你好,这是本兔的第
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篇推送。
在许多考古发掘中的常规操作是,建立一个实验室,分析陶器,骨头,石器等。分析模式和回到学校/研究所的实验室里分析基本上是一样的。这种分析很少产生即时的结果,能够帮助改善正在进行的发掘活动的,因为这一般需要分析成百上千的样品并结合统计分析。一个主要的贡献是,这些专家能来到现场,并对发掘做出贡献。
此外,在许多国家,出土物甚至不能暂时地出国,因此需要在现场进行研究。
笔者并不是想暗示这种操作方法不对,相反地,这对现场实验室研究微观考古记录是一个很好的补充。
对考古现场分析仪器的选择,首先最重要的是基于操作者的研究兴趣和专长。
其次仪器必须是便携的,至少是可以运输的。
还需要考虑分析所消耗的时间。理想的情况是,对样品分析的时间应该尽可能地短,因为现场分析的意义在于
一边发掘一边分析
,而并不仅仅是节省了日后在实验室分析的时间。因此分析的快捷性对于动态的问题解决模式是非常重要的。至于需要多么快捷,这取决于信息的重要性。
例如,土壤微形态分析的切片准备需要一整天,但如果从切片中获取的信息能够解决一个重要的问题,那这一整天也是值得的。
但情况并不总是如此。
一个普通的显微镜玻片只需要一分钟就能准备好,其中包含的信息比微形态切片少很多,但是仍然能够得出关于植硅体、石器微屑等方面的信息。
类似的考虑见于植硅体的定量分析。
目前在实验室里准备5-10个样品进行植硅体定量分析需要数天的时间,而在发掘现场,如果能够定性地识别植硅体浓度在不同地点之间的差别,将是非常有帮助的。
如果现场的初步分析结果奏效,那么据此仔细挑选样品,回到实验室进行更加完整的植硅体分析就能给出更加明确的结论。
这种简单的
/*放大镜*/
显微镜可以放大50倍,在三维空间检查沉积物的组成。这可以帮助我们观察几十微米大小的炭化植物、小骨头、牙齿以及其它组分。这种仪器比较坚固,光源用普通的台灯即可。
这种显微镜在地质研究中常用,可以鉴定矿物以及岩石和沉积物的切片。样品上下各有一个
相互正交的偏振片。
通过正交偏振光观察样品,使得我们可以区分晶体和无定型矿物。
每一个矿物颗粒的种类可以利用它们独特的折射率来鉴定。
除了矿物鉴定之外,也可以很方便地在400倍的放大倍数下观察并鉴定植硅体。
小的单目镜岩相显微镜可以在田野条件下使用,通常在实验室使用的显微镜也可以搬到田野去。更多关于矿物鉴别和晶体光学的信息参见
考古记录中相当一部分是炭化材料。沉积物中将它们分离出来很容易,因为它们中捕获的气泡会使它们浮在水面上,而其它沉积物颗粒会沉下去。需要注意的是,实际上并不是所有的炭化材料都会浮在水面。
有许多商用或者自制的浮选机器,结合一个显微镜,就能够很有效地利用这一微观考古记录。
下图展示的是一个现场浮选设备,在中国湖南省玉蟾岩洞穴遗址。
/*没想到在老专家的书里看到两个熟人……不知道顾老师看到自己这件衣服被广泛流传是一种怎样的心情*/
傅里叶变换红外光谱(FTIR)可以用于鉴定晶体、非晶体矿物,以及有机物。也可以用于识别各种材料是否经历高温,以及筛选适合碳十四测年的骨头。还有更多其它应用(见12章)
黄土沉积物或者固体粉末可以直接分析,只需要不到100微克样品。如果用溴化钾制样的话,样品准备时间不到5分钟,分析时间不到1分钟。
有质量10kg左右便于运输的红外光谱仪,在田野发掘的艰苦条件下也可以使用。
1990年代在以色列Hayonim洞穴遗址操作FTIR。塑料帐篷是为了
防止洞顶有鸟粪或者蝙蝠粪便落下来
。供电是洞外的一个小型发电机。
X射线荧光能谱(XRF)可以用于测量很多轻/重元素的含量,包括考古中常见的多种金属元素。因此XRF可以非常有效的探测古代的冶金活动,即使实际的金属物件没有保存下来。
经过专门改装的XRF可以检测更轻的元素,如硅和铝,因此可以与红外光谱结合来测定沉积物的矿物组成。
也可以测定陶器的元素组成,用来判断陶器产地。在现场获取这些信息有是有是非常有用的。
黄土沉积物和固体粉末都很便于分析,大约需要半克左右。样品制备非常简单,每个样品分析需要大约几分钟。
便携设备(大概电吹风那么大)不仅可以在遗址现场操作,甚至可以直接在剖面上进行分析,不需要采样。
这对于勾画某种结构/层位的轮廓来说是非常有效的方法,并且是实时的。每个点分析大约1-2分钟。由于这些仪器在实验室中也多有使用,所以买一个小的便携的,还是大一点分析性能好一点的,需要谨慎抉择。
/*显然,如果经费充足的话就不需要考虑这个问题*/
拉曼光谱和红外一样,可以用于表征材料。拉曼相对于红外的主要优势是,不需要采样,可以直接在样品表面进行分析。
不幸的是,几乎所有发掘出土物都有比较强的荧光信号,会干扰本来就很弱的拉曼信号。产生荧光的组份(主要是腐殖物质)可以用碱液洗去,但是这样一来,拉曼相对于红外唯一的优势就没了。
/*为了推红外老专家真的很拼的*/
解决荧光的一个有效的办法是,用拉曼光谱仪的激光来除去这些有机污染物。这在10分钟之内可以完成。
这就使得釉料、颜料、陶器表面、玻璃、象牙以及其他材料的
无损分析
成为可能。
/*帮老专家补个刀:拉曼激光如果控制不好可能把样品里的重要信息一起烧掉*/
便携设备可以在发掘现场使用,利用光纤可以在不接触的情况下分析样品表面。
沉积物中磷酸盐的含量可以帮助识别新的遗址,遗址中不同位置见磷酸盐浓度的变化可以区分不同的活动区域。这些分析在现场可以用一个简单的分光光度计实现。
上文展示了样品制备以及快速和定量分析。有特别小型的分光光度计,重量只有几十克。
这种分光光度计在考古学中可能还有其它方面的应用,比如利用抗体来检测某一种分子的存在。
考古发掘的一项重要挑战就是,能否在发掘结束之后能否尽可能多地还原遗址。这种还原也是将宏观和微观发现与分析结合起来,拼成一张更大的图片,从而更好理解遗址的基础。
传统的记录方法(地图,照片,坐标)仍然是实现这一目标的基础。从1990年代开始,随着更加复杂的计算机技术和GPS定位系统被纳入使用,在这方面取得了很多进展。
显然,此类现场工具能够帮助发掘者更好地根据已经获取的信息来改善发掘计划,以及改善数据收集的质量,而不显著降低发掘速度。如果从微观记录中获取的信息也能够被结合到这个复原工作,将会对考古记录作为一个整体的理解做出巨大贡献。
如果你觉得这一段写得特别简单浅显易懂,那我想说这就是老专家的文风,其它我们看不懂的章节在他眼里也是这么浅显易懂。
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