MicroArch|§11.3 考古现场实验室——运行篇

兔十四 · 公众号 · · 2019-11-05 20:12

正文

你好，这是本兔的第 95 篇推送。

所有的仪器设备（显微镜，FTIR，XRF）一般可以装进一个小的皮卡。

皮卡：我不是哆啦A梦 */

供电靠一台小的发电机，一般在田野里建立一个实验室需要20分钟，一天结束后重新装车也需要20分钟。我曾经将FTIR空运到别的国家的遗址。

XRF也可以如此操作。有人在埃及进行过XRF的操作。

在整个发掘季都进行实验室操作是非常有必要的。事实上，在一个长的发掘季里坚持每天装、拆、分析样品，并坚持参与发掘工作和会议，是挺不容易的。

我们的标准工作模式是，将样品采集在小瓶或者封口袋里（如果不是特别珍贵的话，采集10g左右），将采样位置用深色标签精确标明，标上样品编号并照相记录，并在田野记录本上记下所有的相关信息，然后分析样品。

由于FTIR分析只需要不到1mg，因此能够被分析到的样品是非常少量的。如果采集了一大块样品，那么需要将其混合均匀以得到一个有代表性的结果。

工作程序

初次访问遗址

首先，通过分析以往发掘留下的剖面或者隔梁，调查一下可能遇到的材料的范围。需要经过妥善的清理，暴露出新鲜的剖面。这对于已经多年的剖面尤其重要，因为雨水，风，以及地下水的蒸发，都会显著改变沉积物的矿物组成。

通过毛细作用来到表面的矿物，比如硝酸钠，可以通过红外光谱来鉴别。（见12章）

/*有一个毛细作用的段子：

某年老专家带我们挖一个旧石器遗址，发现一种毛茸茸的白色晶体，不知道是什么东西，刮掉5公分下去它还在。老专家采了好多样，做了好多次红外，都是只有微量的黏土石英，正常的沉积物组成，应该是没分离干净的结果。老专家以为自己的KBr坏掉了，还测了一次空的KBr……事实证明KBr没那么容易坏。

就是这个毛茸茸的白色晶体

后来，我们发起了远程求助，一般现场实验室不带硝酸银的，但是我们请留守大本营的化学家人肉背了一瓶过来，试管中产生的白色沉淀令在场所有人会心一笑， NaCl和KBr一样，都是红外透明的……所以红外什么都看不出来，但是遇到硝酸银会产生白色沉淀。

一个对此毫不知情的巴西来的地质学家，听说有不认识的东西，于是他放在嘴里舔了一下，说，氯化钠。他这种舍生取义的精神后来几年一直被我们传诵。

于是一个化学家和一个地质学家通过不同的方法得出了同样的结论，后来老专家推断，这些氯化钠就藏在剖面里，由于毛细作用来到表面，但是以色列比较干燥，所以刮出来的新鲜剖面水分迅速蒸发，氯化钠就结晶出来了……

这是中国人和巴西人第一次感受以色列的干旱 */

这样获取的信息可以帮助预测可能遇到的矿物组成，以及遗址的保存状况。如果有什么未知的矿物发现，需要带回实验室用能量色散扫描电子显微镜（EDS-SEM）或者X射线衍射（XRD）来分析。

提出问题

初始调查结束后，下一个挑战就是寻找有趣的问题，解决了它们能够更好地理解整个遗址。比如专注某个结构的细节，勾画某种遗物或者矿物在沉积物中的分布，解决复杂的层位问题，识别特定区域内发生过的人类活动，等等。

新的沉积物随着发掘被暴露出来，现场实验室也可以用来从这些新发现中获取信息，来决定更好的发掘策略。

在小规模的发掘中，可以先不考虑能解决什么问题，而是对每一种沉积物类型进行采样，鉴定其中的矿物组成。系统采样更容易发现一些不显著但是新的材料和/矿物组合。

回答问题

下一步是利用现场实验室分析采集到的样品，来回答特定的问题。

如果没有现场实验室，这一步通常会遇到一些困难，比如没有采到合适的样品。

利用现场实验室可以寻找边界，记录所有的结构特征，最重要的是，采集特殊结构内外以及遗址内外的对照样品。

对照

对一个大的，复杂的考古遗址来说，对照样品的采样难度通常是最大的。

通过与周围其它沉积物进行对照，我们能够区分被研究的结构所特有的性质。选择对照样品通常是比较困难的，因为遗迹之间会互相影响。除了要慎重考虑之外，没有其它的一般准则。

遗址外的对照样品同样需要分析。它们是识别人类行为对遗址造成的变化的基准。选择对照样品的困难在于，即使是在遗址之外，仍然可能会有农业活动的影响，甚至有可能因为离得太远所以不具有代表性。

进一步实验分析与数据整合