中国环境考古学的兴起、发展和展望

环境考古学是一门介于考古学与第四纪环境学(或古地理学)之间的边缘学科。它出现于20世纪之初,经过近1个世纪的摸索和实践,在理论和方法上日趋成熟。中国环境考古学出现较晚,但发展迅速,已经形成以人类生态系统理论为依据,以聚落和遗址古环境分析为主要手段,以探讨古代人类行为及其文化的形成、发展和演变的环境背景为目标的新型交叉学科。目前,它已经逐渐得到了中国考古学家的广泛认同,并成为考古学研究的重要组成部分,在涉及人类起源、MIS3阶段旧石器晚期文化革命、旧—新石器文化过渡以及农业起源、文明起源等一系列关键问题的研究中发挥着重要作用。     

第四纪科学与环境考古学

由于第四纪包含了人类生活与生产的全部历史，第四纪研究成为环境考古研究的主要内容。第四纪科学作为环境考古的一种研究手段，对于考古学家而言，其目的是获取更多的考古资料和更多的考古学信息，对解释人类社会发展的一般法则提供更多的帮助；对于第四纪科学家而言，古人地关系的研究只能通过环境考古学来实现。在环境考古研究中，第四纪科学主要承担3个方面的研究内容：①重建古人类活动区域自然环境演变的历史；②探索遗址形成和废弃的自然原因；③包括农业考古、人类起源与现代人起源等的专题研究。在研究方法上，可基于不同空间尺度进行，不同尺度有不同的研究方法。对于小尺度环境考古，采用主题研究；中尺度、大尺度和超大尺度研究，采用对比研究。所有的高级尺度研究一定是建立在低级尺度研究基础之上，就像一座金字塔。低级尺度研究是基础，是高级尺度研究资料和证据的积累；同时不同研究尺度可大可小，它的界定根据研究主题而决定。第四纪科学在环境考古发展中具有广阔的前景，但环境考古学的进一步发展还需要考古学家与地学家的精诚合作，需要双方多进行学科之间的交流。我国环境考古学的发展还处在资料积累阶段，应该循序渐进发展环境考古学。     

土壤微形态分析及其在考古学中的应用

土壤微形态分析的任务是将显微镜下观察、描述的土壤微形态牲圾变化用来说明土壤生成、发育的演变规律,它有助于了解一般自然力量或人为因素对土壤形成的过程的影响。土壤微形态分析在考虑古学中的优势主要有：分析区域环境演化与考古遗址形成及考古学文化发展的关键;分析考古遗存的特征及其反映的人类活动特点。     

古地貌演化对洛阳盆地新石器中晚期至夏商时期水稻种植的影响

水稻是起源于中国南方长江流域的重要农作物,新石器中期以后传播到北方地区。由于北方较于南方相对干旱,因此对水分条件需求较高的水稻在北方地区的种植往往表现为更强烈的地域选择性。本文选取中原地区地形特征较为复杂的洛阳盆地开展了流域调查和浮选工作,结合前人在本区做的炭化植物遗存研究成果,分析了新石器中晚期至夏商时期洛阳盆地不同地貌部位水稻（Oryza sativa）遗存的分布特征,再根据本区平原区和黄土台塬沟谷区全新世地貌演化的不同特点,探讨了古地貌演化对洛阳盆地史前水稻种植的影响。研究表明,裴李岗文化时期暂未发现水稻遗迹,平原区湖沼遍布,不适宜人类居住,古人可能更倾向于居住在黄土台塬沟谷区的稳定阶地面上;仰韶文化晚期古稻主要分布在黄土台塬沟谷区,与当时沟谷区河流夹积形成的富含粘土的湿润冲积平原有关,而此时平原区距今7000~4000年为稳定干燥的T₁阶地面,更适合发展粟（Setaria italica）作农业;龙山时期没有在沟谷区发现水稻遗存,可能与距今4000年前后沟谷区河流下切侵蚀导致的泛滥平原减少有关,而龙山晚期在伊洛河平原区的遗址发现了古稻遗存,推测与龙山晚期降水增多和洪水频发,出现较多水洼低地有关;二里头时期,古稻在平原区和黄土台塬区都有分布且遗址数量较多,可能与距今4000~3800年龙山晚期古洪水事件后,洪水退去遗留的低洼地有关;二里头和二里岗时期,盆地内古稻遗址普遍增多,平原区古稻遗址可能占更大比重,推测可能与古地貌特征、人类文化自身发展,以及农田管理技术的进步等均有关系。

     

成都平原马街遗址古洪水事件遗存考古发现与研究

2014年5月,对四川成都郫县马街遗址古洪水事件做了调查,该遗址经度为103°55 ′ 39″E,纬度为30°53′37.1″N,遗址海拔为黄海高程499.758m,遗址的2014CPMT1-T2探方中有古代生长在地下的树根1处、冲刷带来的独木舟1处、古树干9处.经光学方法鉴定,其中的古树根和古树木主要是秋枫树(Bis...     

商代含高放射性成因铅的青铜器矿料来源与古蜀三星堆在矿业贸易中的地位

含高放射性成因铅是商代青铜器的重要特征,但对其矿料来源的讨论众说纷纭,莫衷一是。本文收集了河南郑州商城、山西垣曲商城、湖北盘龙城、四川三星堆、陕西汉中（地区）、江西新干大洋洲、河南安阳殷墟和陕北（地区）覆盖整个商代的8个遗址/地区700件出土青铜器样品的铅同位素组成数据,并与全国606个Pb—Zn、Cu、Sn多金属矿床4025件矿石样品的铅同位素组成数据进行比对分析,探讨商代青铜器的矿料来源和古蜀国在矿业贸易中的地位。研究表明：（1）河南郑州商城、湖北盘龙城、陕西汉中、山西垣曲商城、河南安阳殷墟和陕北6个遗址/地区的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铅料;而四川三星堆与江西新干大洋洲出土的青铜器则主要采用了含异常铅的铅料。四川三星堆、陕西汉中和陕北3个遗址/地区出土的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铜料;而河南郑州商城、湖北盘龙城、山西垣曲商城、河南安阳殷墟与江西新干大洋洲出土的青铜器采用的铜料很可能以含正常铅为主,但不排除采用含异常铅铜料的可能性。（2）对比全国Cu、Pb—Zn、Sn及多金属矿床铅同位素资料,商代遗址出土的青铜器中的高放射性成因铅的铅料,最有可能来自四川云南交界处的MVT型Pb—Zn矿床;而含高放射性成因铅的铜料,则最可能来自四川云南交界处的IOCG型Cu矿和山西中条山铜矿峪Cu矿床。（3）综合三星堆遗址得天独厚的地理位置,三星堆青铜文明的兴衰时间及其与其他文化交流与贸易往来的路径,推测古蜀三星堆很可能是商代含高放射性成因铅的铅料及部分铜料贸易的大型中转地,商代含高放射性成因铅的青铜器的兴盛与衰落则很可能与三星堆青铜文明的开启与消亡有关。     

商代含高放射性成因铅的青铜器矿料来源与古蜀三星堆在矿业贸易中的地位

含高放射性成因铅是商代青铜器的重要特征,但对其矿料来源的讨论众说纷纭,莫衷一是。笔者等收集了河南郑州商城、山西垣曲商城、湖北盘龙城、四川三星堆、陕西汉中(地区)、江西新干大洋洲、河南安阳殷墟和陕北(地区)覆盖整个商代的8个遗址/地区700件出土青铜器样品的铅同位素组成数据,并与全国606个Pb—Zn、Cu、Sn多金属矿床4025件矿石样品的铅同位素组成数据进行比对分析,探讨商代青铜器的矿料来源和古蜀国在矿业贸易中的地位。研究表明：(1)河南郑州商城、湖北盘龙城、陕西汉中、山西垣曲商城、河南安阳殷墟和陕北6个遗址/地区的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铅料;而四川三星堆与江西新干大洋洲出土的青铜器则主要采用了含异常铅的铅料。四川三星堆、陕西汉中和陕北3个遗址/地区出土的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铜料;而河南郑州商城、湖北盘龙城、山西垣曲商城、河南安阳殷墟与江西新干大洋洲出土的青铜器采用的铜料很可能以含正常铅为主,但不排除采用含异常铅铜料的可能性。(2)对比全国Cu、Pb—Zn、Sn及多金属矿床铅同位素资料,商代遗址出土的青铜器中的高放射性成因铅的铅料,最有可能来自四...     

亚热带稻作区表土孢粉研究及其考古学应用

研究地点位于广东、湖南和湖北三省的华南双季稻分布区,纬度跨度为 22.84°～32.51°N之间。沿纬度每 30～50km间距取样,一共为26个样点,每个样点包含 3～5个样品（稻田内、稻田外和附近地表或次生林表土样）。本研究采用了孢粉分析方法,在镜下共鉴定77种孢粉类型。研究结果表明,该区稻田耕土表层的禾本科花粉含量为36％～88％,其中水稻型花粉含量为30％～84％,平均含量为57.41％。而稻田外旱地样品禾本科总量降至26％～77％之间,而水稻型花粉平均值降低至38.52％。稻田内外样品和尘土花粉结果的对比分析表明,在人类强烈干扰的双季稻耕作区,禾本科含量达到36％以上时,很可能表明与稻作农业发展有关。上述表土孢粉结果为地层孢粉分析寻找农业和人类活动的证据提供了新的数据。
番禺万顷沙钻孔孢粉研究表明,禾本科花粉在历史上出现一个快速增加的突变(从约10％增加至50％),反映了珠江三角洲稻作农业的迅速发展开始于秦朝,可能与当地人口快速增加和中原地区农耕技术的引入有关。而香港壕涌西区考古遗址地层的孢粉分析揭示出该地点的土地利用是从明清才开始作为耕地使用,而更早的唐宋时期并非原地种植水稻。     

河北省宣龙式铁矿的地球化学特征及其地质意义

本文报道了宣龙式铁矿的主量元素、微量元素、稀土元素、Fe同位素和Nd同位素的分析结果。结果显示:主量元素的化学成分中Fe2O3T的含量最高,并且具有较高的Al2O3、TiO2和P2O5含量;微量元素含量总体与平均地壳相似,并显示氧化-还原敏感元素V、U、Mo的相对富集;稀土总量高、轻稀土元素亏损重稀土元素富集、无Ce、Eu正异常、Y/Ho比值与地壳平均值相似;同时,铁矿具有较低的εNd值,这些特征表明宣龙式铁矿的成矿物质来源为陆源。相对于标准物质IRMM-014,宣龙式铁矿中赤铁矿的Fe同位素组成均为正值,这与由现代蓝细菌氧化而成的赤铁矿Fe同位素组成应小于或等于0不同,因此,宣龙铁矿是由铁细菌氧化为主的生物粘结矿床。此外,铁矿无Ce的负异常;V、U、Mo的相对富集;Fe同位素比值为正值的这些特征均说明当时铁矿沉淀的环境为低氧状态。     

下庄矿田鲁溪地区铀矿找矿前景分析

通过对下庄矿田鲁溪地区笋洞岩体花岗岩特征,U含量、Th/U比值等特点进行研究,推测鲁溪地区具备较好的铀成矿物质来源。对铀成矿紧密相关的控矿构造和基性岩脉的展布特征、分布规模,揭露情况,以及与成矿紧密的绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等围岩蚀变进行了研究,预测鲁溪地区具有较大的铀成矿潜力。并根据成矿条件,把铀矿化类型确定为硅化带型和"交点"型。     

大井矿冶遗址冶炼产物的输出方向

大井矿冶遗址是我国北方发现最早的一处古铜矿遗址。本文利用ICP方法,测试了该遗址的铜矿、炼渣和辽西地区出土的部分青铜器。结果显示,遗址的冶炼金属产品Ag、As、Sb、Bi、Co、Zn等元素含量偏高,Mo含量偏低。同时发现,这批辽西地区出土的青铜器样品微量元素特征明显不同于铜绿山和皖南的铜锭,而与大井铜矿很相似,其铜料来源很可能来自大井古铜矿或其周边铜矿。这一结论,对探讨大井古铜矿冶炼产品的使用范围和辽西地区的冶金历史有重要意义。     

新疆吐鲁番洋海墓地出土的粮食作物及其古环境意义

首次对吐鲁番洋海墓地出土的植物遗存进行了系统研究,并鉴定出3种粮食作物：黍（Panicum miliaceum）、青稞（Hordeum vulgare var. nudum）和普通小麦（Triticum aestivum）。吐鲁番地区降水稀少、环境干燥,因此考古遗址中的植物遗存大都保存完好。这些粮食作物均为当地生产。其中,黍可能是古代洋海人的主要粮食作物。通过植物遗存分析,2800年前的洋海古气候应该比较适合农业生产。古环境分析表明,古洋海人的部落位于一片绿洲中,绿洲内有一定面积的湿地,内生喜湿杂草。另外,河旁或高地上还有胡杨（Populus euphratica）、柳（Salix sp.）及云杉属（Picea sp.）等乔木分布。     

云南兰坪盆地云龙组上段稀土、微量元素地球化学特征及其环境意义

沉积岩的地球化学特征蕴含了大量的地质信息,对于沉积环境的重塑及物源研究具有重要意义。云南兰坪盆地云龙组上段由一层碳酸盐岩及其上覆的碎屑岩组成。通过对碳酸盐岩和碎屑岩的主、微量及稀土元素含量等地球化学特征的研究表明:碳酸盐岩和碎屑岩∑REE总量分别为142.65×10-6~186.85×10-6和217.2×10-6~483.7×10-6,均值分别为167.44×10-6和358.7×10-6,(La/Yb)N值分别介于8.22~10.96和9.07~15.01之间,标准化曲线右倾,表明轻稀土相对重稀土富集。负Eu异常程度中等,3个泥岩样品负Ce异常强烈,其他样品无明显负异常。利用对氧化还原环境最敏感的Ce/Ce*判断,云龙组上段沉积时期主要为氧化环境,碳酸盐岩沉积时期呈弱氧化性,部分层位为还原环境,氧化性:泥岩粉砂岩碳酸盐岩。Sr/Ba比值0.75,表明当时为淡水沉积。根据∑REE和(La/Yb)n,结合Fe2O3/MnO、EFMn、CaCO3(%)和Al(%)等其他特征值判断,碎屑岩沉积时期以温暖湿润为主、碳酸盐岩沉积时期以干旱炎热为主的古气候条件,并且存在干湿交替的气候变化。沉积物源来自于上地壳,原始物质主要为长英质岩石,还有部分的中基性岩。     

若干地区出土部分商周青铜器的矿料来源研究

本工作采用ICP-AES方法,测试分析了若干地区出土青铜器残片的微量元素,初步探索了它们的矿料来源.将青铜器与铜绿山、铜陵、南陵、中条山、照壁山等先秦矿冶遗址铜锭或铜块的特征微量元素进行比较研究后,发现安徽境内青铜器的铜矿料主要来自长江中下游的古铜矿,而辽西地区和侯马青铜器的铜料则可能来自大井铜矿或其周边铜矿.同时,研...     

基于14C数据重建中亚地区全新世人类活动的时空演化过程

中亚地区在早期人类演化、迁徙、文明演替与近现代东西方政治、经济、文化和技术交流中具有重要作用,然而由于相关历史记录的缺乏和考古研究的滞后,对于这一地区的人类活动历史一直缺乏系统认识;而研究中亚地区的人类活动特征,人口的变化是重要的参考指标。考古遗址的¹⁴C年代数据的相对密度与人类活动密切相关,成为指示古人口变化的可靠指标,被广泛应用于欧洲和东亚地区的古人口重建,为研究中亚地区古人口变化提供重要参考证据。近年来,中亚地区考古发掘工作获得了快速发展,积累了大量的考古年代学数据,为研究中亚地区古人口变化提供了契机。本研究首次对中亚地区的考古¹⁴C年代学数据进行了系统收集整理,编制中亚地区全新世以来的考古放射性碳数据库（n=1754）,利用ArcGIS绘制时间分辨率为千年尺度的中亚地区考古遗址点分布图,使用¹⁴C数据的总和概率密度（Summed Probability Distribution）重建中亚地区古人口变化,系统地分析了中亚地区全新世以来的人类活动时空变化特征。结果表明,10 cal.ka B.P.以来中亚地区存在连续的人类活动,但存在显著的时空差异。在全新世早期,人类活动强度较弱,遗址数量非常少,且主要分布在塔里木盆地和少数山前区域;从5 cal.ka B.P.开始,遗址点数量和范围开始增加,人口数量也开始增加,在2.7 cal.ka B.P.达到峰值;从2.3 cal.ka B.P.开始,人类活动强度开始减弱,人口数量出现减少趋势。

     

鞍山-本溪地区条带状铁矿的Fe同位素特征及其对成矿机理和地球早期海洋环境的制约

本文报道了鞍山-本溪地区晚太古代条带状铁建造的主量元素、微量元素、稀土元素和Fe同位素的分析结果.结果显示:铁矿主要由Fe2O3T和SiO2组成,具有较低的Al2O3和TiO2含量;微量元素含量和稀土总量均较低;经页岩标准化的稀土元素配分模式呈现轻稀土亏损、重稀土富集;具有明显的La、Eu、Y的正异常;较高的Y/Ho比值.这些特征均表明鞍山-本溪地区条带状铁矿是由极少碎屑物质加入的化学沉积岩,成矿物质主要来源于海底热液的贡献.相对于标准物质IRMM-014,条带状铁矿石的Fe同位素组成最突出的特征是均为正值,这是由于二价铁溶液经部分氧化和沉淀形成富集重铁同位素的三价铁氧化物或氢氧化物的结果,且沉淀程度的不同是控制Fe同位素组成变化的重要因素.条带状铁矿无明显的Ce负异常和Fe同位素组成为正值的特征暗示了铁矿沉淀时的海水为低氧逸度环境.     

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。

     

重庆阿蓬江涪碛口遗址近3000年来环境变化研究

涪碛口遗址位于黔江区两河镇高碛村,地理坐标为29°12'25"N.108°45'26"E,海拔高程399m.遗址探方共约3m,发现了东周以来的文化堆积,文化层底部测得AMS<'14>年龄为 4807±31aB.P..对该遗址剖面进行了沉积物粒度、孢粉、炭屑等古环境指标的综合研究.粒度分析结果显示,遗址地层的沉积物粒度变...