科技考古讲义

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降水 量
热 量
土壤类型与气候关系
土壤切片
根据土壤微形态，磷酸盐，微体化石， 电位差等，了解当时的遗址内部功能划 分，耕作区的面积、农作物的类型
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大小、形制、装饰
文化特色
利用测试分析方法，结合地质学、陶瓷工艺学、考古学、历史 学等背景知识，解决的古陶瓷研究中诸如陶瓷产地、工艺、保护 等问题，最终总结出不同时期陶瓷器的发展演变规律，同时为古 代不同地域文化、技术交流等方面的研究提供一定的基础。
冶金考古
黄铜(Cu+Zn)-------青铜(Cu+Sn+Pb) 铸造方式：模制法，湿蜡法 铁，铝，金、银等
产地与矿料来源，
资源？
科技考古不仅仅是手段 最新实验方法 思路 多学科的理论与方法 解释 解决考古学中的问题 信息
谢谢！
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形态组合

帽型、长齿型、短齿型主要分布在较寒冷地区 扇型、方型、长方型主要分布在温暖地区 棒型、尖型分布在较冷但相对干燥的地区


A
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现 代 人 起 源 模 式 比 较
产地，
Ｂ文化层
原料，成型，装饰物，烧制 温度，气氛
环境考古
环境：地形地貌、气候、植被、 动物、土壤、水文等。
1）观察地形地貌、沉积相、土壤类型（L） L
2）分析动植物残骸或化石、植硅石、孢粉、淀粉粒
不同自然环境的特征及其演变规律 自然环境与人类发展的关系。
生物考古
1.古DNA研究 1）个体与个体间的遗传信息，如：性别鉴定、 直系亲属的鉴定； 2）群体内部的遗传信息：亲缘、家庭系统的鉴定； 3）群体之间的遗传信息：进化顺序、演化顺序 1).现代人的起源， link 2).尼安德特人与现代人的关系，
4、古代动物的驯化
如家猪的驯化 1）体形方面：牙齿、骨骼 2） 年龄结构：家猪的年龄1-2岁 3）性别方面：家猪中公猪的比例少 4） 血缘方面：血缘关系三代以上----家猪 5）食性方面：家猪的是食性比较单一
陶瓷考古
陶器 （10，000Bp） 陶瓷工艺水平 原始瓷 ( 3000Bp ) A
瓷器
(2000BP) B
科技考古的方法
次表面信息 整体信息 肉眼----------------------------仪器 宏观信息
形制、大小、装饰物等
微观信息
化学组成、物相结构、显微形貌
遥感与勘探技术 形象分析技术
测年技术
成分与物相分析
显微形貌分析
定量描述方法
遥感
北京故宫
元上都遗址
地球物理勘探
科技考古的研究对象


遗迹－－古代人类遗留至今的、难以搬迁的聚落、农田、矿冶等遗址。 包括房屋、墓葬、壕沟、道路和陶窑；耕地、水利系统；各 种金属和非金属材料的 矿井和城墙。 遗物－－便于挪动和携带的古代遗存。 用途：生产工具、生活用具、战争武器、祭祀礼器、随葬冥 器 材质：石器（玉器、玛瑙和宝石等）、金属器（铜器、铁器、 铅器、锡器和金银器等）、陶瓷器、角骨器（角器、骨器和 牙器等）、竹木漆器、丝帛织品和书画等。
link
2.骨化学
微量元素 食物
I am what I ate
牙齿与骨骼
同位素
1）了解古人的食谱：稻、粟、肉食、鱼类等
2）结合体质人类学、古DNA、考古文化等信息， 探讨古人的迁徙。
农业考古
1.古植物的栽培、传播 利用浮选法 ----- 植物遗留、植硅石、淀粉粒 种属鉴定 野生 or 家育
问题：独立起源， 传播？ 受什么地方影响？ 数量渐变性 植物DNA 考古学文化角度 如：小麦起源于中亚，玉米起源北美洲
文物的形像分析
文物的形像分析技术主要为文物研究提供 肉眼无法看到的文物形状和图像。
1.X射线照相术
2.红外成像技术
成分与物相结构分析
主量元素 微量元素 同位素 ICP-MS
XRF, ICP-AES, NAA 晶体 XRD
非晶 RS IR(FTIR)
Βιβλιοθήκη Baidu
Eagle III µProbe :20cmX20cmX20cm Eagle III XXL µProbe:70cmX70cmX40cm
北京同步辐射Ｘ射线荧光样品室 Return
显微形态分析
光学显微镜 ( X1~X1000) 体视 偏光 金相
电子显微镜 (X10~10万） 扫描电镜 透射电镜
体视显微镜 （OM）
偏光显微镜 （PM）
扫描电镜 (SEM)
汝瓷釉中的晶体
透射电镜（TEM）
信息的定量描述与统计
描述 link 1）形制：长、宽、高、口径等 2）物理性能：硬度、密度、导热性、强度 3）外观颜色：主波长、色纯度、亮度
磁法； 电法；
地球化学勘探
磷酸盐勘探法
电磁法； 汞测试法 地震法
安徽巢湖古居巢国城址的地球物理勘测
测年技术

树木年轮法 碳同位素测年法 释光测年法



古地磁测年法: 电子自旋共振测年法 骨化石氟含量法: 氨基酸消旋法: 钾—氩法: 铀系同位素法: 穆斯堡尔谱法: 黑曜岩水合法断代
科技考古概述
Introduction to Archaeometry
朱铁权 中山大学人类学系
科技考古的定义
科技考古学就是通过现代科技手段来研究考古问题。
利用自然科学理论、方法和手段，分析研究 古代实物遗存，获取丰富的“潜”信息，同 时结合考古学的背景知识，以探索古代人类 社会历史的科学。
科技考古的理论、方法和手段属于自然学科，而其研 究对象与目的，则应纳人文学科。
“多地区起源说” “走出非洲说”
凯恩等分析了147名世界各地现代人胎盘的mtDNA， 发现：
R
1997年，美国、法国的 研究者成功地从10万年前的 尼安德特人上壁骨中提取了 DNA材料，并进行复制、分 析，再将这些古代基因与今 天世界各地数百人的遗传信 息相比较，结果表明尼安德 特人对现代人的DNA物质没 有任何贡献。


统计 利用多元统计的方法，借助SPSS,Origin等软件。
科技考古的研究内容
文物测年 地域考古
环境考古
生物考古
农业考古
陶瓷考古
冶金考古
文物的测年
以地层学，类型学基础，同时借助各种测 年技术 14C、热释光 、树木年轮等技术，确 定文物的绝对年代。 高精度14C测年法（AAS)，树轮校正，统计方 法 : ± 40 年， 热释光 (LS): 5% 如：夏商代断代工程
地域考古
理论基础：不同地方的矿物原料，由于其地质成因及 母岩的风化程度不同，无论在化学组成还是物相结 构上都会明显的差异，这种差异则会反映在文物成 分上（微量元素、同位素、岩相）。
因此，通过分析方法，测出文物的化学组成， 再经聚类分析和其他方法的旁证，便确定其产地及 其矿料来源。
Ａ文化层 Ｂ风格的器物