山西省襄汾县陶寺遗址出土动物牙釉质的锶同位素比值分析

锶同位素分析技术已经成为国际考古学界用于探索人和动物迁移活动的主要方法.陶寺遗址位于山西省襄汾县陶寺镇,距今4500～3900年,是目前我国规模最大的、显现文明化程度最高的史前聚落遗址之一.文章通过热电离质谱分析方法对山西襄汾县陶寺镇陶寺遗址龙山晚期出土动物的14个动物牙釉质的锶同位素比值进行了测定.研究结果表明,5个...     

贾湖史前人类迁移行为的初步研究——锶同位素分析技术在考古学中的运用

位于河南省舞阳县的贾湖遗址是一处著名的新石器时代遗址,距今7800～9000年。遗址中出土了大量的人和动物的骨骼与牙齿,这为研究史前时期中国中部地区人类的迁移情况提供了很好的材料。在本次研究中,共分析了26个人和动物样品,包括12个人体骨密质样品、9个人牙釉质样品和5个猪牙釉质样品。测定了每个样品的锶同位素浓度和87Sr/86Sr比值,结果表明猪牙釉质的锶同位素浓度（平均值为196±51ppm,n=5,1σ）高于人牙釉质的浓度（平均值为110±61ppm,n=9,1σ）,人骨骼的锶同位素浓度（平均值为444±173ppm,n=12,1σ）明显地高于人牙釉质的浓度。根据5个猪牙釉质样品87Sr/86Sr平均值±2倍的标准偏差确定的当地锶同位素比值范围（0.712205～0.712420）,发现14个人类个体中有5个是外来迁入的,并且从第1期到第3期人口的迁移率有增加的趋势。这是在国内首次利用锶位素分析方法对古人类的迁移现象进行研究,同时也表明此方法可以很好地判断古人类迁移行为。     

热电离质谱法测定龋齿牙釉质87Sr/86Sr同位素比值

锶同位素已经成为国际考古学界用于探索人和动物迁移活动和食谱组成的主要方法。本文利用锶特效树脂(Sr-Spec), 建立了快速分离富集于人龋齿中的微量元素锶, 并测定87Sr/86Sr的有效方法。采用硝酸-高氯酸体系消解龋齿样品, 利用锶特效树脂(Sr-Spec)快速分离富集龋齿中微量元素锶(Sr), 最后采用IsoProbe-T固体热电离质谱计测定龋齿87Sr/86Sr同位素比值。实验结果表明, 不同年龄和性别龋齿牙釉质的87Sr/86Sr同位素比值在0.710935~0.711034之间较小区间范围, 基本趋于稳定, 说明生活在相同地质背景的人或动物, 其机体内Sr同位素比值接近。男性龋齿牙釉质87Sr/86Sr比值随着年龄的增长有微小的波动, 从0.710935升高到0.711031, 这些微小变化可能与样本人群的环境和生活习惯相关。     

酒泉盆地青西凹陷下沟组湖相热水沉积岩锶同位素地球化学特征

以地质背景、物质组分和岩石组构分析为基础,对酒泉盆地青西凹陷下沟组湖相热水沉积钠长石—铁白云石岩进行了Sr同位素地球化学研究。结果表明,热水沉积岩87Sr／86Sr比值变化范围为0.712 25～0.717 81,平均值0.715 61,远高于同期海水和下沟组玄武岩,略高于代表早白垩世湖水锶同位素组成的藻灰岩,但低于基底壳源硅铝质岩,反映热流体不可能为单纯的湖水或幔源岩浆水;其中直接化学结晶沉淀的纹层状泥微晶热水沉积岩锶同位素比值变化范围较小,可代表均一化的热卤水池流体锶同位素组成特征;指示不同喷流口位置的“水爆角砾岩”锶同位素组成变化较大,但同一位置的热水角砾与胶结物锶同位素组成基本一致,说明两者应属于具相同成因意义的同期热水喷流沉积产物;综合青西凹陷下沟组湖相热水沉积岩锶同位素地球化学特征,初步推测早白垩世湖底热流体可能为富集硅铝质基底岩石高放射成因Sr的深循环下渗湖水与少量上升幔源岩浆水构成的混合热流体,可为青西凹陷早白垩世湖底热流体性质的确定以及热流体循环动力学模型和热水沉积模式的建立奠定基础。     

相山铀矿田铅锌矿化同位素特征及成矿物质来源探讨

相山铀矿田科学深钻中发现了多段铅、锌、铜、金等多金属矿化。笔者通过铷、锶、铅、硫同位素组成测试,获得铅锌矿石、盖层火山岩和基性岩脉的锶同位素初始比值,分别是:0.71914～0.72661、 0.71024～0.72080、 0.70880;矿石中硫化物的Pb同位素比值分别为~(206)Pb/~(204)Pb=18.076～18.262、~(207)Pb/~(204)Pb=15.597～15.725、~(208)Pb/~(204)Pb=38.476～38.89;铅锌矿化的δ34S值变化范围很窄,具有峰值集中和塔式分布的特征。矿石锶同位素的初始值0.712;在铅同位素构造演化模式图上,铅锌矿石分布在地壳演化线下方,靠近造山带演化线,认为成矿物质主要来源于上部地壳,具有明显参与强烈造山作用的特征,可能受到造山作用的叠加富集。S同位素特征显示,铅锌成矿作用可能受到岩浆热液作用的控制。     

青海湖盆地史前狩猎采集人群的石料利用策略研究

史前人类向青藏高原扩散的过程和适应高海拔缺氧环境的机制是多学科关注的热点科学问题.青海湖盆地是青藏高原旧石器-中石器时代遗址分布最为丰富的区域,对这些遗址出土的石制品原料的分析有助于深入理解青藏高原史前狩猎采集人群的石料开发策略、人群迁徙和交流联系.青海湖盆地151遗址出土的928件石制品的石料研究分析显示,处于末次冰消期的下文化层的石制品以近源的石英和石英岩为主要原料,而处于全新世早中期的上文化层在同类型近源石料仍占主体地位的情况下,开始出现较高比例和多样化的优质硅质石料,并且主要用于生产细石器.野外调查和查阅地质资料均未发现青海湖盆地内有151遗址中出现的同类型优质硅质石料产出,推测其来自远距离搬运.青海湖盆地内其他8个末次冰消期至全新世中期遗址的3269件石制品石料分析结果显示,与151遗址同类型的远源优质硅质石料在全新世早期开始在盆地内的遗址中出现.这一结果表明青海湖盆地末次冰消期古人类活动强度和范围有限,全新世早中期古人类受到全新世大暖期气候变好和周边地区农业人群兴起挤压活动空间的双重影响,在高原上的活动范围和强度大大增加,伴随着开始有意识地开发优质石料,较频繁地进行远距离迁移和人群交流.远源优质硅质石料的产地可能位于北祁连山区和青藏高原上的陆相火山岩区,需要未来更深入的研究揭示.该研究为深入理解青藏高原古人类的高海拔环境适应策略和移动模式提供了重要材料,为理解史前人类向高原扩散的机制提供了重要信息.     

大别山麻粒岩和TTG片麻岩的Sr,Nd,Pb同位素地球化学

北大别4个麻粒岩和4个TTG片麻岩样品的Sr,Nd同位素分析结果表明，样品普遍具有较高的锶同位素比值（^87Sr/^86Sr=0.7066-0.7461)，较低的Nd同位素比值（^143Nd/^144Nd=0.5108-0.5124)，表现出明显的壳源特征，结合铅同位素的组成来看，北大别麻粒岩及TTG片麻岩的同位素成分相当于－下地壳。岩石的特源为古老的地壳，大约在2－3Ga之间，少数样品的同位素特征可能暗示源区有年轻地壳物质的加入。     

锶同位素地层学在碎屑岩成岩研究中的应用

基于同一地质历史时期海水的锶同位素组成为一定值的锶同位素地层学基本原理,可将锶同位素地层学用于碎屑岩成岩作用研究,以评价海相和非海相对成岩作用的影响.三个不同类型的研究实例说明:1)海相碎屑岩成岩流体的锶同位素组成的演化途径有较好的规律性,陆相影响随成岩作用的进行而增加,相对晚期的碳酸盐胶结物的87Sr/86Sr比值通常高于相对早期的碳酸盐胶结物,变化的本底值即为同期海水的锶同位素组成,该数值为一定值;2)有沉积期深源锶和非同期海相影响的陆相碎屑岩中,碳酸盐胶结物的锶同位素比值可能低于大陆淡水,但埋藏成岩过程中相对晚期的碳酸盐胶结物的87Sr/86Sr比值仍高于相对早期的碳酸盐胶结物;3)当深部流体影响碎屑岩的整个成岩过程时,深源锶的烙印可以抹掉或减少不同成岩阶段不同程度陆相影响造成的各种碳酸盐胶结物之间锶同位素组成的差别,使各种碳酸盐胶结物都具有很低的87Sr/86Sr比值,因而缺乏其它沉积盆地中常见的相对晚期碳酸盐胶结物87Sr/86Sr比值高于早期胶结物的一般模式。     

西藏南部晚白垩世厚壳蛤的锶同位素年龄标定

沉积岩样品年龄的直接标定是沉积学与地层学研究的难点之一.由于锶在海水中的残留时间(≈106a) 大大长于海水的混合时间(≈103a), 因而同一时间全球海水的锶元素在同位素组成上是均一的, 并造成地质历史中海水的锶同位素组成是时间的函数, 这是锶同位素地层学(SIS) 的基本原理和利用锶同位素地层学进行海相地层定年的理论基础.本文根据锶同位素地层学的基本原理, 测试了西藏南部岗巴剖面上白垩统宗山组上段地层中厚壳蛤化石的锶同位素组成, 尝试对这些化石进行了年龄标定, 4个样品分别位于剖面累计厚度381, 362, 358和296m处, 其87Sr/86Sr比值分别为0.707832, 0.707769, 0.707768和0.707695, 年龄的标定结果分别是65.68, 69.34, 69.39和72.32Ma, 定年的平均误差为±1Ma左右.研究结果表明, 锶同位素地层学在海相地层定年方面具有潜在价值.      

大贵州滩二叠系—三叠系界线附近锶同位素组成特征

位于贵州南部的“大贵州滩”上,二叠系—三叠系界线附近地层为一套连续的发育完整的碳酸盐岩。二叠系顶部主要为厚层生物屑泥粒灰岩,而三叠系底部则主要为钙质微生物骨架灰岩及厚层粒泥灰岩。穿过二叠系—三叠系界线的取样累计厚度81m,二叠系和三叠系大致各占一半的厚度,共取样品91件,n(87Sr)/n(86Sr)值变化在0.707269～0.707409之间,平均为0.707327,低于现代海水的锶同位素比值的平均值（0.7090737）。锶同位素比值变化曲线表明从晚二叠世末期到早三叠世初期,同位素比值虽小幅度的起伏波动频繁,但总体上没有明显变化,三叠系底部的平均值（0.707330）略高于二叠系顶部的平均值（0.707323）。大贵州滩晚二叠世末至早三叠世初锶同位素组成的总体演化趋势与扬子台地及世界其它地方同时期的锶同位素组成的演化趋势（呈急剧的上升）不同,造成这种状况的原因可能是在全球事件控制的大背景下,由于大贵州滩特殊的环境条件,陆源物质对其影响小,导致了壳源锶对锶同位素组成的制约作用减弱,因而锶同位素组成未发生明显变化。     

中原地区新石器时代到青铜时代早期羊毛开发的动物考古学研究

文章对中原地区新石器时代末期到青铜时代早期的3个代表性遗址——陶寺遗址、新砦遗址和二里头遗址出土的羊骨进行了分析,以探讨当时家羊的次级产品开发状况。研究结果表明,陶寺遗址在陶寺文化晚期、新砦遗址在新砦遗址二期与三期以及二里头遗址在二里头文化四期出土的羊,死亡年龄结构符合产羊毛的屠宰模式,说明中原地区新石器时代末期到青铜时代早期不仅存在以开发羊毛为主要目的的养羊经济,而且当时羊毛开发经济有一定的普遍性。3个遗址中,羊在动物群中数量的增加体现了养羊经济的发展,这可能与羊毛开发经济的刺激有一定的关系。陶寺遗址与二里头遗址的动物考古学研究还显示在遗址不同时期羊的开发方式存在差异,暗示当时的都城遗址与一般遗址居民或不同社会阶层与人群开发利用羊的方式可能存在一定的差异。     

四川东部华蓥山海相二叠/三叠系界线附近的锶同位素组成

二叠/三叠系界线附近的地球化学记录在地球环境重大变革研究中有着重要的意义。根据锶同位素地层学的基本原理, 本文对四川东部华蓥山海相二叠/三叠系界线附近碳酸盐岩样品进行显微组构观察、化学成分分析及其对同期海水代表性评估的基础上, 测试了这些样品的锶同位素组成。结果表明, 这些样品的原始沉积组构保存较好、Sr含量较高, 可以认为其只遭受过较低程度的成岩蚀变改造, 并保留了较多的海水原始信息, 锶同位素比值分布范围在0.707158～0.707334之间, 与前人公布的同期海水值吻合较好, 体现了全球地质事件对海水锶同位素组成控制的一致性。四川东部华蓥山二叠/三叠系界线附近较为系统的锶同位素演化研究, 可望为我国南方海相二叠/三叠系界线附近化学地层学及其对比研究提供一些有价值的基础资料。     

北羌塘盆地中侏罗统夏里组蒸发岩锶同位素地球化学特征及物质来源

北羌塘盆地位于青藏高原的中部,属东特提斯构造域,是一个具有成盐远景的蒸发岩盆地.前人对盆地的研究多局限于层序地层、构造运动、油气成藏等,对于盆地内蒸发岩的研究,特别是其成矿流体来源的研究报道较少.文章通过对北羌塘盆地龙尾湖QY-1钻孔中硬石膏岩层锶同位素进行测定,首次对盆地中侏罗统夏里组蒸发岩成矿流体的来源进行探讨.结果表明,笔者所分析的样品的锶同位素比值变化范围为0.707475～0.709048,均值0.708331,与同时期全球海水锶同位素比值(0.706860～0.707081)相比略高,表明成矿流体来源主要是海水.结合前人对羌塘盆地构造运动与盆地演化的认识,认为陆源锶的输入造成了本区的锶同位素比值高于同期海水.此外,钻孔中的同位素组成与前人公布的全球中侏罗世(164～160.2 Ma)海水锶同位素曲线具有较好的对比性,中晚侏罗世羌塘盆地海侵海退作用的强弱是控制盆地夏里组锶同位素演化的主要因素.     

南秦岭大巴山大型钡成矿带中锶同位素组成及其成因意义

为探讨南秦岭大巴山大型钡成矿带中毒重石矿床与重晶石矿床的差异性,文中对大型钡成矿带的锶同位素组成特点进行了研究。结果表明,寒武系地层钡矿床中23件钡解石、毒重石、重晶石样品的87Sr/86Sr比值集中在0.707 771~0.708 869,平均值为0.708 379,低于寒武纪海水87Sr/86Sr比值(0.709),反映了成矿流体中有幔源物质的混入,锶同位素组成可能是海水与海底热卤水混合的结果,该过程类似于造成重晶石在海底沉积物中富集的现代洋底热水活动。志留系地层钡矿床中12件钡解石、毒重石、重晶石样品87Sr/86Sr比值集中在0.708 242~0.708 809,平均值为0.708 447,高于志留纪海水87Sr/86Sr比值(0.707 93),可能是同时代海水与深部热水混合所致,并有较高放射性成因壳源锶的混染。锶同位素组成可能是海水与海底热卤水混合的结果。文中锶同位素的研究为南秦岭大巴山大型钡成矿带的海底热水沉积成因提供了新的证据。     

含铀砂岩中锶同位素的顺序提取分析及结果探讨

采用顺序提取技术对6个伊犁盆地含铀砂岩样品中锶同位素比值分布进行了研究,依次采用去离子水,0.5 mol/L乙酸溶液,0.5 mol/L盐酸溶液,浓硝酸+氢氟酸混合溶液提取样品中的锶元素,用热电离质谱法(TIMS)测量锶同位素比值。结果表明:不同提取态的锶同位素比值存在明显差异,浓硝酸+氢氟酸提取态87Sr/86Sr远高于盐酸、乙酸、水提取态。乙酸溶解阶段主要溶解样品中碳酸盐,87Sr/86Sr分布范围为0.709 89～0.711 50,高于同时期海水的87Sr/86Sr(0.707 7～0.708 3),与河湖水(0.711 9)相近,佐证了前人关于伊犁盆地整体上为冲积扇快速入湖的扇三角洲沉积模式的认识。     

云南含罗平生物群层位锶同位素组成与演化

现有公布的数据显示,海水87Sr/86Sr值在中三叠世安尼期较为平稳,有别于早三叠世因环境导致的动荡变化,为二叠纪末生物大灭绝之后生物复苏的加速期,而罗平生物群就是该加速期的标志性生物群。本文研究了含罗平生物群层位标准剖面-大凹子剖面上连续沉积的26件碳酸盐岩样品的锶同位素组成与演化,用于了解含罗平生物群层位沉积海水锶同位素的变化趋势。结果显示:(1)碳酸盐岩中Sr平均值大于2000×10-6,主要来自于文石和海洋成岩作用;(2)低Mn和Mn/Sr0.4说明:87Sr/86Sr数据在很大程度上能代表同时期海水中的87Sr/86Sr比值;(3)这些样品的87Sr/86Sr值变化在0.707969～0.708253,平均值为0.708025,锶同位素比值变化曲线呈小幅度的起伏波动,其值明显大于同时期欧洲等地公布的数据,但同华南其他地区公布的数据具有相似性,推测含罗平生物群层位锶同位素组成仅代表区域事件,受印支运动影响。     

陇东地区齐家文化时期木炭化石记录及其指示意义

探讨人与植物之间的关系问题是环境考古学研究的重要内容,木炭分析是研究人类利用木材资源的重要研究手段之一。本文对陇东盆地内3个齐家文化时期遗址出土木炭进行分析,研究史前人类对木材的利用状况以及遗址周边的植被状况。结果显示:栎属的出土率为100%,百分含量也最高,是当时人类用作薪柴的最主要的来源;梨属、枣属、樱属等果树的出现反映出史前人类采集遗址周边的野生植物资源作为食物。木材的收集活动发生在遗址周边,影响人类收集木材的主要因素可能为各树种在植被中的丰度。一些亚热带树种的出现显示当时的气候条件可能比现在暖湿。     

川东南地区石牛栏组碳、氧、锶同位素特征及其地质意义

前人对川东南地区石牛栏组地层已进行了大量的研究工作,但有关同位素地球化学方面的研究尚未见报道。本区石牛栏组沉积成因碳酸盐岩的碳同位素值与前人的研究结果一致,而氧同位素值则有所偏低;白云岩δ^13C值低,δ^18O值高,反映受成岩环境的影响较明显;裂缝中方解石的碳、氧同位素组成分布于两个不同的区间,说明不同期次裂缝充填物形成时的流体性质发生了明显的变化;沉积成因碳酸盐岩具异常低的锶同位素值,与前人研究结果有明显的差异,推测是受贫87Sr同位素的成岩流体的影响;晚期裂缝充填物锶同位素比值较高,也表明它们受到了地表淡水的影响。     

华南诸广山花岗岩体中段锶氧铅硫同位素研究

诸广山中段花岗岩体的Rb-Sr同位素等时线年龄为215.23Ma,属印支期。锶同位素初始比值为0.7229,Rb/Sr比值为1.09～15.6,初始~(206)Pb/~(204)Pb(18.216～19.042)和~(207)Pb/~(204)Pb(15.605～15.801)较高。全岩δ~(18)O为10.6‰～12.4‰,δ~(18)O-~(87)Sr/~(86)Sr相关趋势呈水平方向展布。硫同位素绝大部分在零值左右摆动,从早到晚变化范围逐渐变小。这些表明岩体是源于上地壳的改造型花岗岩,并经过了岩浆阶段,且在早期岩浆岩基础上又经过了多次重熔演化。     

西藏岗巴晚白垩世—古近纪早期锶同位素地层

在地质历史时期中,海相碳酸盐的锶同位素组成具有全球基本一致的演化规律,并且海水锶同位素组成受锶的来源控制,其比值与海平面的变化有内在的联系。西藏岗巴地区晚白垩世—古近纪早期地层发育良好,笔者对宗山、宗浦两个剖面中未经蚀变的26个海相碳酸盐样品进行锶同位素测试,根据得出的数据绘制演化曲线与全球锶同位素曲线有较好的可对比性。曲线的负偏极值与地层界线较为一致,宗山剖面曲线的负向峰值（0.707612）与上/下白垩统界线相对应,宗浦剖面中,锶同位素曲线的负偏值（0.707761）与古新统/始新统界线相对应,晚白垩世—古近纪锶同位素演化曲线也与海平面变化相一致。另外,还讨论了岗巴地区锶同位素变化的原因。