浅议地质考古学的进展与发展

作者简介：李阳（1997·10）男，汉族，籍贯：山东泰安，成都理工大学 研究生在读，研究方向：造山带演化，

摘要：地学考古学旨在揭示人地关系演变过程，对于研究人类历史以及启示未来环境规划都具有重要意义。考古学中的地球科学方法以多种方式使用，包括规划和进行实地考察以及从实地收集信息，决定最合适和最有用的实验室技术，以及评估人类与环境之间的长期联系。近年来，第四纪地质学研究方法的革新以及空间信息技术的崛起极大地推动了地学考古学科的发展。在过去 20 年中，具有强烈地质、沉积学或土壤学成分的考古科学领域的进步显着加深了对形成过程的理解，改进了解释并帮助发展了遗址保护。

关键词：地质考古 遗址形成过程 土壤学 地质 原位保存

1．引言

在过去的二十年中，地球科学在考古学中的应用有了巨大的增长。这种类型的工作实际上被称为地质考古学，但从来没有明确的主题领域界限感，并且通常包括广泛的技术和方法。我们从该范围内选择研究，以指出创新和主要增长领域，即展示科学质量，而不是遵循定义的学科领域。然而，没有界限意味着这些选择往往会接近其他学科领域；因此，本文在以下三个方面对地质考古学的进展和发展进行介绍，即场地形成过程、解释性研究以及埋藏和保存。

2．场地形成过程

2.1 洞穴沉积作用

在过去二十年中，我们对场地形成过程的理解最全面的进展可能来自对洞穴沉积物的研究。这些沉积物主要由人类、牲畜和蝙蝠引入，但也包括来自落石和偶尔的野生动物的输入。它主要由以树木和灌木为原料的碳酸钙和从草中提取燃料的乳白色二氧化硅组成。碳酸钙成分由草酸钙晶体的方解石假晶型组成，在树木和草本植物中含量丰富。这种材料的起源首先由Folk （1973）证明，显示了热诱导草酸钙分解的详细信息，然后是碳酸钙替代，直接（在低温下）或在高温燃烧后从大气中的二氧化碳再碳酸化。硅质成分大部分是形态不变的植硅体或二氧化硅骨架，除非碱性盐会流动二氧化硅并产生灰熔体。在某些情况下可以发现原始粪便未燃烧，但更常见的是灰烬，在这种情况下，地层通常会以粪便球晶为主。这些是微小（5e20 毫米）的碳酸钙径向结晶体。

2.2 火灾对地层学和考古材料的影响

在没有灰烬或烧焦的残留物的情况下，带红色（发红）的土壤通常被视为火灾的明确迹象。在某些情况下，其微红色会导致红土被误解为赭石。实验表明，明火下的土壤很少会达到 500 摄氏度以上的温度，而这将是氧化铁矿物转化导致红宝石化所必需的。此外，他们发现变红与温度之间的关系并不简单，一些土壤在低于预期的温度下表现出无法解释的红化，而其他土壤在更高的温度下没有表现出任何影响。

骨头经常在火灾中被发现。Williams （2012） 展示了如何使用对骨骼的 FTIR

分析来确定最大加热温度，因为热暴露导致骨矿物质逐渐变化。现在有越来越多的研究表明基于温度的地层、人工制品和生物材料的变化。然而，很少有人阐明发生这种变化的加热和氧化还原条件的持续时间。对于未来，如果要获得真正的解释值，这些极其重要的变量需要包含在实验结果中。

3．解释性研究

土地利用、植被和相关气候解释的地质考古学方法在过去 20 年中发展了两种主要的研究方法。它们并不相互排斥，而是代表了显着不同的方法分组，适用于全球不同地区。首先是对物证和历史土地利用类似物的检查，这些信息仍然可用。土壤耕作似乎经常在微观尺度上留下很少的诊断痕迹，但研究作为肥料添加的材料以及一些相关的实践留下了相当大的空间，更清晰的物理记录。第二种方法是使用稳定同位素。同位素的一般考古用途的增长通常集中在食品加工和人类或动物饮食上。从地质考古学的角度来看，主要用途是测量来自考古遗址和/或古土壤的土壤有机质 （SOM） 中的碳（13C 和 12C，表示为 d13C）和氮（15N 和 14N，表示为 d15N），以便按顺序排列得出过去的植被和土地利用特性。第一种研究方法主要在北大西洋地区进行。在这里，直到最近，通常通过传统技术培育的一系列地点为检查潜力提供了强大的数据来源。

4.埋藏与保存

埋藏法是一个总称，它涉及我们讨论的大部分领域以及本期特刊中的许多其他领域。一些腐烂过程在原地保存（下）和洞穴沉积物成岩作用下的一些矿化中讨论。然而，在埋藏分析方面取得了一些科学进展在主要标题之外。即使它们仅适用于一小部分情况，它们继续出现对考古科学的未来至关重要，因为正是通过这些构建块，更大的图景逐渐显现。众所周知的案例是奥地利哈尔施塔特的盐防腐和铜防腐，例如在英国奥尔德利边缘。还原对有机遗骸腐烂的影响是另一个令人感兴趣的领域。一些最不寻常的例子来自南斯堪的纳维亚手推车，在某些情况下，手推车的湿内核通过长时间还原形成的固体铁盘的封装来保持。涉及在类似条件下故意埋葬新鲜肉类的实验工作表明，三年内几乎可以完全防止腐烂。在某些情况下，特别是在与中丘相关的地层呈微酸性且磷含量高的情况下，生物材料最终会通过磷化作用得以保存。在英国波特恩磷化的物种和植物部分的偏差主要归因于原始组织的木质素含量和稳健性。在微观尺度上，磷酸盐的结晶可以被弱表达，这使得表征变得困难。Adderley et al. （2004）使用同步辐射 X 射线散射检测了来自挪威早期捕鱼地点的微形态薄切片中微弱的各向异性CaeFe-磷酸盐孔隙填充物。填充物的纳米级结晶特性与参考鱼材料有很强的相似性，支持来自 PIXE 分析的原始证据，表明填充物来自鱼骨。

5.讨论

在过去 20 年中，地质考古学各个部分的知识和应用的巨大增长与科学严谨性的巨变相匹配，导致对众多过程的更详细的理解，这些过程共同形成了考古学 地层学并确定其随时间的变化。这种科学方法必须继续蓬勃发展，无论是通过示范性分析工作还是通过教育下一代研究人员。这种日益成功的一个重要组成部分是来自通过实验和多代理研究验证的信心。从广义上讲，在接下来的20年中，主要在此处所代表的方法上会继续出现类似的发展，可能还有一些我们还无法预见的发展。这是非常值得欢迎的，只是有一个温和的条件，即他们不应该在追求细节的过程中忽视他们最初的目的。考古调查的适用性必须始终是项目的核心和灵魂。

参考文献

Adderley， W.P.， Alberts， I.L.， Simpson， I.A.， Wess， T.J.， 2004. Calcium-iron-phosphat features in archaeological sediments： characterization through microfocus synchrotron X-ray scattering analyses[J]. Archaeol. Sci. 31， 1215e1224.

Folk， R.L.， 1973. The geological framework of Stobi[J]. Stud. Antiq. Stobi I， 37e59.

Williams， J.， 2012. Thirty years of monitoring in England d what have we learnt？ Conserv. Manag. Archaeol. Sites 14， 442e457.