魏晋南北朝时期的中国东部温度变化

根据魏晋南北朝时期的异常霜雪记载及植物物候记述,推算了中国东部地区部分年代及每30年的冬半年温度距平;并结合有关自然证据,分析了魏晋南北朝时期中国的冷暖变化特征。主要结论有:1)魏晋南北朝时期中国东部冬半年温度距平较现代约低05℃,最冷的30年（480s～500s）较现代约低12℃,是一个可与小冰期相比拟的寒冷气候阶段。2)魏晋南北朝的温度存在“冷-暖-冷”世纪波动;其中两个冷谷为270s～350s及450s～530s,当时中国东部冬半年温度分别较现代低05℃（270s～350s）和09℃（450s～530s）;而360s～440s虽然相对温暖,但当时中国东部冬半年温度仍较现代略低。     

琥珀的激光拉曼光谱特征研究

采用激光拉曼光谱仪对波罗的海、多米尼加、缅甸三个地区的琥珀样品进行了拉曼光谱测试分析,描述了拉曼光谱的位置、形态、相对强度,分析了振动模式,同时对某些分子基团如ν（C-H）,ν（C-O）做了谱带归属。结果表明,琥珀结构中碳链骨架振动是导致其拉曼光谱形成的主要原因,同一产地不同品种琥珀的拉曼谱峰特征基本一致,不同产地琥珀的拉曼谱峰仅在个别拉曼位移处存在较小差异。另外,对前人提出的用拉曼光谱中ν（C=C）和δ（CH2）的强度比值N（I1645cm-1／I 1450cm-1）来确定天然树脂成熟度的初步设想进行了验证分析。拉曼光谱对于琥珀真伪及其产地的鉴定有一定的辅助作用,但不能作为鉴别产地的唯一指示性依据。     

应用稳定同位素示踪琥珀的产地

利用稳定同位素比值质谱仪（IRMS）对波罗的海琥珀、多米尼加琥珀、墨西哥琥珀、缅甸琥珀及不同产地的柯巴树脂的13C,D,18O稳定同位素进行了高精度测定.研究结果表明：（1）不同产地琥珀的δ13C值分布在一个较为稳定的范围内,缅甸琥珀δ13C=-19.38‰～-22.90‰,平均值为-21.15‰;波罗的海琥珀δ13C=-22.76‰～-25.76‰,平均值为-24.35‰;多米尼加琥珀δ13C=-23.57‰～-26.63‰,平均值为-24.99‰,且均值无交叉;（2）不同产地琥珀的δ13C值与琥珀形成的地质时代存在较好的线性关系.具体表征为随着天然树脂石化地质年代（琥珀化程度）的增加,13C值有规律地增大,据此可推断不同产地琥珀成熟度由高到低的相对顺序为缅甸＞波罗的海＞多米尼加、墨西哥;（3）柯巴树脂的δ13C值为-26.82‰～-29.94‰,平均为-28.55‰,比琥珀的明显贫δ13C,依据实验测试统计数据,推荐参考临界值为-27.00‰（＋0.18,-3.00）,这为界定琥珀与柯巴树脂提供了稳定同位素依据;（4）缅甸琥珀δD=-195.90‰～-244.40‰,平均为-226.00‰;波罗的海琥珀δD=-235.90‰～-270.10‰,平均为-25δ.80‰;多米尼加琥珀δD=-202.80‰～239.40‰,平均为-219.90‰;墨西哥琥珀δD=-218.90‰.不同产地琥珀中δD的同位素变异反映了环境水（大气降水）与古纬度之间的变化规律,即随着琥珀产地古纬度的增加,δD逐渐减小;（5）不同产地琥珀在13C-18O,D-18O同位素之间及13C,D,18O同位素在二维图解、三维空间中具有很好的分区性,表明碳、氢、氧稳定同位素综合分析可以示踪琥珀的产地信息.     

琥珀

从资源开发的视角,对琥珀的地质成因与产地、分类与品位、用途与价值、辨伪与鉴定作出详细的述评。     

岩矿地球化学分析测试技术在古代玉器产地溯源中的应用及进展

古玉产地溯源研究对揭示文明早期玉石资源开发利用和跨区域物质、文化交流等都具有重要的意义。由于测试分析手段及研究样品本身的制约,古玉产地溯源至今仍然是制约古玉文化交流研究的难题及瓶颈。近年来,随着研究的深入及科学测试手段的进步,地质、考古及文博界开展了更为密切的跨学科合作,对古代玉器产地溯源技术进行了许多新的探索,并取得了一些较为重要的成果。本文在团队工作及前人研究的基础上,对质子激发X射线荧光(PIXE)、X射线荧光光谱(XRF)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、电子探针(EPMA)等多种主微量元素地球化学分析测试技术及放射性同位素、稳定同位素地球化学技术在古代玉器产地溯源的应用情况进行了梳理,综合分析了不同测试方法在古玉溯源中的工作进展,并对当前古玉产地溯源研究中存在的问题进行了探讨。总体来说,岩矿地球化学分析测试技术的应用对古玉溯源研究起到了重要的推动作用,而对已知玉矿资源系统的地质学研究及玉料的主微量元素、同位素地球化学数据库的建设和新的无损、样品尺寸不受限的原位岩矿地球化学分析技术的开发及其在古玉样品测试中的大规模应用,应是未来古玉溯源研究工作的重点方向。     

缅甸琥珀内含物的初步研究及其意义

琥珀是中生代白垩纪至新生代第三纪松柏科植物的树脂经地质作用而形成的有机混合物.目前世界上琥珀产地主要有欧洲波罗的海沿岸国家,中美洲的多米尼加、墨西哥,亚洲中国抚顺、缅甸、日本久慈和盘城、泰国,大洋洲澳大利亚、新西兰哈密尔顿等.然而,具有商业价值的白垩纪琥珀目前只有缅甸产出.缅甸琥珀资源主要分布于缅甸克钦邦密支那到德乃(Tanai)一带的胡康盆地.本研究在缅甸琥珀中观察和发现共20只生物个体,属15种生物,均属于节肢动物门.其中大部分属于昆虫纲,包含了膜翅目的蜂科、双翅目的蚊科等,另有一些未确切鉴定的种类.     

现代微区测试技术在确定宝玉石产地来源中的应用及其研究进展

宝玉石产地来源的研究是近几年地质学、宝石学和考古学界的热门话题之一。一方面,不同产地来源的宝玉石可能具有不同的品质特征及经济价值,其研究有助于珠宝首饰价值的判断,为各国海关执法提供技术支持;另一方面,古代宝玉石产地的确定对了解古代宝玉石的开采与古代科技的发展水平及不同区域的文化交流均具有重要意义。在总结前人研究成果的基础上,结合现代微区测试技术的最新研究成果,从微量元素、包裹体以及同位素分析等方面探讨总结了微区测试技术在确定宝玉石产地来源研究中的应用。当前的研究结果显示,不同的技术方法对确定宝玉石的产地来源均有一定的意义,但宝玉石产地来源的最终确定往往需要依赖更大范围和更深入地对宝石矿床的地球化学进行多技术手段的交叉分析。显然,确定各种不同类型宝玉石产地来源的标型特征及建立相关重要宝石产地的地球化学数据库,是最终解决宝玉石产地来源鉴定问题的关键。     

鉴定热处理琥珀的关键证据

在琥珀热处理实验研究的基础上,采用常规宝石学方法和红外光谱仪,测试并跟踪收集和对比分析了实验样品热处理前、后的宝石学参数和红外光谱的变化规律及琥珀内含物的演化、改造与破坏标识,并对获得的琥珀热处理效果进行了成因分析,从而总结出鉴定琥珀热处理的关键证据。研究结果表明：（1）折射率的增加、荧光的弱化或湮灭是热处理琥珀的重要佐证;（2）盘状裂隙、红色流纹、汽化纹、龟裂纹和氧化裂纹是热处理琥珀的重要标识;（3）FTIR光谱中I=2930cm-1/I=1735cm-1比值若≤1,可视为热处理琥珀的红外光谱指纹检测依据;（4）1735,1700cm-1处的羰基（C？O）伸缩振动与1260～1156cm-1处的C—O伸缩振动吸收强度的明显增强及多峰合并的趋势反映出热处理琥珀表面的热氧化反应;C？O浓度的增加可能是热处理琥珀红色的生色团,同时又是热处理琥珀荧光的淬灭剂。     

河南西峡-内乡琥珀矿床的初步研究

河南西峡-内乡琥珀矿床是我国琥珀市场上原料的重要产地。通过对该矿床的地层、岩相、古地理以及水动力条件等因素的分析研究，以及对琥珀矿体地质特征、琥珀物理性质及化学组成特征的研究，认为该琥珀矿床属于晚白垩世河流冲、洪积沉积矿床。     

河北临漳曹村窑址青釉器物工艺特征研究

河北地区古代瓷窑产品的理化测试工作多集中于隋唐、宋金时期的器物,北朝等早期产品的分析数据则少有报道。本文运用X射线荧光光谱、X射线衍射、岩相、吸水率测试和烧成温度测定等分析方法,对曹村窑址出土青釉样品的工艺特征开展研究。结果表明,2件样品釉层氧化钙含量分别为17.86%和14.1%,烧成温度分别达到1150.1℃和1185.2℃,证明这2件样品属于青瓷,从而证实了曹村窑是已发现的我国北方早期烧制青瓷的窑口之一;其余样品釉层氧化铅含量大于42%,部分样品吸水率低于5%,X射线衍射结果显示胎体中出现莫来石相,证明曹村窑可以生产出瓷胎铅釉陶。结合样品烧成温度均在1000℃以上,远高于铅釉成熟温度,推断曹村窑的瓷胎铅釉陶在北朝时期已经使用了二次烧成工艺。这一复杂工艺的产生,有可能为唐三彩的出现作了技术铺垫。     

压制琥珀的新认识

随着琥珀市场需求的增加及琥珀优化处理技术的改进与创新,压制琥珀呈现外观逼真、结构复杂、方法多样的新态势。利用宝石显微镜、偏光显微镜、红外光谱仪对压制金珀、压制血珀、＂爆花＂压制琥珀、烤色压制琥珀、压固蓝珀、压固胶结蓝珀、压制蜜蜡等样品的宝石学参数、显微结构、红外吸收光谱进行了研究与分析,结果显示,碎粒-碎粉结构、红色斑点结构、不含＂血丝＂状构造的粒状＂镶嵌＂结构、碎块胶结结构等是压制琥珀的结构鉴定特征;颗粒间分布的＂太阳光芒＂、紊乱流纹、叶脉状流纹、丝瓜瓤状流纹等是压制琥珀的内含物鉴定特征;若蓝珀中的红外光谱I=2 932cm-1/I=1 723cm-1处的吸收强度比值接近1∶1,暗示着该蓝珀可能经过了优化处理。     

陕西洛南绿松石的锶同位素特征及其产地意义——兼论二里头出土绿松石的产源

陕西洛南县河口绿松石采矿遗址距今约4 000年,为中国目前最早的一处绿松石采矿遗址。为判定该古矿出产绿松石的流向和中国古代绿松石矿料的来源,尝试利用固体热电离高精度质谱计检测秦岭东段5处绿松石矿样品的Sr同位素比值,进而对不同产地绿松石开展产源判别研究,期望为绿松石产源示踪提供帮助。结果发现:Sr同位素比值可以以0.710 5和0.716 5为界划分为3个聚集区。随之建立Sr含量和Sr同位素二元散点图,发现Sr的地球化学特征能够在一定程度上实现对不同产地绿松石的产源区分。运用该区分成果,发现二里头出土的绿松石废料与洛南古矿有着较为密切的关系。该研究为寻找河口古矿的绿松石流向提供帮助,也为开展绿松石文物产源研究提供技术支持。     

古代玻璃材料LA-ICP-MS组分分析及产源研究

古代玻璃及玻璃质材料的定量分析对于研究其制作年代及产地、原料的来源以及制作工艺有着重要的参考意义。与电子探针(EMPA)、能谱扫描-电子显微镜(EDX-SEM)等分析方法相比,LA-ICP-MS能够快速且准确地提供样品主次量及微量元素信息。本文对LA-ICP-MS古代玻璃元素定量分析中的影响因素进行研究认为:在193nm激光下玻璃标准NIST610和康宁玻璃标准之间基体差异造成的影响较小,而采用玻璃标准NIST610为外标结合基体归一化法的校正策略测定康宁标准结果表明,该策略能够准确反映不同类型古代玻璃材料中成分组成;实验中不同剥蚀模式的研究,有助于不同实验条件的建立,从而满足不同研究的需要。本次研究对出土样品进行了分析,为该制品的产源研究提供了数据支持。     

古环境DNA与环境考古

古环境DNA(ancient environmental DNA,简称ancient eDNA)指保存于古环境样品中的生物古DNA(ancient DNA,简称aDNA).与直接从古代生物遗存内获取的单一物种古DNA不同,古环境DNA为多种生物的混合DNA,常常以小片段DNA分子形式吸附在腐殖质和矿物颗粒上,主要从粪化石、牙结石、肠道残留物、冰川、冻土、泥炭、湖泊、海洋、洞穴和遗址沉积物等环境样品中获得.古环境DNA研究自1998年开始兴起,经历了早期的DNA条形码(DNA barcoding)古代物种鉴定,到DNA宏条形码(DNA metabarcoding)古代生物类群恢复,再到近期的鸟枪法宏基因组(shotgun metagenomic)古生态系统重建等发展历程,目前已形成了完善的研究体系,可以完成对古环境样品中大部分动物、植物和微生物物种的检测.相比于传统的动植物化石形态鉴定手段,古环境DNA研究具有样品用量少、方法简单快捷、不依赖于化石、一次实验可以确定大量物种信息等优势.目前,国际上的古环境DNA研究在古生态环境重建、古代农业发展、古代人类食性、人类扩散历史和人类活动对环境影响等环境考古领域的应用都取得了良好的进展并发表了大量成果,但国内相关研究还少有报道.本文综述了古环境DNA技术的发展、研究方法、应用方向及存在的问题等内容,认为随着古环境DNA研究技术的日趋完善,其在环境考古学中的应用前景也将更加广阔.     

多米尼加与墨西哥蓝珀光致发光-拉曼光谱及微量元素赋存特征研究

蓝珀主要产于多米尼加共和国、墨西哥与缅甸,其形成机制、组成成分及光谱特征与之特定的产出地理环境有密切的关联.因此,蓝珀的产地研究成为当前珠宝玉石、考古及生物矿物学研究领域的热点课题.前人主要应用红外光谱、X射线荧光光谱、质谱、同位素示踪等技术开展了较系统的蓝珀产地的溯源研究,但限于蓝珀材质的类同,不同产地蓝珀的光谱学等...     

我国生物礁研究的发展

黄汲清教授研究我国南方二叠系，引发了我国对古代生物礁的研究工作。６０年代起我国开始对古代生物礁的研究。现代珊瑚礁研究从２０年代末兴起，８０年代以来正在深入发展，同全球变化研究和珊瑚礁开发紧密联系，拓展了研究领域，积累了许多新知。     

不同时期再造琥珀的微细结构对比及鉴定

再造琥珀制造技术不断更新换代,并不断取得进展。市场上能见到不同时期的再造琥珀,给实验室鉴定带来挑战。为科学鉴定这些琥珀,结合前人研究和国检（NGTC）近年来的研究成果,主要从放大检查,正交偏光,紫外荧光这三方面分别对早期和近期再造琥珀的鉴定特征进行了系统研究和阐述。结果显示,早期传统再造琥珀的“血丝”状构造明显,其在正交偏光下的特征及紫外灯下的荧光特征明显。近期再造琥珀中的“血丝”变浅,其后多数又进行了一系列后期处理,掩盖了原有的再造琥珀特征,所以其在正交偏光下的特征及紫外灯下的荧光特征均不明显。但在强透射光源照射下,仍可发现局部残余的再造特征,如沿“血丝”分布的片状炸裂纹、流动的“砂糖”状构造等。这些微细结构特征有助于对不同时期再造琥珀进行正确举别。     

琥珀及其仿制品的宝石学和红外光谱特征

为了有效鉴别琥珀及其仿制品,本文收集了一系列琥珀及其仿制品。首先采用常规宝石学方法,对其折射率、相对密度、紫外荧光和内外部特征进行了测试;在此基础上,采用反射法测试了所有样品的红外吸收光谱并对其进行了比较和分析。结果表明,将常规宝石学方法和红外吸收光谱特征结合并综合分析,可以有效鉴别琥珀、压制琥珀、天然柯巴树脂、人工树脂及人造琥珀。     

表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用

表面张力是固体表面重要的物理化学参数之一,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。基于Young方程的推导,使用接触角测量法计算固体表面张力已被广泛应用于表面科学和工程领域。宝玉石材料大多具有光洁的表面,在接触角测量的准确性方面较其他表面不均一的固体材料具有明显的技术优势。本文运用现代仪器(FTA200动态接触角测量仪)测量了15个天然和合成宝玉石品种(钻石、合成碳硅石、合成立方氧化锆、碧玺、托帕石、翡翠、琥珀等),以及经覆膜和充填2种处理方法的宝玉石样品(镀膜钻石、覆膜托帕石、覆膜翡翠、覆膜琥珀、充填碧玺)的表面接触角,并运用公式计算其表面张力。测试数据表明,不同品种宝玉石的接触角数值存在差异,如钻石的接触角值为56.68°,其仿制品立方氧化锆的接触角值为37.79°;覆膜处理与未经覆膜处理的天然宝玉石的接触角数值差异明显,如琥珀的接触角值为92.49°,覆膜琥珀的接触角值为66.49°;充填处理宝玉石接触角的测试由于控制液滴的大小受条件限制操作难度较大,测试结果不能准确表达为裂隙中充填物的接触角数值,故充填处理的宝石不宜采用此方法进行区分。研究表明,对于部分宝玉石品种和覆膜处理宝玉石,其表面接触角及表面张力数值差异显著,可以作为宝玉石品种的辅助鉴定依据;尤其是运用接触角的差异对于宝玉石鉴定具有较好的判别性,能够对不同品种的天然宝玉石与表面覆膜的宝玉石样品进行有效区分。与常规宝石检测方法(如红外光谱、折射率测量方法)对比,接触角测量方法具有测量准确、操作简便,不破坏样品的特点,符合宝玉石无损鉴定的基本原则,且能够安全快速地测量高折射率宝石,可以解决宝玉石表面覆膜等与表面物性相关的检测疑难问题。     

基于电子束辐照技术在琥珀和柯巴树脂中生成根须状包体的研究

血蜜蜡是2015年底我国市场上出现的琥珀新品种,具有少见的颜色和独特的根须状包体(俗称"根系纹")。根须状包体的成因目前尚无定论,但其形态与绝缘材料经电子束辐照引发击穿放电产生的利希滕贝格图形有很高的相似性。琥珀和柯巴树脂作为绝缘材料经电子束辐照能否生成利希滕贝格图形尚未有报道。为此笔者收集了琥珀和柯巴树脂样品进行了电子束辐照实验。实验结果表明,在适当的工艺条件下,琥珀和柯巴树脂样品均可以通过电子束辐照技术产生根须状包体。辐照生成的根须状包体实则是琥珀和柯巴树脂样品被击穿放电形成的伴有应力裂纹的树枝状通道,即利希滕贝格图形。样品经辐照生成的根须状包体与血蜜蜡样品中的根须状包体在形态特征上基本相同。