青藏高原科技考古新成果

发布时间:2019-01-23  栏目:新闻中心  评论:0 Comments

▲ 图二 陶器内壁和底部炭化残留物

 

  近期,中国科学院大学杨益民课题组与青海省考古所王倩倩等人合作,利用红外光谱、气质联用、扫描电镜和同步辐射显微CT等手段对青海大通长宁遗址出土的齐家文化时期双耳罐内的炭化残留物(图1和图2)进行了系统分析。研究成果“Earliest
use of birch bark tar in Northwest China: evidencefrom organic residues
in prehistoric pottery at the Changning site”在《Vegetation History and
Archaeobotany》上发表。论文第一作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所饶慧芸博士。

 

  通过分析双耳罐的内外壁残留物分布,以及与国外桦树皮焦油生产的经典方法“双罐法”进行比对,认为此双耳罐可能是桦树皮焦油的生产工具,是目前中国加工和使用桦树皮焦油的最早证据。由于甘青地区地理位置特殊,而且长宁遗址在齐家文化时期处于生存策略的转型期,并且考虑到欧洲早在旧石器晚期就已制作桦树皮焦油,中国桦树皮焦油的生产和利用可能受到西方的影响,但这仍需要更多的证据。(作者单位:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)

  样品背景

图片 1

  陶器是承载古代社会信息的最重要载体。传统考古通过陶器的分型分式来研究考古学文化面貌,科技考古则通过理化分析来挖掘陶器的潜信息,如烧成温度、元素分析和衍射等无机分析可提供陶器制作工艺和产地等方面的信息。此外,陶器疏松多孔,在使用过程中较易吸附脂类、蛋白质等有机残留物,因而往往蕴含着丰富的动植物利用信息。

  陶器自旧石器晚期出现以来,就在中国的考古遗址中广泛出土。古代先民利用陶器烹食、制酪、酿酒、染色等,这一系列活动都可能在陶器表面形成炭化物,甚至一些有机分子可以残留在陶器疏松多孔的胎体里。通过对陶器中这些有机残留物进行分析可以得到很多先民生产生活方面的信息,比如他们利用了何种动植物资源?如何制备这些产品?不同的陶器分别有什么功能?

 

▲ 图4 桦树皮焦油的显微CT分析

 

图片 2

图片 3

  炭化残留物经红外和气质联用分析鉴定为桦树皮加热后的产物(图3);之后利用扫描电镜和显微CT(图4),与现代炭化桦树皮进行对比分析,认定古代炭化物为桦树皮焦油,而不是炭化的树皮。因此,早在齐家文化时期(约4000~3500
BP),中国西北部的先民已经利用当地的桦树皮来生产焦油,并可能作为粘合剂用于制造复合工具,如长宁遗址发现的骨柄石刀。

 

图片 4

 

▲ 图3 桦树皮焦油的气质联用分析

  锡青铜
 
值得注意的是,本次分析的13件铜泡均为Cu-Sn二元合金,与北科大的分析结果一致。由此可见,已分析的青海地区齐家文化铜泡合金技术较为稳定,均为锡青铜。相比之下,甘肃陈旗磨沟遗址齐家文化铜泡的合金组成较为复杂,其既有Cu-Sn二元合金,又有其他类型合金,其合金配比不稳定,对铜的合金认识尚不够充分。由此可知,尕马台墓地出土铜泡的合金配比稳定、技术较高,自身特征鲜明。

图片 5

  显然,在齐家文化时期,不仅有比较发达的农业、畜牧业和手工业,而且先民已经认识到特定的植物资源——桦树皮,而双耳罐有储存或加工桦树皮产品的功用。这是目前我国发现最早利用桦树皮的证据。

▲ 图一 双耳罐碎片内外壁

  早在1980年,李虎侯先生即无损测试了尕马台墓地出土七角星纹铜镜的成分,指出其为铜锡合金。之后直至2010年,研究人员方测试了该墓地出土的8件铜器,结果表明7件铜泡均为铜锡二元合金,而唯一一件铜镯则为铜砷二元合金。显然,这些研究成果对揭示该墓地铜器的合金配比和工艺具有重要的价值。尽管如此,还是需要指出,该墓地出土铜器甚多,种类也较为多样,除铜镜、镯、泡外,还有铜环、指环、牌饰等,上述分析仅涉及少量样品(约占1/6),绝大多数器物,特别是后面三类器物,皆未经分析,这很可能使分析结果带有一定的片面性。

 

 

  我们选取了10份碳化作物种子样品,在北京大学考古文博学院考古年代学实验室进行加速器质谱(AMS)测年。所采用碳十四半衰期为5568年,所测得的碳十四年代(未校正)统一使用OxCal
v3.10校正软件中的Intcal04树轮校正曲线进行校正。测年结果显示,金禅口遗址的年代范围为2200-1770
BC。碳化粟黍种子年代(4个)为2200-1770BC,而碳化大麦、小麦种子年代(6个)为2030-1770BC,可能表明金禅口遗址粟黍种植较早,而大麦、小麦两种起源于西亚的农作物传入时间稍晚。尽管如此,金禅口大麦、小麦遗存出现的时间在2000
BC左右,是青海省目前已发表的直接测年结果最早的。但金禅口遗址大麦、小麦的出土概率仅为16%和2%,表明其不是该遗址齐家文化时期人类利用的主要植物资源,暗示外来农作物大麦和小麦从传入青海,到作为主要植物资源加以应用经历了较长的过程。

  大槽子墓地先民牙齿微磨耗形态观察

  青海省互助县金禅口遗址地处大通河南岸的二级阶地上,面积约8000平方米,海拔2419米,遗址的树轮校正年代为公元前2000年左右,属于齐家文化。金禅口遗址位于河西走廊、青海东部河湟地区、黄土高原西缘的三角地带,交通位置极为重要。青海省文物考古研究所2012年发掘了该遗址,对遗址出土的动物骨骼进行了细致收集。中国社会科学院考古研究所科技考古中心动物考古实验室受委托鉴定、分析了这批动物遗存,在此对金禅口遗址先民利用的动物资源情况作一初步介绍和分析。

 

  青海长宁遗址位于西宁市大通县长宁乡长宁村西南约3公里处,是一处以齐家文化为主的大型聚落遗址。
2006年发掘时,灰坑H34中出土了一件残破双耳夹砂红陶罐,内有较多黑色块状物,易碎且易于从内壁脱落。选取块状残留物及陶片内壁上的黑色残留物进行分析;同时,为判断是否存在外源污染,在陶片外壁上刮取粉末作对照分析。利用傅立叶变换红外光谱仪和气相色谱/质谱联用仪,检测其中可能存在的生物标记物。

  红外光谱分析表明,块状残留物和内壁残留物含有较多的有机物,而陶罐外壁对照样的主要成分为硅酸盐(陶器基体)等。鉴于此,选用氯仿/甲醇(2:1,v:v)的混合溶剂进行有机物提取,再经过相关处理后,在气质联用仪上进行分析。陶罐内壁残留物和块状物的气质联用谱图颇为类似,均检测出若干种三萜类组分,主要为桦树皮的生物标记物,包括桦木醇和羽扇豆醇等,以及它们的受热产物。这些物质在外壁样品中均未检测到。因此,陶罐内的这些黑色残留物应是桦树皮加热所得的产物。

 

  金禅口遗址地处大通河沿岸台地,而大通河—扁都口—河西走廊是中国历史时期连接河湟谷地和河西走廊平原的重要通道。从已发表的资料看,小麦传入河西走廊的时间稍早于2000
BC,如皇娘娘台遗址(2043-1746 BC)和缸缸瓦遗址(2026-1759
BC),说明大麦和小麦很可能是由河西走廊经扁都口、大通河传入湟水和黄河上游谷地的。

  金禅口遗址位于青海省互助县加定镇加塘村金禅口一社西侧,
地处黄河二级支流大通河南岸的二级阶地上,南距大通河谷约300米。该遗址为齐家文化遗址,南北长100米、东西宽80米,面积约8000平方米。2012年青海省文物考古研究所对该遗址进行了发掘,发掘面积约285平方米。

 

 

 

  总体来看,金禅口遗址以狩猎经济为主,牧羊经济较为发达,这可能与该遗址独特的小区域地理环境有着一定的关系。该遗址地处大通河下游地区,此区地处祁连山脉东端,可受东南季风的影响,水热条件较其他地区更好,植被发育条件非常好,至今在青、甘交界的大通河流域仍然存在着大片原始森林,所以河湟地区当时气候温暖宜人,河谷阶地土壤肥沃,水草丰茂,山地丘陵,并有一定的森林分布,属于森林—草原植被带。金禅口遗址则地处大通河南岸的二级阶地的缓坡上,南距大通河河床约300米,西依塞子岭,南靠江春沟,北临八神沟,海拔2419
米。这样的地理环境适宜野生动物的栖息,尤其是鹿类多栖息于混交林、山地草原和森林边缘附近,金禅口遗址则正处于这样的环境之中,而且附近有河流通过,鹿类动物往往会到河边饮水,先民因地制宜,因此以猎鹿作为主要的肉食来源。又因为甘青地区在马家窑文化时期已经开始养羊,金禅口遗址附近属于森林-草原植被带,适合发展养羊业,先民适应当地的生态环境,使养羊经济成为畜牧业经济的主体。

 

  潜伟先生曾对四坝文化的砷铜进行过研究,认为这些砷铜可能为本地生产,并可能影响至南西伯利亚的卡拉苏克文化。而本文及近年来同行学者的分析结果表明,早在齐家文化时期,甘青地区就存在砷铜,且最早的砷铜出土于青海省宗日遗址。目前看来,我国境内的砷铜主要分布于西部地区(包括青海东部、甘肃大部及新疆东北部),而最西部的新疆天山北路地区的年代最晚。显然,就现有材料来看,我国的砷铜技术由新疆经河西走廊传入的可能性值得重新讨论,砷铜技术在我国很可能存在其他的传播路线。

 

 

  青海大通长宁遗址出土陶器残留物的有机分析研究背景

  讨   论

  结   论

  金禅口遗址发现的动物骨骼共计2000多块。动物遗存中以野生动物为主,家养动物也占了相当的比例。动物群中鹿的可鉴定标本数占50%多,最小个体数所占比例占30%左右,鹿包括马鹿、梅花鹿、狍子、獐、麝等大中型鹿类动物。其次为家养的羊,主要为绵羊,也有少量山羊。羊在动物群中可鉴定标本数所占比例占30%左右,最小个体数占20%多。再次为狗,在动物群中可鉴定标本数所占比例占4%左右,最小个体数约占8%。其他的野生动物还有斑羚、岩羊、羚羊、熊、狐、貉、旱獭、野猪、中型猫科动物、鼬科和鼠类等,数量比例均很少。可以看出,金蝉口遗址齐家文化时期先民的生业模式是狩猎经济和畜牧业经济相结合的动物资源开发模式,其中狩猎经济比重更大,且狩猎的野生动物种类较为集中,主要为马鹿、梅花鹿和狍子等鹿科动物。

  结果简介

  展望

金禅口齐家文化遗址发现青海省早期大麦、小麦遗存

  分析的6件金禅口样品中,仅1件铜泡不含砷,其他5件铜器均含有一定量的砷。含砷铜器中,有两件砷含量超过2%,一件样品的砷含量也接近2%,另外两件样品的砷含量则在0.5%~0.9%之间。

 

 

图2 块状残留物的总离子流图

  基于青海省尕马台、金禅口、长宁及沈那4个遗址共30件齐家文化铜器的分析,可获得以下两点初步认识:

  综合牙齿颊面、咬合面的微磨耗形态特征,可知大槽子墓地人群牙釉质表面多表现出条痕与小坑均大量存在的特点,表明该墓地人群食物结构既有柔韧的植物类食物,也有粗糙的肉食,食物结构多以杂食为主。其间也存在个体间食物结构的差异,依据牙齿表面不同的微磨耗形态,可将存在差异的个体分为两类。第一类包括21例个体,显示出牙釉质表面条痕多于小坑的磨耗形态,表明这部分人群的食物结构中植物类食物居多。另一类包括5例个体,显示出牙釉质表面小坑多于条痕的磨耗形态,表明这部分人群的食物结构中粗糙的肉食居多,且这5例个体均为成年男性。

 

 

  砷铜
 
北科大研究指出,我国早期砷铜主要出现在甘肃和新疆两地的四坝文化遗址及墓葬中。近期分析表明,甘肃陈旗磨沟和青海尕马台、宗日等部分齐家文化遗址中也出土有砷铜。然而,陈旗磨沟遗址出土铜器中,含砷铜器的比例甚低,而锡青铜比例较高。此前,尕马台9件铜器的分析表明,除1件铜镯为砷铜外,其他器物均为锡青铜;宗日遗址出土3件铜器的分析显示,其皆为含砷的铜合金,其中2件为Cu-As合金,另1件很可能是Cu-As-Sn合金。

  (董广辉  杨颖  任晓燕  王忠信)

 

  (中国科学院大学科技史与科技考古系  罗武干)

青海平安大槽子墓地人骨的初步研究

 

  动物考古

 

  植物考古

图片 6

 

 

  科技分析现状

 

  (李志鹏 任乐乐 梁官锦)

 

  此外,桦树皮在我国也作为药材使用。《本草纲目》记载,“其气味苦、平、无毒,主治乳痈初发、肺风毒疮、小便热短”等。使用时,需对桦树皮进行烧存性处理,即将桦树皮烧至外部焦黑,里面焦黄,使药物表面部分炭化,但里层部分还保存原有的气味。这种炮制方法,亦有可能得到双耳罐中的这些残留物。因此该陶器的功能也可能用于炮制或盛放炮制好的桦树皮。

 

  大槽子墓地先民颅骨测量性状研究

留下评论

网站地图xml地图