山东滕州西公桥遗址人骨的稳定同位素分析

文章应用稳定同位素C和N分析的方法,研究了山东滕州大汶口文化时期西公桥遗址先民的食谱,试图揭示该遗址先民生活方式、社会经济结构的变化。总体而言,该遗址样品保存较差,骨中骨胶原的含量较低,以C/N摩尔比作为标准,仅有8个样品属于未污染样品,可用作食谱分析。对样品进行稳定同位素C和N分析,结果表明:该遗址先民均为稻、粟混食,但在肉食资源获取上有所不同。以C₃为主的先民,具有较低的^δ15N;而以C₄类为主的先民,^δ15N值较高。在该遗址的发展过程中,人们的食物结构发生了一定的变化。     

宗日遗址人骨的稳定同位素分析

利用C和N稳定同位素分析方法研究了青海宗日遗址先民的食谱,探讨了先民的经济模式以及食谱变化趋势。所有人骨骨胶原中的C,N含量以及C/N摩尔比,均表明样品保存较好,可用作食谱分析。骨胶原的δ¹³ C值和δ¹⁵ N值分析显示,先民主要以C₄类植物为食,也摄取一定量的肉食,反映了以粟、黍等为主食而渔猎为辅的生活方式。性质未明墓葬与宗日墓葬之间存在的较大食谱差异,可能与其来自不同文化密切相关。宗日遗址在发展过程中,先民食谱中C₄植物增加而肉食类减少,反映了农业加狩猎采集的混和经济模式向稳定农业模式转变的趋势。     

陕北靖边五庄果墚动物骨的C和N稳定同位素分析

对陕北靖边五庄果墚遗址出土的4种动物(家猪、狗、鼠、草兔)骨骼进行了C和N稳定同位素分析,研究了这4种动物的食谱特征、营养级结构,分析了人类活动对生活在其周围动物食物结构的影响。所有骨骼样品的C,N含量以及C/N摩尔比表明,所选取的样品均保存较好,可用于食谱分析。骨胶原的C和N稳定同位素分析结果显示,所研究的4种动物呈现出不同的营养级结构,草兔和鼠类为植食性动物,而家猪和狗为杂食性动物,狗部分表现出肉食性。草兔主要以野草或树叶等C₃类植物为食;而家猪、狗和鼠类则主要以C₄类植物为食,这与先民从事的粟作农业密切相关。褐家鼠、家猪和狗的骨胶原中具有较高的^δ15N值,表明其食物结构明显受到人类活动的影响,其中家猪和狗更为明显,其食物结构已与野生动物产生明显差异。     

河南博爱西金城遗址人和动物骨的碳氮稳定同位素分析

中原地区是中国文明起源和国家形成的核心区域,农业的发展在某种程度促成了中华文明在这一地区的最终形成.农业经济的转变对先民食物结构和动物饲养方式都产生了影响,但目前的研究多为某一时间段的研究,需要长时间段的考量.对西金城遗址(35°06′22″N,113°06′53″E)出土的龙山文化、汉代和唐宋时期的人和动物骨骼开展了碳氮稳定同位素分析,分析结果表明:龙山文化时期西金城先民(δ13C=-9.3±3.1‰,δ15N=8.5±1.3‰,n=3)的食物结构以C4类(粟、黍)为主,其生计方式是以粟等旱作农业为主,并辅以少量的稻作农业生产,兼有稳定的家畜饲养和捕捞业.就动物食物结构而言,龙山文化时期以猪、狗为代表的家畜的食物结构和人类相似,先民主要用粟黍类作物副产品喂养家畜;汉代随着小麦、大豆等C3类农作物的推广普及,家畜的δ13C值降低,更多的小麦等作物被用于喂养家畜.唐宋时期虽然小麦的地位进一步上升,形成了"粟麦并重"的农作物格局,但先民却仍然偏向于用C4植物(粟黍)喂养家畜.     

山西太原盆地龙山文化时期的生业经济——以阳曲县西殿南遗址人和动物骨骼的C、N稳定同位素分析为例

以山西太原阳曲西殿南遗址(38°03′45″N, 112°45′55″E)出土的3例人骨和34例动物骨骼(3例鹿、 3例狗、 5例牛、 6例羊、 17例猪)为研究对象,运用AMS-¹⁴C测年与C、 N稳定同位素分析的研究方法,研究该遗址所处的年代、动物和人的食物结构以及先民对家畜的饲喂方式,进而还原龙山文化时期太原盆地的生业经济。AMS-¹⁴C测年结果显示,M1墓主人骨骼的¹⁴ C年代为4200±30 a B. P.,树轮校正后的年代范围为4844～4620 cal.a B. P.,结合该遗址遗存及其组合群特征初步判断其应为一处龙山文化时期遗址。C、 N稳定同位素测试结果显示,鹿(δ¹³C:-20.8‰～-18.7‰,均值-19.6‰±1.1‰;δ¹⁵N:2.9‰～3.6‰,均值3.3‰±0.4‰, n=3)主要以C₃类食物为生,说明当地野生植被主要为C₃类植物;与鹿不同,羊的δ¹³C值和δ¹⁵     

STABLE ISOTOPIC ANALYSES OF CARBONIZED RESIDUES FROM NEOLITHIC POTTERY IN XICHUAN COUNTY,HENAN

对河南浙川丹江沿岸龙山时代若干遗址出土陶鼎残片内壁残留的炭化物,开展了碳、氮稳定同位素分析,旨在揭示该类型器物所盛放或烹煮过的食物来源以及器物的用途.结果显示,δ13C值介于C3和C4类植物之间,表明大部分器物曾烹煮过C3和C4类食物,根据该地区当时为稻粟混作区的状况,推测稻、粟可能是食物的主要来源;结合δ13C与δ15N值表明部分炭化物的生物来源包括豆科类植物、食肉类动物或鱼类资源,说明先民的蛋白质摄取来源较为丰富.因此,当时陶鼎加工的食物种类并不局限于肉类,这表明了陶鼎使用功能的广泛性以及当时人类食物来源的多样性,从而深化了对古代社会食物结构以及生存环境的认识.     

古骨中可溶性、不可溶性胶原蛋白的氨基酸组成和C、N稳定同位素比较分析

提取考古遗址出土的人和动物骨中的不可溶性胶原蛋白(ISC),进行C、N稳定同位素分析,是目前古食谱分析的主要研究方法。然而,对于无法提取出ISC的骨样,古食谱的重建也就无从谈起。之前,我们通过凝胶层析法,首次成功提取出古骨中ISC的降解产物——可溶性胶原蛋白(SC),并发现:SC与ISC的C、N稳定同位素比值相似,同样可以应用于古食谱研究。为进一步探明两者稳定同位素相似的机理,本文选取更多的古骨样品,开展了SC和ISC的元素含量、稳定同位素值和氨基酸组成分析。研究结果表明,SC与ISC的总氨基酸组成,完全符合I型胶原蛋白的特点。此外,SC与ISC相比,8种必需氨基酸组成,非常接近,变异范围仅为0.25%(n=3);而11种半必需氨基酸和非必需氨基酸,则变化稍大(0.90%,n=3)。显然,不同性质氨基酸含量的少许差异,是造成两种蛋白C、N稳定同位素相似但不相同的主要原因。     

陕西华阴兴乐坊遗址家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献

通过动物骨的稳定同位素(C、N)分析,揭示家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,是动物考古研究的重要组成之一.关中地区,是庙底沟文化(约5500年前)的主要核心分布区域之一.目前,对该地区和该时间段内家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,尚缺乏足够的认识.为此,本文对陕西兴乐坊遗址出土动物与人骨开展了C、N稳定同位素分析,并对其中4个猪骨进行AMS-14C测年.同位素数据结果显示:野生动物(獐、青羊、梅花鹿)栖息于C3类的植被环境,家养动物(猪、狗)和人,则主要以C4类为食.3个猪个体的年代为5449~5300 cal.B.P.,而1个猪个体年代偏晚(4089~3985 cal.B.P.),其同位素数据也异于其他个体.结合该遗址的植物考古资料(粟和黍具有高的出土概率),认为:家养动物(猪和狗)饲喂了大量以粟类作物的副产品或者人类的残羹冷炙(粪便).根据食物链从生产者至消费者的同位素分馏效应(δ13 C值约富集1‰,δ15N值约富集3‰~5‰),比较了先民与野生动物以及家养动物的同位素数据,发现先民与猪的δ13 C和 δ15N值的差异最小(0.2‰和1.9‰),这反映了先民的肉食资源应主要源于家猪.家猪的饲养和管理,为庙底沟文化的快速发展奠定了深厚的物质和经济基础.此外,1例梅花鹿角具有偏正的δ13C值(-13.2‰),暗示发达的粟作农业还为先民尝试驯养其他野生动物(如鹿)提供了可能.     

末次冰期黄土中蜗牛壳体碳酸盐同位素组成与其环境指示意义

为了揭示蜗牛化石壳体碳酸盐（文石）稳定同位素组成的古气候和古生态环境指示意义,对采集于河南荥阳邙山末次冰期黄土剖面上部中的粉华蜗牛（Cathaica pulveratrix）化石壳体碳酸盐进行了碳、氧稳定同位素分析,同时还对全岩有机物质（SOM）碳同位素组成以及全岩磁化率和粒度等气候替代指标进行分析,结果显示：剖面中反映蜗牛食物碳同位素组成的壳体δ¹³C_SSA的变化,与反映古植被碳同位素组成的全岩有机物质碳同位素组成（δ¹³C_SOM）无显著的相关关系,但是壳体¹³C相对于SOM的富集程度（Δδ¹³C_SSA-SOM）的变化与石笋氧同位素记录的末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致;   壳体δ¹⁸O_SSA的变化不但与黄土磁化率、粒度等气候替代指标变化具有显著相关性,同样也与末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致。这些特征,一方面说明受季风环流控制的气候温湿程度变化左右蜗牛夏季活动的几率和食物的类型,干冷气候条件下,相对温湿夏季成为蜗牛活动主要时期,相对富集¹³C苔藓、菌类和植物可能是蜗牛的主要食物;   另一方面暗示蜗牛化石壳体碳酸盐稳定同位素组成能够指示气候温湿程度和生态环境的变化。     

青海省东北部地区中晚全新世人类对动物资源的获取与利用——以青海湖盆地尖嘴遗址为例

青海省东北部地区复杂多样的地貌类型,为研究史前人类适应不同自然环境下的动物资源利用提供了条件.然而,已开展的动物考古研究主要聚焦在青海省东北部的河谷农业区,对于草原地带的研究相对薄弱,其先民对草原环境中的适应策略仍未得到充分讨论.本文选择农牧过渡带的青海湖盆地尖嘴遗址出土动物骨骼为研究对象,运用AMS 14C测年方法、动物种属鉴定和可鉴定标本数(NISP)统计,确认尖嘴遗址(3.2 ka B.P.左右)是一处卡约文化早期的人类活动遗迹,其先民以狩猎活动为主要生业策略,渔猎作为辅助生计,属"初级开发型"模式.在此基础上,结合青海省东北部地区已有动物研究资料,探讨了中晚全新世(8.0~2.0 ka B.P.)以来的动物资源获取利用及家畜饲养状态.结果显示:8.0~6.0 ka B.P.,本区先民以纯粹的狩猎经济为主,其猎取对象则为中小型哺乳动物,属"依赖型"生业模式;6.0~4.0 ka B.P.,本区先民获取动物资源方式仍以狩猎为主,并开始出现一定规模的家畜饲养(猪和狗),其生业属低水平的食物生产阶段,获取肉食资源的模式处于"初级开发型"阶段;4.0~2.0 ka B.P.,史前东西方文化交流的不断增强,驯化于西亚的家畜牲畜牛羊传入至青海省东北部地区,使得该区先民利用动物资源方式呈现多元化,构成了"初级开发型"和"开发型"两种生业模式,牛羊成为家畜饲养的主流.总体来讲,中晚全新世以来青海省东北部地区先民获取肉食资源的方式大致经历了由以狩猎-采集方式到家畜饲养方式的历时性转变,不同区域的自然环境差异及史前欧亚大陆东西方文化间的交流是起决定性作用的因素.     

碳同位素在史前粟黍鉴定中的应用初探

以甘肃省秦安县和礼县考古遗址中发现的粟和黍为研究对象,对其进行了碳同位素的测定,并开展了碳同位素和形态学鉴定方法的检验。结果表明,粟和黍的碳同位素值是不同的,即使是炭化的考古样品,粟和黍的碳同位素值仍然是有差别的,粟较黍的碳同位素值总体偏正。这一方法可以比较简便地检验形态学鉴定的结果是否正确。如果能够建立不同地区不同时段粟和黍的碳同位素值数据库,将会为粟和黍的鉴别提供依据。     

从中沟与王圪垱遗址看公元前三千纪前后洛阳盆地的生业经济

作为早期王权国家诞生的核心区域,洛阳盆地新石器时代晚期至青铜时代早期发生了剧烈的社会变革,对这一过程中该地区生业经济状况的研究主要集中于动植物考古方面,尚需其他证据予以全面评估。为此,本文对仰韶晚期的中沟遗址和龙山晚期至二里头早期的王圪垱遗址出土人骨开展了碳氮稳定同位素分析。研究发现,中沟(δ^13C=-7.5±1.4 ‰,δ^15N=8.5±0.8 ‰,n=28)与王圪垱遗址人群(δ^13C=-9.9±1.9 ‰,δ^15N=8.8±1.1 ‰,n=14)的δ^13C值略有差异,而δ^15N却比较接近。结合植物考古等相关研究结果,我们认为两遗址先民虽然均主要以粟、黍等C4类食物为食,但王圪垱先民食物中水稻的比例有所增加。这种状况可能与龙山晚期之后本地与南方稻作农业人群文化交流更加密切有关。本研究的另一发现是,中沟与王圪垱遗址中墓葬人群(δ^15N=8.9±0.6 ‰,n=17;δ^15N=9.2±1.0 ‰,n=9)的δ^15N值明显高于灰坑人群(δ^15N=7.8±0.7 ‰,n=11;δ^15N=7.9±0.7 ‰,n=5),即前者饮食中肉类比例高于后者。考虑到仰韶中期以来中原地区社会分层越演愈烈,肉食消费的多少一定程度上是人群分化的体现。     

山东沭河上游史前文化人地关系研究

山东沭河上游史前文化遗址的聚落考古调查、遗址动植物遗存的浮选、遗址及墓葬出土人骨的同位素微量元素分析和遗址文化层的植物硅酸体分析结果表明,该地区大汶口文化晚期至岳石文化时期的生业活动以农业经济为主,尤以粟、黍、水稻等农作物为主,其中人骨的食性分析结果表明,大汶口晚期的食物结构存在贫富差异,富有者的饮食以大米等C₃植物为主,普通老百姓的饮食以小米等C₄植物为主。借助GIS,SPSS软件所建立的人类居住场所的选择与自然环境之间的定量关系模型表明,人类居住场所的选择与地貌、水文等自然环境密切相关。坡度越大,遗址存在的概率越小;遗址距离大河流越远,受到洪水灾害的威胁越小,遗址存在的概率越大;遗址距离中等河流的垂直距离、小河流的水平垂直距离越大,人类不便于利用水资源,遗址存在的概率就越小。区域地质地貌考察及孢粉分析结果表明,该地区大汶口文化晚期至岳石文化时期的古气候有温和偏湿—温凉偏湿—冷凉干旱—温凉偏湿的变化过程。古植被主要为以针叶树为主的针阔混交林,但存在针叶林和阔叶林面积来回摆动的情况。暖湿时期人类居住海拔较高,冷干时期人类聚落也随水从高处往低处迁移。大汶口文化晚期及龙山早期阶段的温和适宜的气候条件促进了文化的继承和发展,龙山文化晚期及岳石文化初期出现的冷干气候事件有可能对龙山文化的结束和岳石文化发展进入一个低谷产生了巨大影响。     

新疆西天山查汗萨拉金矿地质、金赋存状态及同位素地球化学研究

查汗萨拉金矿是近年在新疆西天山新发现的一处金矿床,处于依连哈比尔尕构造带西端.矿体旱不规则脉状产于细品闪长岩构造破碎蚀变带及其接触带附近的上石炭统奇尔古斯套组蚀变围岩中,围岩蚀变较弱.矿石中硫化物主要为黄铁矿,并含少量磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等.硫化物矿物呈自形粗晶或半自形结构,斑杂状分布在构造蚀变岩石中.金矿物以自然金和银金矿为主,还发现有硫(碲)银金矿和金铀化物等独特矿化线索,金矿物多赋存在黄铁矿中,以包体金、裂隙金和少量粒间金形式存在.金矿物形态以粒状和长角状为主,多为细、微细粒金(粒度<10 μm).矿石中矿物流体包裹体均一温度为220～340℃.热液脉三石矿物石英流体包裹体的δD为-92‰～-74‰,δ18Ov-SMOW为11.8‰～12.6‰,成矿流体显尔岩浆热液和变质建造水混合的特征.热液方解石脉的占δ13Cv-PDB为-8.92‰～-8.06‰,δ18Ov-SMOW为13.45‰～17.18‰,反映成矿流体中CO2主体米源于岩浆.硫化物206pb/204Pb为18.036～18.173,207pb/204pb为15.536～15.612,208pb/204pb为37.940～38.097,成矿金属具岩浆来源特征.矿石中硫化物δ34Sv-CDT为-9.8‰～-7.3‰,显示其可能与地层有关.查汗萨拉金矿为构造蚀变岩型中温岩浆热液矿床.小同于本区阿希金矿,是西天山金矿勘查中值得关注的新类型.     

桂林洞穴滴水及现代碳酸钙(CaCO3)沉积的碳同位素记录及其环境意义

经过前期(1995~2000年)及近2 a对桂林盘龙洞13个滴水点的2 个水文年的滴水和现代碳酸钙沉积的动态监测, 发现现代洞穴碳酸钙(CaCO3)沉积有两种类型: ①常年性滴水沉积碳酸盐, 其δ13C值记录了全年气候变化特征; ②季节性滴水沉积碳酸盐, 其δ13C值记录了季节性气候变化特征。现代碳酸盐沉积监测和碳同位素分析表明, 桂林盘龙洞外部峰体主要为C3植物(几乎没有C4植物), 现代沉积碳酸盐的δ13C记录显示, 在夏半年, 夏季风强、降水丰沛、生物的活动量大, 现代碳酸盐沉积量大,δ13C值则较偏负, 平均为-13.13‰; 现代碳酸盐的δ13C全年平均值为-12.23‰, 最负值达-14.5‰; 而在冬半年, 由于降水相对较少, 新沉积碳酸盐的δ13C值, 显示稍有增加(或偏正), 其δ13C值为-10‰~-11‰。此外, 当在降大雨或暴雨后(无论是在夏半年或是在冬半年), 滴水在滞后半个月或1个月后沉积形成的碳酸盐, 其δ13C值显示突然偏负, 主要反映的是降雨效应引起的CO2 效应的影响。     

贵州七星洞系统中水文地球化学特征对滴水δ~(13)C_(DIC)的影响及其意义

2003年4月至2004年5月,笔者对贵州七星洞(QXD)进行了较为详细的监测,逐月采集了土壤水和洞穴滴水等样品,分别测定了样品的稳定碳同位素组成和水文地球化学参数。结果显示,9个滴水点同期的溶解无机碳同位素值(δ13CDIC)之间存在着大的差异,最大达6.9‰;δ13CDIC值偏重的Ⅰ组滴水,其Ca、Sr、HCO3、电导率(EC)和方解石饱和指数(SIC)等水文地球化学指标偏小,而Mg/Ca比值偏大,Ⅱ组则相反;不同滴水点的δ13CDIC值分别与相应滴水的Ca、Sr、HCO3、EC、Mg/Ca和SIC等水文地球化学指标之间存在较好的相关关系。进一步分析表明,与土壤水δ13CDIC平均值-9.9‰相比,Ⅰ组1#、2#、6#、7#和8#滴水点δ13CDIC值偏重4.5‰～5.7‰,主要是由大量的基岩溶解以及前期方解石沉积(prior calcite precipitation,PCP)共同作用的结果;Ⅱ组3#、4#、5#和9#滴水点δ13CDIC值偏重0.6‰～1.6‰,受基岩溶解和PCP过程影响较小,尤其是9#滴水点受影响最小。因此,若不考虑基岩溶解和PCP过程影响作用,将会极大地影响洞穴化学沉积物碳同位素记录的准确解释。     

河南偃师二里头遗址1号巨型坑祭祀遗迹出土动物的饲养方式

高度互动性的宗教祭祀与仪式性活动是早期复杂社会维持与强化社会治理常用的手段,通过对仪式性活动使用消耗性祭品(如动物牺牲)的考察则可为探讨精英阶层的影响力与控制力提供参考.鉴于此,本文从动物饲养方式入手,采用碳氮稳定同位素分析方法,对二里头宫殿区东北部1号巨型坑内祭祀遗迹出土的35例动物骨骼、1例人骨碎块以及年代相近的其他单位出土的骨骼遗存进行分析,并结合相关资料探讨仪式性动物的饲养方式及来源,为认识二里头社会复杂化进程提供参考.研究发现,祭祀遗迹出土猪的δ13 C值与 δ15N值变化范围均比较大,暗示二里头猪群的饲养方式个体间差异较大,且还存在个别野猪.与此同时,狗与牛的食物结构基本以C4类食物为食,羊则C3与C4植物兼食.对比发现,祭祀遗迹猪、狗与羊的食物结构与灰坑、地层等其他单位出土的同类家畜基本一致.值得注意的是,尽管两类遗迹的牛均呈现出对粟作农业的高度依赖,但巨型坑牛骨的 δ15N值却显著低于其他单位的牛骨.结合二里头遗址对周边较大地理范围内同时期聚落的控制力,我们认为以巨型坑猪为代表的家畜的食物结构的多样性,暗示了它们有着多元化的来源.与此同时,仪式性用牛是否被特殊饲养仍有待进一步探讨.我们的研究支持二里头遗址存在高度互动的宗教祭祀等仪式性活动,即二里头遗址宫殿区祭祀活动所用动物牺牲的来源可能与动物资源由周边地区向二里头遗址的输入有关,这对于我们认识王权在二里头遗址资源流通与宗教活动等方面的控制力具有重要意义.     

新疆东天山地区白山钼矿床的成因分析

白山钼矿床位于东天山觉罗塔格构造带的东部,赋矿围岩为下石炭统干墩组的黑云母长英质角岩,矿化石英网脉发育.文章测得含矿石英脉中的石英流体包裹体δ18OSMOW值为9.1%O～10.0‰,平均9.425‰,与石英相平衡的水δ18OH2O值为3.357‰～4.257‰,平均为3.682‰;δDSMOW值为-105‰～- 69%,平均-89.25‰.氢氧同位素组成显示白山钼矿床的成矿流体是岩浆水与发生了水-岩作用的大气降水的混合热液,含矿流体以岩浆水为主,演化大气降水的加入是成矿物质沉淀的重要因素.测得辉钼矿的Re-Os等时线年龄为(227.7±4.3)Ma(MSWD=0.32),指示白山钼矿床形成于中三叠世.矿床地质特征和地球化学特征指示白山钼矿床是斑岩型矿床,推测成矿物质主要来自于矿体下部的矿化花岗(斑)岩体.此外,作者还探讨了白山钼矿床的成矿背景,认为矿床形成于挤压的构造环境,是受到同时代古特提斯洋闭合的陆内远程效应影响而产生的成岩成矿作用.