陶寺遗址中晚期出土部分人类牙釉质的锶同位素比值分析

陶寺遗址位于山西省襄汾县陶寺镇,距今4300~3900年。经过多次较大规模的发掘,陶寺遗址成为我国规模最大的、显现文明化程度最高的史前聚落遗址之一,也是研究中国史前至夏商时期城址都市化进程中的一个重要的里程碑式遗址。本文通过热电离质谱分析方法对陶寺遗址中晚期遗迹出土的21个个体人类牙釉质的锶同位素比值进行了测定。结果表明,这些人类牙釉质的锶同位素比值平均值是0.711374(2σ=0.000680,n=21)。与以前建立的遗址当地的锶同位素比值范围比较可知,有6个个体可能在遗址当地出生,由此推测本地个体占总数28.6%左右;还有15个个体牙釉质的锶同位素比值在遗址当地的锶同位素比值范围以外,表明这些个体可能在其他地区出生,推测外来者占总数的71.4%左右。由此可知,在陶寺文化中期至晚期的陶寺遗址的先民中,存在很高比例的外来移民。     

湖泊沉积物C4植物含量重建方法的讨论——以新生代柴达木盆地大红沟剖面为例

当前气候变暖是一个全球面临的重大问题,它对人类赖以生存的植被生态系统造成的影响已经在全球各地逐步显现出来。为了深入了解植物生态系统对环境和气候变化的响应机制,我们需要更好地借鉴地质历史时期气候环境和植物协同演化的重要事件。C₄植物作为陆地生产力较强的植物,在植物生态演化中占举足轻重的地位。目前研究表明C₄植物可能最晚起源于始新世-渐新世之交,但从它早期起源到随后在生态系统中的大规模扩张时间间隔长达20多个百万年。是什么因素导致了C₄植物的起源和扩张是一个悬而未决的重要问题,需要开展大量的调查研究来评估和重建C₄植物在过去生态系统中的相对生物量变化。重建C₄植物的含量目前主要的方法是建立在C₃/C₄植物碳同位素和植物内部结构形态差异基础之上。最常运用的研究材料包括(古)土壤有机质、成壤碳酸盐、陆地食草动物体组织、沉积物生物标志物、孢粉、植硅体等。这些方法在重建现代以及地质历史时期C₄植物相对生物量变化的研究中发挥了重要作用,但同时也存在很多无法避免的问题。本文介绍了C₄植物起源和扩张机制的主流观点以及不同研究材料的碳同位素所推算C₄植物生物量的基本原理,并以柴达木盆地大红沟剖面为例,针对新生代湖泊沉积物中陆生高等植物的长链正构烷烃特征和单体烃碳同位素的研究结果,详细讨论C₄植物含量重建的方法与缺点,为探讨C₄植物起源、演化及控制因素提供参考。我们通过分析前人研究的大红沟剖面长链正构烷烃及单体烃 δ¹³C_alk 值特征,推测在30~24 Ma、20~17 Ma和13~7 Ma期间δ¹³C_alk值显示相对正偏的原因,可能是干旱和C₄植物在当地生态系统中出现的双重因素叠加造成的。但这一推断还需要借助于新的研究方法,即单颗粒孢粉碳同位素的方法来提供C₄植物的确凿证据。     

贵州双河洞晚更新世大熊猫化石高度聚集现象及其意义

贵州双河洞是亚洲第一长洞,该洞先后分辨出近30多具大熊猫个体化石,是目前世界上发现完整大熊猫化石最多的洞穴。其中一支洞中竖井下方至少聚集了10余具个体化石。以此为研究对象,结合洞道发育形态特征及化石埋藏学特征,初步推测出这些大熊猫深入该支洞内经由竖井跌落并死亡的过程,表明喀斯特洞穴可以为大熊猫提供良好的栖息场所及化石保存环境。选取一例化石表面沉积的碳酸钙样品进行了铀系法测年,表明该个体至少生活在5.1万年前;对另一例个体的牙齿化石进行AMS14C测年,发现其生活在距今2.5万年左右,推断该洞道中大熊猫主要生活在晚更新世时期。     

牙釉质生长结构及其高分辨率同位素分析

牙釉质同位素分析是重建古食谱、古环境及人类迁移行为的重要手段。以往牙釉质同位素分析在采样方式上多集中于釉质表层的均匀采样,其代表牙釉质生长过程中的平均信号。近年来,随着高分辨率仪器发展,研究者提出了两种新的采样方式,为研究人和动物的季节特性提供了详细信息:1)微钻系列采样法,即以牙齿形成时间为约束,在牙釉质表层等间距采样,以获取牙釉质生长期间的季节性信息。这是目前最常用的方法,但该方法样品损耗大且时间精度低;2)微区采样法,即以牙釉质生长结构的形成时间为时间约束,利用高空间分辨率仪器进行原位分析。该方法不仅样品损耗量小,而且能反映同位素组成在牙齿内部更细微、复杂的变化,但存在测试精密度和准确度低等问题。目前,微区采样法尚处于起步阶段,但在古环境及考古研究中已有重要意义和研究前景。     

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。