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在过去的二十年来，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，在这一方法中，确立当地的锶同位素比值标准是这一研究的基础和前提。根据何种动物确立当地的锶同位素比值标准无疑是当前考古学研究的前沿课题之一。 众所周知，人和动物的生存方式都要受到自然环境的制约，从某种意义上来讲，对动物骨骼的分析与研究应与人一样重要。通过研究人对动物的来源、分配、消费的过程和方式,可以有助于我们认识当时人类的行为模式,探讨人类社会的经济成分、组织结构和意识形态等诸方面的问题。因此，动物牙釉质和骨骼的锶同位素分析对考古学研究而言具有十分重要的学术价值。 目前，国际考古学界利用锶同位素分析技术追溯古人类或动物栖息地的报道呈逐年增多的趋势。而国内关于锶同位素分析技术应用于考古学研究才刚刚起步，特别是关于出土动物牙釉质和骨骼的锶同位素的分析和研究尚未见报道。这一现象表明与我国历年来出土的人和动物骨骼的数量相比其所投入的研究力度是远远不够的，而这恰恰是应该加大力度进行的基础研究。 中国社会科学院考古研究所科技中心在国家科技支撑计划项目-中华文明探源（Ⅱ）（批准号：2006 BAK 21B03）的资助下，于近期也开展了对一系列遗址出土动物牙釉质的锶同位素比值测定。其原理并不复杂，概括起来说，在自然界中锶有4种天然稳定的同位素，即88Sr (82.58％)，87Sr(7.00％)，86Sr(9.86％)和84Sr(0.56％)，其中87Sr是由87Rb的放射性衰变形成，所以87Sr与矿物的含铷数量、地质历史时间有关。不同的矿物和岩石因成矿或成岩的年代不同以及母岩的铷锶含量比不同，其锶同位素组成也是不同的。一般以87Sr/86Sr比值作为某一地区的表征指标。地层中的锶，在进入食物链中以后，由于其质量数较大，一般认为不发生分馏。这样，生活在不同地质背景的人或动物，其机体内锶同位素也就存在一定的差异。由于不同的地质构成特征形成了不同的锶的分布区域，这成为人们通过锶同位素的地区特征追溯人类或动物栖息地的依据。对于出土人或动物来说，一般在易于保存的牙齿、骨骼中这种区域性指标都可以找到。尤其是人类或动物的牙齿，能够很好的保持其生存地的同位素比值特征，且很少受到污染，因而成为锶同位素比值测定的首选标本。 根据上述原理，若要探索出土人或动物的来源，首先必须建立当地的锶同位素比值范围，才能以此判断其他人或动物是否为当地出产抑或来源不同。 如何建立当地锶同位素比值范围，在过去的20年来，国际上许多研究人员作了许多有意义有价值的探索，因为同一地区的不同矿物和不同岩石之间的锶同位素组成是可能有显著差别的，岩石的风化导致锶进入地表水和地下水系，也进入地表的各类沉积物及土壤中。植物从土壤和水中吸收锶，将锶结合进机体。吃这些植物的食草动物会把锶同位素摄入并保存在体内的骨骼系统中，以这些食草动物为食物来源的食肉动物，同样会把锶同位素保存在骨骼系统中。根据Sillen等对南非的司特克方丹遗址土壤和植物锶同位素比值的研究，植物的锶同位素比值变化范围小于土壤，动物主要以当地植物为食，导致其机体内锶同位素水平进一步的平均化，锶同位素比值变化小于植物，因此可以利用当地的动物牙釉质或骨骼的锶同位素比值确定地区锶同位素比值特征。 如此一来，在一个具体的遗址如何确认何种动物是当地动物成为建立当地锶同位素比值特征的关键所在。Bentley等人测定了德国新石器时期Vaihingen遗址出土的猪、牛、狗、鹿等动物牙釉质的锶同位素比值，经过计算得出猪的标准偏差远远小于其他动物，而且他们还认为当时的猪吃的食物主要是人类剩余的食物，也就是说猪吃的食物与当地人类食物基本一致。因此其骨骼和牙齿中锶同位素比值可以代表当地的锶同位素水平。之后，许多学者采用了他们的实验结果，以遗址当地出土的动物牙釉质的锶同位素比值的平均值加（减）2倍的标准偏差来确定当地的锶同位素比值范围，此作为判断人是否来自当地的依据。 我们的研究目标主要想解决3个问题：第一，是建立样品的预处理标准方法。锶同位素的分析主要是通过分析人或动物牙釉质及骨骼中的无机组分来进行，分析中要充分考虑外界环境中无机盐的可能污染，所以分析前的处理过程非常重要。要准确测定锶同位素比值，就要制备纯的样品锶，但在处理样品时如没有利用正确的方法则实验数据很可能不能反映样品的实际情况，这是因为样品在同位素分析过程中比其他化学分析过程更容易被污染。但从古人类或动物的骨骼中提取锶并在制样的过程中如何防止样品的污染目前少有报道。我们认为建立一套标准的古代样品锶同位素分析方法是当务之急。 第二，建立遗址当地锶同位素比值标准。因为中国国土资源丰富，幅员辽阔，地质状况复杂，国外的研究结果是否就适合中国的情况尚需要实验验证。必须根据遗址的具体情况建立当地锶同位素比值特征。而有关这一方面的研究尚未见报道。所以，我们选择了河南省偃师市二里头遗址、山西襄汾陶寺遗址、禹州瓦店遗址及古城寨遗址出土的部分猪、牛、羊等动物的牙釉质进行了锶同位素比值分析，在此基础上，探讨何种出土动物牙釉质的锶同位素比值可以反映遗址当地锶同位素比值特征；以便为今后研究古人类和动物迁移活动打下基础。 第三，是在确定了遗址当地锶同位素比值标准的基础上，将遗址出土的其它动物牙釉质的锶同位素比值与遗址当地锶同位素比值进行比较，判断个体的来源地，从而为探讨动物的驯养方式及古人的生存状态提供依据。 根据上述研究目标，我们在参考了国际上的一系列研究结果后，经过反复实验，首先，建立了样品的预处理方法。在此基础上，我们采用固体热电离质谱方法，对河南省偃师市二里头遗址、山西襄汾陶寺遗址、禹州瓦店遗址及古城寨遗址出土的部分猪、牛、羊等动物的牙釉质进行了锶同位素比值分析。首先以猪牙釉质样品确定了当地的锶同位素比值范围。其理由如下：第一、动物考古学研究结果证明猪是我国最早进行饲养，也是最重要的家畜之一。其判别标准有动物生理形态的标志、动物群组成的标志、动物群年龄结构的标志、社会和文化的标志、分子遗传学的标志及动物食物的标志等。袁靖先生根据家畜的判别标准，认为早在距今约8000年的磁山遗址出土的猪就已是人为饲养的家猪。我们所选择的二里头遗址、陶寺遗址、禹州瓦店遗址及古城寨遗址的年代大致在距今4500~3500年的范围内，出土的猪依据牙齿的测量数据、猪的死亡年龄以及猪遗骸出土时的考古学背景认为其为家猪。第二、动物考古学的研究结果表明，在上述遗址，出土的动物中猪的数量是所有动物中最高的，如此高的比例说明猪由当地饲养的可能性是最大的，也就是说，猪是当地出产的动物。第三、根据遗址出土人及猪骨骼的13C分析结果，人的主食以C4类植物为主，而猪也以C4类植物为主食，与人的食物结构基本相同，圈养的可能较大；第四、根据我们此次对遗址出土动物牙釉质的锶同位素比值的测定结果，经过计算得出猪牙釉质的锶同位素比值的标准偏差远远小于其他动物，可以推断猪由当地饲养的可能性也是最大的。 在确定每个遗址当地的锶同位素比值范围后，将上述遗址出土黄牛和绵羊牙釉质的锶同位素比值与当地的锶同位素比值范围进行比较可以发现，每个遗址出土的绵羊和黄牛来源情况比较复杂，有一部分绵羊和黄牛来自当地，还有一部分绵羊和黄牛来自外地。说明当时的人已经能够饲养绵羊和黄牛作为家畜，但所饲养的绵羊和黄牛不能满足当地人的全部需要，还要从外部引进一部分作为补充。 综上所述，锶同位素分析技术为研究古代人群和动物的迁移和来源提供了重要的科学依据，是当前国际考古学研究领域的一项前沿课题。毋庸置疑，随着分析技术的不断发展，其在考古学研究中的应用也必将越来越广泛，在实际应用中，只有当我们把采用这一新的分析技术所得出的结果与考古学研究中的文化因素、时代特征和地域风格等考古学背景资料加以整合的情况下，才能凸显出对于考古学研究的重要意义。 （作者单位： 北京王府井大街27号，中国社会科学院考古研究所，100710） (责任编辑：admin) |