黑曜岩的考古学研究概述.PDF

黑曜岩的考古学研究概述 1，2 1 2 刘爽 吴小红 陈全家 （1 北京大学考古文博学院 2吉林大学边疆考古研究中心） 摘要：本文介绍了黑曜岩的产生条件、物化性质、用途及产地分布，并总结了相关的考古学意义及考古学 研究课题。 关键词：黑曜岩；考古学研究；成份分析；产源 中图分类号：K871 文献标识码：A 1 黑曜岩的基本性质 1．1 黑曜岩的产生 黑曜岩是在火山喷发过程中由粘性较大的酸性熔岩迅速冷凝形成的火山玻璃。因此， 黑曜岩的产生需要三个基本条件： （1） 火山喷发 （2 ） 酸性熔岩 （3 ） 迅速冷凝 在地质学中，根据 SiO2 相对含量多少，将岩浆和岩石分为酸性（SiO2＞65 ％）、中 性（SiO252—65 ％）、基性（SiO245—52 ％）和超基性（SiO2＜45 ％）。越是酸性的岩浆， 粘性越大、温度越低，不易流动，因而凝固越快，在迅速冷凝的条件下越容易形成非晶质的 玻璃态，因此，火山玻璃多以酸性岩为主。又由于酸性岩浆的火山以爆烈式喷发为主，而在 剧烈的火山喷发过程岩浆混合充分，使得形成的黑曜岩质地通常是比较均匀的。而不同时期 不同地域的火山喷发形成的黑曜岩具有不同的地球化学特征，这就是能够利用黑曜岩进行产 源判断的最主要的理论依据。 1．2 黑曜岩的化学性质 黑曜岩的化学组成与流纹岩相似，以 SiO2 为主，其含量通常为 70 －75 ％，Al2O3 含 量为 10－15％、（FeO ＋ Fe2O3 ）含量为 1－5 ％、 Na2O 含量为 3 －5 ％、K2O 含量为 2-5% 。 以上为主量元素。含量在 1%以下的为微量元素，一般情况下，微量元素对判源起决定作用， “微量元素组成曾成功地示踪古代大理石和黑曜石等石制品…的原料产地，因为石制品…的 加工制造过程仅改变了原材料的物理性质和晶相结构，而原材料的化学组成并没有发生显著 ［1］ 地变化，作为原材料产地指纹的微量元素组成依然被保留” 。对于黑曜岩而言，起比较显 著的矿源指征作用的微量元素有 Rb 、Sr、Y 、Zr 、Nb 和 Ba 等，我们称其为矿源的“特征 元素组”，通常由一系列特征元素来指征一个源，而不同源的特征元素组并不一定相同。 下表显示黑曜岩与燧石化学组成上的区别（北京大学科技考古实验室的仪器 LA-ICP-AES 测试）： 硅质石叶(%) 燧石(%) 黑曜岩（和龙西山 1）(%) Na2O 0.0000 0.0000 3.4244 MgO 0.1822 0.1735 0.0625 Al2O3 1.9156 1.8763 10.9429 SiO2 95.8271 96.0925 69.9300 K2O 0.2126 0.1432 4.2576 CaO 1.1520 1.1569 0.2601 TiO2 0.0297 0.0229 0.0959 MnO2 0.0369 0.0370