加速器质谱14C测年研究 ——夏商周时期考古遗址与殷墟甲骨测年

**章绪论 1 1.1 14C 测年概述 1 1.1.1 14C 测年的原理 1 1.1.2 14C 测年的方法 7 1.1.3 影响14C 测年结果的几个问题 8 1.1.4 14C 年代校正 14 1.1.5 14C 测年与示踪的应用 18 1.1.6 小结 19 1.2 加速器质谱概述 21 1.2.1 AMS 的基本原理与装置 21 1.2.2 AMS 14C 测年的测量本底 24 1.2.3 AMS 14C 测年的分馏效应 25 1.2.4 AMS 14C 测年的测量方法 26 1.2.5 小型AMS 装置 28 1.2.6 AMS 测量系统的主要性能 30 1.3 \夏商周断代工程" 与\中华文明探源工程" 33 1.3.1 \夏商周断代工程" 概况 33 1.3.2 \夏商周断代工程" 的研究途径与成果 34 1.3.3 \中华文明探源工程" 35 1.3.4 北京大学参与两项工程的AMS 14C 测年的情况 37 第二章AMS 14C 测年样品的前处理与化学制备 38 2.1 概述 38 2.1.1 测年样品 38 2.1.2 样品的前处理 38 2.1.3 样品的化学制备 40 2.2 骨样品的前处理与测年组分选择 44 2.2.1 几种可选用的测年组分 44 2.2.2 三项相关研究 45 2.2.3 制备明胶的常规流程 48 2.3 甲骨样品前处理过程中的纯化 48 2.3.1 按常规前处理流程制样存在的问题 49 2.3.2 部分甲骨年代数据偏老的原因分析 49 2.3.3 甲骨明胶和甲骨的除污染探索 51 2.3.4 甲骨纯化的进一步探索 54 2.3.5 用系列有机溶剂纯化甲骨的效果 58 2.3.6 小结 59 2.4 样品的化学制备设备与制样研究 60 2.4.1 AMS 14C 测年用CO2 制备系统 60 2.4.2 石墨制备与样品气体回收系统 61 2.4.3 制样系统的可靠性检验 63 第三章AMS 14C 测年的测量方法学 65 3.1 误差理论与数理统计基础 65 3.1.1 随机变量及其分布 65 3.1.2 测量误差 66 3.1.3 参数估计 70 3.1.4 假设检验 72 3.2 AMS 14C 测年的测量方法与测量误差 75 3.2.1 AMS 14C 测年测量方法的建立 75 3.2.2 AMS 14C 测年测量程序的安排 76 3.2.3 AMS 14C 测年的测量误差 76 3.2.4 北京大学EN-AMS 的测量方法与测量误差研究 77 3.2.5 北京大学小型AMS 的测量方法与测量误差研究 83 3.3 AMS 14C 测年的数据处理 83 3.3.1 在线数据处理 83 3.3.2 离线数据处理与分析程序OLDMAP 85 3.3.3 测量结果的报道 88 3.4 AMS 14C 测年的质量控制 89 3.4.1 日常质量控制措施 89 3.4.2 标准样品与已知样品检测 90 3.4.3 样品复测 90 3.4.4 实验室之间的比对 91 3.4.5 国际14C 样品比对 92 第四章系列样品14C 年代校正的贝叶斯方法 97 4.1 概述 97 4.1.1 为什么要用系列样品进行14C 年代校正 97 4.1.2 系列样品年代校正方法的提出与发展 98 4.2 贝叶斯方法与OxCal 程序 99 4.2.1 贝叶斯方法 99 4.2.2 OxCal 程序 99 4.2.3 系列样品校正模型的构建 101 4.2.4 先验条件对校正结果的影响 104 4.2.5 OxCal 的运行及其结果的输出 106 4.3 14C 年代校正模拟研究的基本方法与单样品模拟 109 4.3.1 模拟研究的基本方法 109 4.3.2 单样品模拟实验 114 4.4 时序已知系列样品14C 年代校正的模拟研究 116 4.4.1 时序已知系列样品的模型构建 116 4.4.2 使用直线校正曲线的模拟研究: 边界命令的必要性 117 4.4.3 使用直线校正曲线的进一步模拟研究 121 4.4.4 使用实际校正曲线的模拟研究 124 4.4.5 小结 126 4.5 分期系列样品14C 年代校正的模拟研究 127 4.5.1 分期系列样品的模型构建 127 4.5.2 典型分期系列样品的模拟研究 128 4.5.3 分期系列样品非理想情况的模拟研究 140 4.5.4 各种因素对分期系列样品校正结果的影响 142 4.5.5 小结 152 第五章夏商周时期遗址的AMS 14C 年代测定 155 5.1 概述 155 5.1.1 夏商周时期遗址测年概况 155 5.1.2 系列样品校正模型的构建 156 5.1.3 OxCal 程序不同版本及不同校正曲线校正结果的比对 157 5.1.4 年代校正结果的解读 158 5.2 夏代若干重要遗址的AMS 14C 年代测定 160 5.2.1 王城岗遗址 162 5.2.2 古城寨遗址 169 5.2.3 禹州瓦店遗址 173 5.2.4 新砦遗址 177 5.2.5 附录一: 二里头遗址 180 5.3 商代若干重要遗址的AMS 14C 年代测定 187 5.3.1 偃师商城遗址 188 5.3.2 郑州商城遗址 192 5.3.3 小双桥遗址 202 5.3.4 洹北花园庄遗址 207 5.3.5 东先贤遗址 209 5.3.6 附录二: 殷墟遗址 211 5.3.7 郑州商城-小双桥-洹北花园庄-殷墟遗址长系列校正 214 5.4 西周若干重要遗址的AMS 14C 年代测定 223 5.4.1 沣西马王村遗址 224 5.4.2 琉璃河遗址居址区 227 5.4.3 天马-曲村遗址 229 5.4.4 晋侯墓地 231 第六章殷墟甲骨的AMS 14C 年代测定 237 6.1 殷墟甲骨测年的研究背景 237 6.1.1 甲骨的发现与甲骨学 237 6.1.2 甲骨的分期断代 238 6.1.3 甲骨测年的尝试及其困难 240 6.2 殷墟甲骨样品的采集与14C 年龄测定 242 6.2.1 甲骨样品的采集 242 6.2.2 甲骨制样与测量 251 6.2.3 关于部分甲骨测年数据偏老问题的讨论 252 6.3 殷墟甲骨系列样品的年代校正 252 6.3.1 基本方法概述 252 6.3.2 商后期甲骨系列样品校正模型的构建 253 6.3.3 商后期甲骨系列样品年代校正的结果 257 6.3.4 与\夏商周断代工程" 其他研究途径所得结果的比对 264 6.3.5 历次甲骨系列样品年代校正的情况 265 6.4 关于历组甲骨测年结果的讨论 266 6.4.1 历组甲骨年代的单期校正 266 6.4.2 历组甲骨作为系列样品的年代校正 268 6.5 殷墟甲骨测年的小结 271 第七章关于14C 测年若干问题的讨论 273 7.1 14C 测年的四个环节 273 7.1.1 样品采集 273 7.1.2 制样 273 7.1.3 样品14C 年龄测量 274 7.1.4 样品14C 年代校正 274 7.2 关于14C 测年数据可靠性的讨论 276 7.2.1 14C 测年样品制备的质量控制 276 7.2.2 14C 测年数据的误差分析与质量控制 277 7.2.3 14C 测年数据的拒绝率 278 7.3 关于在14C 年代校正中使用贝叶斯方法的讨论 278 7.3.1 使用贝叶斯方法进行系列样品年代校正的优势 278 7.3.2 如何看待考古14C 测年中的先验条件 280 7.3.3 OxCal 程序与14C 校正曲线的版本选择对校正结果的影响 280 7.3.4 14C 年代校正结果中各分期年代区间的确定及其不确定度 283 7.3.5 关于校正模型构建的几个问题 284 第八章关于夏商与西周年代框架的讨论 292 8.1 夏代若干遗址测年结果汇总 292 8.2 商代若干遗址与殷墟甲骨测年结果汇总 294 8.3 西周若干遗址测年结果汇总 297 8.4 结论与讨论 300 附录A 夏商周时期遗址的AMS 14C 测量数据 302 附录B 殷墟甲骨的AMS 14C 测量数据 313 参考文献 323 后记 333