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基于环境磁学分析的良渚古城城墙土物源追踪研究

赵钦  
【摘要】:本文针对“良渚古城与地貌环境耦合关系”这一研究内容,对城墙土,特别是夯土层的物源进行探讨。通过野外田野考古以及课题组的相关研究,已经确认城墙土夯土层的物源地在馒头山(MT2)和黄泥口(HN2),通过野外钻孔采样,发现MT2和HN2为网纹红土发育的土壤剖面,为了研究的完整性,我们对整个杭嘉湖区域中的不同类型的土壤剖面进行采样分析。在宋城主题公园附近获得网纹红土发育的SC1红壤剖面,在奇鹤村附近山坡上获得QH1黄壤剖面,在嘉兴南木山获得NMS剖面。 因此,本文从环境磁学的角度出发,结合粒度、有机质、活性铁以及磁性矿物等参数的特点,进行物源探讨。与此同时,结合以上相关参数,综合分析影响磁性参数的机制,具体结论如下: (1)通过磁学和粒度的对比可以发现,城墙夯土层与MT2、HN2、SC1、QH1和NMS在x和粒度组成上存在明显差异。城墙夯土层的的x在10×10-8m3kg-1~50×10-8m3kg-1变化,粉砂为61~63%,粘土含量为33-34%; MT2、HN2和SC1的大部分样品中粉砂占55~60%,粘土30~35%;而QH1和NMS的粉砂含量几乎都低于55%,粘土含量低于30%,砂含量明显偏多。而通过频率曲线和磁性参数也都可以发现,MT2、HN2和SC1与夯土层保持一致,而QH1和NMS则存在明显不同的峰值和含量。以上分析得出,MT2、HN2和SC1是良渚古城城墙夯土层的物源,而QH1和NMS不是物源。 (2)通过土壤剖面的不同分层对比发现,MT2、HN2和SC1各层数据与城墙夯土层对比,淋溶层、淀积层与夯土层更为接近,而SC1的母质层还存在差异。由此推断,良渚人主要选取的是网纹红土上部发育的土壤风化壳作为夯土层的物源,到后期工程量浩大,开采到了部分的母质层网纹红土作为夯土层上部物源。 (3)分析良渚古城与地貌环境耦合关系,在杭嘉湖平原广泛分布网纹红土,是丰富的粘土资源;二是其他类型的土对于修筑城墙储量不足;三是网纹红土发育的土壤,平均粒径较细,磁化率偏低,有机质含量小于1%;其主要粒度组份为,粉砂含量在55~65%,粘土含量在30~400%,砂含量低于100%,且易于开采,比较适合夯筑城墙。良渚人在修筑城墙的时候,凭借着自己的智慧和经验,对周边地貌进行了综合考察,选择了这种在周边广泛分布的网纹红土发育土壤作为物源,用来夯筑城墙。 (4)通过对物源特点进行详细分析发现:尽管都处于由湿热变干冷的气候条件下,可是其磁性参数的变化却存在差异。因此进一步对影响夯土层物源的磁性参数因素进行探讨:首先风化程度和气候对磁性参数没有影响。其次,母质决定了网纹红土发育土壤的磁性变化,高磁性的母质上发育的土壤磁性很低,而低磁性的母质发育的土壤磁性较高。对于颗粒大小,一般情况下磁性高的物质会存在于MD或者是SP晶粒中。当有机质含量高的时候,其磁性矿物都明显有增高的趋势,而当有机质含量较低时,磁性矿物会变得不稳定。在氧化-还原环境中钛磁铁矿较稳定,磁赤铁矿不稳定;不完整反铁磁性矿物在氧化环境下容易生成,含量增加,而在还原环境中则不稳定;而磁铁矿在还原环境中比较稳定,含量基本不变,在氧化环境中发生波动。


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