用可对脊椎动物骨骼化石及其围岩元素特征进行原位无损检测的微区X射线荧光技术(Micro-XRF)对距今约2.44亿年的中三叠世海生爬行动物盘县混鱼龙(Mixosaurus panxianensis)正模及副模化石标本进行扫描,将获取的整体元素分布模式可视化,并以手持式X荧光光谱仪对部分相关特征区域进行辅助扫描。扫描结果显示,骨骼化石与围岩的元素分布呈现明显差异,骨骼化石以Ca、P、Sr、Y等元素富集为代表;围岩以Ca、K、Fe、Mn等为特征元素。此外,Zn在副模标本中呈现差异分布,躯干部位Zn富集,高于头骨。研究认为Micro-XRF扫描结果可详细揭示盘县混鱼龙的骨骼解剖学特征,补充了在一般光学显微镜下无法从化石上看到的右前肢及腹膜肋等重要信息,并可以更好地区分钙质围岩和骨骼。同时,经海陆对比,发现埋藏环境对不同元素的分布特征具有一定程度的影响,部分元素如Th、Ce、Cu、Sr表现出对埋藏环境的响应,而与骨骼相关的部分元素如Ca、P、Y受埋藏环境影响较小。另外,Zn在骨骼化石不同部位的差异分布很可能受骨骼发育影响,在副模化石标本上Zn富集的椎体及肋骨可能处于快速骨化阶段,推断该个体可能为亚成年个体。

龙溪玉的光谱学特征及颜色成因

龙溪玉产自四川省汶川县龙溪乡地区,是古蜀玉文化中重要的和田玉料。为研究龙溪玉的基本特征以及颜色成因,初步探索其对古玉料色和沁色的指示意义,结合岩石学薄片分析、激光拉曼光谱、 X射线荧光光谱和XRF微区面扫技术,对不同颜色的龙溪玉样品开展检测和数据对比。根据龙溪玉矿点野外地质勘查和采集的玉石样品,龙溪玉普遍发育有清晰的色带,颜色空间分布规律为灰黑色—青色—青白色—青色—灰黑色。矿物成分分析结果显示,不同颜色的龙溪玉均以透闪石为主,含少量白云母、方解石和磷灰石等副矿物,其中浅色层带多含方解石脉,深色层带副矿物相对较多。不同颜色龙溪玉样品均显示典型的透闪石拉曼光谱,即174、 228、 376、 392、 674、 935、 1 027和1 061 cm^(-1)处的特征峰,在3 600~3 700 cm^(-1)内仅显示3 675 cm^(-1)处1个羟基峰。各色龙溪玉未显示阳起石或石墨的特征峰,指示深色龙溪玉并非矿物致色。XRF测试结果显示,各色龙溪玉样品的SiO_(2)含量在55.20%~57.94%, MgO含量在24.10%~25.00%, CaO含量在12.60%~13.80%, Al2O3含量在0.39%~1.77%,铁氧化物含量在0.25%~0.42%, Fe-VOL05滴定法测定铁氧化物主要为FeO,但Fe2+含量与龙溪玉颜色深浅未见相关性。μ-XRF面扫结果显示,Si、 Mg含量在黑灰色龙溪玉中相对较高,V、 Cr含量在青绿色龙溪玉中相对较高,Fe、 Mn、 Cu等宝玉石中的常见致色元素含量在龙溪玉不同色带中相对均匀。因此,综合各分析结果显示,V和Cr是青绿色龙溪玉的致色元素。基于无损鉴定的谱学特征和致色机制分析能够更好地应用于古玉器玉料的对比研究,为进行古蜀玉文化的玉料溯源和玉文化溯源提供科学依据。

贵州中三叠世拉丁期兴义动物群云贵龙属一新材料头骨特征

产自欧洲、北美洲和中国三叠纪的纯信龙次亚目,是连接鳍龙类“干群”和“冠群”的关键分子,也是探讨侏罗纪—白垩纪“冠群”蛇颈龙类起源和早期演化的关键环节类群。李氏云贵龙是中国华南地区发现的纯信龙次亚目中较原始的属种,也是目前发现保存最完好、数量最多的纯信龙类,但对其头骨骨骼形态学的认识依然存在不足。贵州兴义中三叠世拉丁期法郎组竹杆坡段中新发现的一件云贵龙完整头骨化石补充了云贵龙的骨骼学信息,如额骨未愈合、枕部存在开放空间等。经详细比较,新材料可能代表了目前发现的5件李氏云贵龙标本中体长最大的个体,推断额骨未愈合这一特征为云贵龙特有的鉴定特征,而非个体成年与否的判断依据。新材料显示,云贵龙的鳞状骨没有后内侧支,存在开放式枕部,同蛇颈龙类相似,指示了三叠纪纯信龙类同蛇颈龙类密切的亲缘关系。

贵州兴义中三叠世胡氏贵州龙形态特征及生殖方式初探

通过对两件胡氏贵州龙标本进行详细的形态学描述和解剖学对比,确认标本中所有个体均具有颞孔小、眼孔大、肋骨粗肿、尺骨异常宽阔等典型特征,并对胡氏贵州龙的形态特征进行了补充。通过骨块测量数据,可鉴定出3个成年个体的性别和1个幼体的个体发育阶段。结合古地理和胚胎保存信息,认为胡氏贵州龙的生殖方式可能是胎生,但尚不能完全排除卵胎生的可能性。

安徽巢湖下三叠统含巢湖龙动物群地层微相特征及古环境

安徽巢湖马家山剖面下三叠统南陵湖组中段上部—上段下部第598—630自然层中产出早三叠世巢湖龙动物群化石。通过对赋存巢湖龙动物群化石的第598—630自然层的微相类型和稳定碳氧同位素进行分析,揭示了该时期的沉积环境及其变化。在该段地层中共识别出4种微相类型,分别是红色—灰色瘤状厚层含骨针—双壳类生屑泥晶灰岩、灰色含生屑泥质泥晶灰岩、青灰色纹层状泥质泥晶灰岩和浅灰色含泥质泥晶灰岩,反映当时沉积环境从早到晚由外缓坡脚—深海盆地边缘渐变为外缓坡环境。稳定碳氧同位素分析表明,该段地层中δ13C值与δ18O值普遍偏低。综合微相、沉积相及稳定碳氧同位素特征,推断巢湖龙动物群生活在安静的外缓坡环境中,伴生的生物种类及数量相对比较稀少,海水温度总体偏高。

安徽巢湖早三叠世原始鱼龙类的结构和行为特征及其对鱼龙类起源研究的启示

鱼龙类(Ichthyosaurs)起源于早三叠世晚期,以往发现的鱼龙类已高度适应水生生活,其身体结构无任何能将其与可能的陆地祖先相联系的陆生适应特征。针对近年在安徽巢湖下三叠统奥伦尼克阶采集的柔腕短吻龙(Cartorhynchus)和含胚胎巢湖龙两件鱼龙类标本,通过对柔腕短吻龙的荐前椎数目(31节)、吻长与头骨长之比(0.35)、前肢长与荐前椎长之比(0.45)的研究以及与后期鱼龙类相关数据和骨骼形态学的对比,认为柔腕短吻龙结构更为原始,可两栖生活。结合对早三叠世含胚胎巢湖龙、侏罗纪含胚胎狭翼鱼龙幼体保存情况的对比分析,认为巢湖龙虽比柔腕短吻龙身体结构更进化,且完全适应水生生活,但其生殖行为仍然保持陆生爬行动物头位胎生的特征。鱼龙类在其陆地祖先逐渐演化至适应水生生活的过程中,结构的适应性特征(如肢体的鳍状化、吻部的增长等)和行为特征(如生产方式的变化)的变化不同步,前者的改变更早。

依托博物馆进行化石原位保护的模式——以兴义贵州龙化石原位保护馆为例

兴义贵州龙化石原位保护馆是具有鲜明特色的自然类博物馆,是一种减少对大型珍贵化石的运移,尽可能保持化石原始的产出信息的尝试,在设计布局和展陈理念中突出了兴义动物群的特征,在后期运营中通过组建化石修复团队等措施进一步提升了化石的研究与展示价值。兴义贵州龙化石原位保护馆带动了当地旅游,惠及居民生活,具备可持续发展的条件,对于阐释生命演化关键问题、促进社区发展和对于申请世界地质公园具有一定借鉴意义,足以为后来者借鉴。

基于手持式X荧光光谱仪对乐山大佛赋存砂岩的分析

为探索手持式X荧光光谱仪在石窟研究和保护中的应用,结合岩相分析和前期地调数据,使用手持式X荧光光谱仪,对四川乐山大佛从佛脚到胸部位置共42 m厚的砂岩以平均0.5 m间隔进行高密度XRF测试,做出元素含量和比值变化曲线。研究结果显示,手持式XRF测试结果中的Si,Ca,Al和Fe等主量元素可以较好地与岩相分析结果和自然层划分结果吻合,反映石英、方解石、褐铁矿的含量变化以及岩屑绢云母化程度。元素比值能够反映厚层块状岩体内部的抗风化能力差异,Si/(Si+Fe+Al)可以反映砂岩胶结物含量变化和受溶蚀程度,(K_(2)O+CaO)/Al_(2)O_(3)指示抗化学风化强度变化,S元素含量与Fe、Mn元素的去耦合指示了溶孔发育,综合反映了大佛赋存岩体在胶结物成分、孔隙度和层理发育方面的情况。Cl元素的两段高值与乐山大佛胸部带状滞状区及大佛脚部潜水区高度吻合。手持式X荧光光谱仪应用在石质文物分析中具有以下三个优势:(1)对大型、不可移动的石质文物本体来说,手持式X荧光光谱仪提供了高效、无损的岩石化学成分分析手段,主量元素的含量及分布可以较好地与赋存岩体的岩相分析结果和自然层划分结果吻合,能够成为石质文物本体岩性和岩层划分的辅助手段,有利于进行不同区域石质文物的对比研究。(2)对凿造于同一厚层块状岩层中的石质文物来说,手持式X荧光光谱仪能够满足测试间隔不到0.1 m的高分辨XRF扫描,元素比值的波动和元素间耦合关系的变化反应胶结物成分、孔隙度、溶孔发育度等方面反应块状岩体抗风化能力的内部差异。(3)Cl元素含量变化曲线可以精确指示含水量高的岩层,有助于进行滞水、透水情况和水患防治重点的评估,为处于不同气候和水文条件下的石质文物进行病害位置和机制对比提供辅助信息。

高校自然历史博物馆概论的课程知识体系构建

自然历史博物馆是起步较早、发展较迅速的博物馆类型之一。当前,各地高校文物与博物馆专业尚未设置自然历史博物馆课程,人才培养与行业发展需求不匹配。本文基于博物馆学和自然历史博物馆发展需求,厘清了自然历史和自然历史博物馆的概念和范畴,阐述了在文物与博物馆专业设置自然历史博物馆课程的意义。以北京大学博物馆专修科中自然类课程体系为借鉴,构建了文物与博物馆专业本科课程——自然历史博物馆概论的课程知识体系,力促文物与博物馆专业本科生能够在自然历史博物馆的相关工作中以科学之精神,彰显人文之情怀,以期打破科普内容同质化的发展瓶颈。

镁对方解石相变压力和拉曼光谱影响的实验研究

为研究镁对方解石在高压条件下的相变行为和拉曼振动光谱的影响,探索碳酸盐在地球深部的存在形式和物理化学性质,结合金刚石压腔和激光拉曼光谱,对具有不同镁含量的方解石开展高压实验研究。实验选取天然无色透明冰洲石、淡黄色半透明方解石脉和白色大理石作为研究对象,利用ICP-AES测定冰洲石和方解石脉的成分为CaCO3;大理石中Mg/(Mg+Ca)摩尔比为0.03,其成分可简化为(Mg0.03Ca0.97)CO3。每种方解石样品挑选两粒大小约为50~100×50×20μm的颗粒放入金刚石压腔,并在不同压力下进行相变过程观察和激光拉曼光谱测量。实验结果显示,常压下冰洲石和方解石脉样品的T1,T2,ν4和ν1拉曼振动频率分别为156.82, 283.55, 713.86和1 088.19 cm^-1,大理石样品的拉曼振动频率为158.15, 284.76, 715.07和1 089.20 cm^-1,表明方解石中含有3 mol%的MgCO3时会造成方解石的拉曼振动频率整体升高1 cm^-1以上。但是该变化幅度在不同压力下没有显著差别,表明镁对方解石的拉曼振动频率随压力的变化速率(■ν/■p)没有明显影响。冰洲石和方解石脉样品在1.5 GPa压力附近转变为方解石-Ⅱ,并在2.0 GPa进一步变为方解石-Ⅲ或Ⅲb;相比之下含有3 mol%的MgCO3的大理石则是在2.4和3.7 GPa时才转变为方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ。假设镁对方解石相变压力的影响是线性的,即方解石向方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ/Ⅲb的相变压力随MgCO3含量的增加以0.30和0.57 GPa·mol%^-1的速率升高,当MgCO3含量达到50 mol%时,方解石向方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ/Ⅲb的相变压力将分别为16.5和30.5 GPa,这与白云石向白云石-Ⅱ和白云石-Ⅲ的相变压力吻合。结合前人关于方解石中MnCO3含量对矿物相变压力和拉曼光谱影响的研究结果,发现当方解石中部分Ca^2+被具有不同半径和质量的离子(如Mg^2+, Mn^2+等)替代以后,阳离子与CO3^2-之间以及CO3^2-内部C—O化学键长度和强度都会发生改变,从而引起矿物结构稳定性以及拉曼振动频率的明显变化;并且两种阳离子之间半径差别越大,该影响效果越明显。因此,在研究高温高压条件下方解石的相变行为和拉曼光谱时,矿物中Mg和Mn等杂质元素对矿物结构稳定性和拉曼振动频率的影响是必须考虑的关键因素之一。

下三叠统奥伦尼克阶含鱼化石结核地质意义初探

早三叠世奥伦尼克期含鱼化石碳酸盐岩结核在许多地区的海相地层中都有发现,如非洲东部的马达加斯加、欧洲北极圈内的斯匹兹卑尔根群岛`以及北美加拿大西部的不列颠哥伦比亚等。在我国安徽巢湖、江苏南京龙潭、句容等地的下三叠统奥伦尼克阶斯密斯亚阶(Smithian)顶部泥岩中也发育有大量含鱼化石的钙质碳酸盐岩结核,俗称"鱼瘤",其中的鱼化石保存完整且精美。安徽巢湖的"鱼瘤层"位于斯密斯亚阶-斯帕斯亚阶(SmithianSpathian,简称S-S)界线之下,围岩为灰色薄层泥质灰岩与灰黑色含瘤泥页岩互层,指示当时沉积期水体安静,相对缺氧,处于还原环境。对"鱼瘤层"的成因分析表明,在酸性的海水中有机体在缺氧条件下分解可形成局部的碱性环境,使碳酸盐围绕有机体沉积形成结核。因此,"鱼瘤层"的存在指示当时的海水为缺氧的沉积环境。研究区"鱼瘤层"对应碳同位素值(δ13 C)为升高趋势,并由负值变为正值,且"鱼瘤层"的存在也可作为识别S-S界线的参考标志之一。基于现有碳氧同位素、孢粉学证据和菊石地理分布及生物多样性的研究,斯密斯期末期全球气候环境发生变化,海水表面温度较高,酸化且缺氧,引发一次小规模生物绝灭事件。"鱼瘤层"的形成、碳同位素正向漂移以及菊石纬度分异度的变化都是斯密斯亚期-斯帕斯亚期之交全球海洋环境事件(S-S事件)的不同表现形式。

博物馆时空边界重塑:流动博物馆的发展与建设研究

流动博物馆是一种博物馆新业态,是数字时代知识生成和文化传播的新范式,对于打破传统博物馆的时空边界,整合区域文博资源,应对当前博物馆公共文化服务供需不均衡问题具有一定价值。通过梳理和分析国内外流动博物馆实践,提炼流动博物馆的内涵和价值,分析流动博物馆在我国发展的制约要素,从文博资源整合模式、运营管理机制、展教内容组织模式和数字技术应用角度分别提出流动博物馆创新发展路径,为推进博物馆创新活力建设提供新的思路。

三星堆遗址出土玉石器的成分检测及相关问题分析

三星堆文化具有鲜明的地域特征,为探索遗址出土的玉石器材质及其所反映的文化特征,本研究运用手持式X射线荧光分析仪和手持式拉曼分析仪,对四川广汉三星堆博物馆的364件玉石器进行了检测和分析。结果显示:三星堆玉石器的玉料以闪石玉("软玉")为主,属于狭义的"玉石";其他玉料包括蛇纹石玉、玛瑙、大理岩、石英岩等,属于广义的"玉石";另有一定比例的砂岩、灰岩、板岩等"石质"材料。材质的组合和比例符合四川地区闪石玉的成矿原理,具备原料"就地取材"的条件。在主要器形中,玉凿的玉质显著好于玉璋和玉戈,体现了玉料选取与器形具有一定的相关性。此外,三星堆一号坑出土玉器的玉料和器形多样性均较二号坑低。

基于几何形态学方法对三星堆一、二号器物坑“牙璋”的再认识

三星堆遗址是古蜀文化的代表,其中出土的“牙璋”与国内外其他区域“牙璋”的比较研究,对理解古蜀文化与其他文化的交流具有重要意义。目前,对“牙璋”的研究主要为定性描述,缺乏定量的、易于直观对比的标准。本文通过几何形态学方法,对三星堆一、二号器物坑出土的“牙璋”与其他地区的“牙璋”进行形态学数据的分析对比,进而探讨其形制特色及其与其他地区的文化互动。主成分分析结果表明:(1)一号坑A型(1A型)“牙璋”与三星堆出土玉戈相近,可能由戈演变而来;(2)二号坑A型(2A型)“牙璋”具有鲜明的形态学特征,是三星堆“牙璋”最典型的代表;(3)三星堆“牙璋”的鉏牙类型与“牙璋”分型没有明显的对应关系,;(4)“牙璋”没有特定形制。对“牙璋”尺寸的统计学分析也支持了上述观点。不同区域“牙璋”形态数据的聚类分析结果表明,以2A型“牙璋”为代表的三星堆式“牙璋”与中原式“牙璋”相独立,代表了古蜀文化中“牙璋”具有独特的发展路径;而东南沿海、越南地区的“牙璋”深受中原文化的直接影响,与古蜀地区不存在明显的互动。本研究为探讨“牙璋”的形态、对比和传播提供了一种思路,对于解决器物的形态学问题具有一定参考意义。