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40,000 年前的东非人类对赭石的使用

摩擦学, 案例研究, 考古学与古生物学
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PACEA 实验室是法国国家科学研究中心(CNRS)、波尔多大学和法国文化部旗下研究单位。PACEA 的研究课题主要集中在欧洲和非洲的旧石器时代文化及其环境生物人类学、丧葬习俗和岩石艺术等方面。

共聚焦技术可有效识别出在不同岩石上研磨出的赭石刻面

术语“赭石”是指各种具有红色或黄色或条痕表征的岩石,其范围包括从土壤团块到矿石矿物等含有高比例氧化铁的矿物。在此地点发现的大量赭石碎片显示出了使用的痕迹,尤其是研磨产生的剥落疤痕和条纹。在发现大多数赭石碎片(Rosso、d’Errico 和 Zilhão,2014)的同一地区还出土了二十一块用于加工赭石的磨石(Rosso、Pitarch Martí 和 d’Errico,2016)。

结合更经典的分析技术一起进行的摩擦学分析是为了更好地了解赭石块的加工和使用方式。

分析的样品包括带有因打磨而产生的刻面的赭石块(图 1)。即使这些刻面经常出现在各类文献中,但目前人们尚未尝试过去定量地表征它们。在赭石块上进行的实验磨削痕迹,与在现场出土的由不同岩石制成的磨石上的磨削痕迹相似,这让我们能够建立一个比对框架。

我们记录了通常用于表征刻面的变量(大小、是否存在凹槽或条纹、碎片上的定位等),并使用 3D 技术进行了无损摩擦学分析。

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图 1. 通过磨削(左上)和刮擦(左下)修饰的赭石碎片,其近摄图说明了所用技术的痕迹诊断(经 Rosso 等人修改之后,2017 年)

研究人员对十九块具有一个或多个刻面的考古出土细粒度赭石块,以及三块分别为极细粒度、细粒度和粗粒度的实验性赭石块上进行了研究。每个赭石块都分别使用石灰岩、石英岩和砂岩磨石进行了研磨。

为了捕获大面积区域,我们利用具有 20 倍明场物镜的 Sensofar S neox(Z 范围为几毫米)测量了 5×5 视场的区域。在处理数据后(移除形状和异常值,填充非测量点),结果曲面如图 2 所示。

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图 2. 使用共焦技术测量的实验刻面(A、B、C)和考古出土刻面(D 到 L)的 3D 渲染(经 Rosso 等人修改,2017 年)

运用高斯滤波(截止值为 0.25mm)来仅聚焦于粗糙度,而在测试了多个标准参数 (ISO 25178) 之后,Sq 和 Sdr 成为区分实验刻面的最有效选择(图 3)。在某些例子中,结果突出显示了在属于同一块赭石的不同刻面上记录下的粗糙度值间的显著差异。

这表明某些赭石碎片可能在不同的时间在不同的磨石上加工,从而产生少量的赭石粉。并行进行的色度和粒度分析表明,得到的粉末在颜色和粒径各不相同,并且无论是在功能性还是在象征性意义上,均是被用于不同目的(Rosso、d’Errico 和 Queffelec,2017 年)。

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图 3. 与实验刻面和考古出土碎片的 Sq 和 Sdr 值相关的散点图。(a) 在由不同岩石制成的磨石上研磨极细粒度的赭石块(实验碎片 1)、细粒度的赭石块(实验碎片 2)和粗粒度赭石(实验碎片 3)而得到的结果。(b) 对考古赭石块上研磨刻面的粗糙度分析而得到的结果。相同颜色的圆点表示在同一碎片上进行的测量。灰色圆点表示考古出土样品的整体变异性(经 Rosso 等人修改,2017 年)

共聚焦技术可有效识别出在不同岩石上研磨出的赭石刻面.研究结果有助于增进我们对 40,000 年前居住在 Porc-Epic 洞穴的中石器时代人类的对赭石的加工和使用的理解。

将相同的方法应用于出土于其他中石器时代遗址的赭石件,可以发现随着时间的推移,赭石的改性方式会发生变化,这提供了有关赭石在这些社会中所发挥的功能的关键信息,并能帮助确定在人类的历史长河中,颜料是在什么时候被第一次象征性地使用的。

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