在過去的二十年來，鍶同位素分析技術(shù)已經(jīng)成為國際考古學(xué)界用于探索人和動物遷移活動的主要方法，在這一方法中，確立當(dāng)?shù)氐逆J同位素比值標(biāo)準(zhǔn)是這一研究的基礎(chǔ)和前提。根據(jù)何種動物確立當(dāng)?shù)氐逆J同位素比值標(biāo)準(zhǔn)無疑是當(dāng)前考古學(xué)研究的前沿課題之一。
    眾所周知，人和動物的生存方式都要受到自然環(huán)境的制約，從某種意義上來講，對動物骨骼的分析與研究應(yīng)與人一樣重要。通過研究人對動物的來源、分配、消費的過程和方式,可以有助于我們認(rèn)識當(dāng)時人類的行為模式,探討人類社會的經(jīng)濟(jì)成分、組織結(jié)構(gòu)和意識形態(tài)等諸方面的問題。因此，動物牙釉質(zhì)和骨骼的鍶同位素分析對考古學(xué)研究而言具有十分重要的學(xué)術(shù)價值。
    目前，國際考古學(xué)界利用鍶同位素分析技術(shù)追溯古人類或動物棲息地的報道呈逐年增多的趨勢。而國內(nèi)關(guān)于鍶同位素分析技術(shù)應(yīng)用于考古學(xué)研究才剛剛起步，特別是關(guān)于出土動物牙釉質(zhì)和骨骼的鍶同位素的分析和研究尚未見報道。這一現(xiàn)象表明與我國歷年來出土的人和動物骨骼的數(shù)量相比其所投入的研究力度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而這恰恰是應(yīng)該加大力度進(jìn)行的基礎(chǔ)研究。
    中國社會科學(xué)院考古研究所科技中心在國家科技支撐計劃項目-中華文明探源（Ⅱ）（批準(zhǔn)號：2006 BAK 21B03）的資助下，于近期也開展了對一系列遺址出土動物牙釉質(zhì)的鍶同位素比值測定。其原理并不復(fù)雜，概括起來說，在自然界中鍶有4種天然穩(wěn)定的同位素，即88Sr (82.58％)，87Sr(7.00％)，86Sr(9.86％)和84Sr(0.56％)，其中87Sr是由87Rb的放射性衰變形成，所以87Sr與礦物的含銣數(shù)量、地質(zhì)歷史時間有關(guān)。不同的礦物和巖石因成礦或成巖的年代不同以及母巖的銣鍶含量比不同，其鍶同位素組成也是不同的。一般以87Sr/86Sr比值作為某一地區(qū)的表征指標(biāo)。地層中的鍶，在進(jìn)入食物鏈中以后，由于其質(zhì)量數(shù)較大，一般認(rèn)為不發(fā)生分餾。這樣，生活在不同地質(zhì)背景的人或動物，其機體內(nèi)鍶同位素也就存在一定的差異。由于不同的地質(zhì)構(gòu)成特征形成了不同的鍶的分布區(qū)域，這成為人們通過鍶同位素的地區(qū)特征追溯人類或動物棲息地的依據(jù)。對于出土人或動物來說，一般在易于保存的牙齒、骨骼中這種區(qū)域性指標(biāo)都可以找到。尤其是人類或動物的牙齒，能夠很好的保持其生存地的同位素比值特征，且很少受到污染，因而成為鍶同位素比值測定的首選標(biāo)本。
    根據(jù)上述原理，若要探索出土人或動物的來源，首先必須建立當(dāng)?shù)氐逆J同位素比值范圍，才能以此判斷其他人或動物是否為當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)抑或來源不同。
    如何建立當(dāng)?shù)劓J同位素比值范圍，在過去的20年來，國際上許多研究人員作了許多有意義有價值的探索，因為同一地區(qū)的不同礦物和不同巖石之間的鍶同位素組成是可能有顯著差別的，巖石的風(fēng)化導(dǎo)致鍶進(jìn)入地表水和地下水系，也進(jìn)入地表的各類沉積物及土壤中。植物從土壤和水中吸收鍶，將鍶結(jié)合進(jìn)機體。吃這些植物的食草動物會把鍶同位素攝入并保存在體內(nèi)的骨骼系統(tǒng)中，以這些食草動物為食物來源的食肉動物，同樣會把鍶同位素保存在骨骼系統(tǒng)中。根據(jù)Sillen等對南非的司特克方丹遺址土壤和植物鍶同位素比值的研究，植物的鍶同位素比值變化范圍小于土壤，動物主要以當(dāng)?shù)刂参餅槭常瑢?dǎo)致其機體內(nèi)鍶同位素水平進(jìn)一步的平均化，鍶同位素比值變化小于植物，因此可以利用當(dāng)?shù)氐膭游镅烙再|(zhì)或骨骼的鍶同位素比值確定地區(qū)鍶同位素比值特征。
    如此一來，在一個具體的遺址如何確認(rèn)何種動物是當(dāng)?shù)貏游锍蔀榻?dāng)?shù)劓J同位素比值特征的關(guān)鍵所在。Bentley等人測定了德國新石器時期Vaihingen遺址出土的豬、牛、狗、鹿等動物牙釉質(zhì)的鍶同位素比值，經(jīng)過計算得出豬的標(biāo)準(zhǔn)偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他動物，而且他們還認(rèn)為當(dāng)時的豬吃的食物主要是人類剩余的食物，也就是說豬吃的食物與當(dāng)?shù)厝祟愂澄锘疽恢?。因此其骨骼和牙齒中鍶同位素比值可以代表當(dāng)?shù)氐逆J同位素水平。之后，許多學(xué)者采用了他們的實驗結(jié)果，以遺址當(dāng)?shù)爻鐾恋膭游镅烙再|(zhì)的鍶同位素比值的平均值加（減）2倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定當(dāng)?shù)氐逆J同位素比值范圍，此作為判斷人是否來自當(dāng)?shù)氐囊罁?jù)。
    我們的研究目標(biāo)主要想解決3個問題：第一，是建立樣品的預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)方法。鍶同位素的分析主要是通過分析人或動物牙釉質(zhì)及骨骼中的無機組分來進(jìn)行，分析中要充分考慮外界環(huán)境中無機鹽的可能污染，所以分析前的處理過程非常重要。要準(zhǔn)確測定鍶同位素比值，就要制備純的樣品鍶，但在處理樣品時如沒有利用正確的方法則實驗數(shù)據(jù)很可能不能反映樣品的實際情況，這是因為樣品在同位素分析過程中比其他化學(xué)分析過程更容易被污染。但從古人類或動物的骨骼中提取鍶并在制樣的過程中如何防止樣品的污染目前少有報道。我們認(rèn)為建立一套標(biāo)準(zhǔn)的古代樣品鍶同位素分析方法是當(dāng)務(wù)之急。
    第二，建立遺址當(dāng)?shù)劓J同位素比值標(biāo)準(zhǔn)。因為中國國土資源豐富，幅員遼闊，地質(zhì)狀況復(fù)雜，國外的研究結(jié)果是否就適合中國的情況尚需要實驗驗證。必須根據(jù)遺址的具體情況建立當(dāng)?shù)劓J同位素比值特征。而有關(guān)這一方面的研究尚未見報道。所以，我們選擇了河南省偃師市二里頭遺址、山西襄汾陶寺遺址、禹州瓦店遺址及古城寨遺址出土的部分豬、牛、羊等動物的牙釉質(zhì)進(jìn)行了鍶同位素比值分析，在此基礎(chǔ)上，探討何種出土動物牙釉質(zhì)的鍶同位素比值可以反映遺址當(dāng)?shù)劓J同位素比值特征；以便為今后研究古人類和動物遷移活動打下基礎(chǔ)。
    第三，是在確定了遺址當(dāng)?shù)劓J同位素比值標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將遺址出土的其它動物牙釉質(zhì)的鍶同位素比值與遺址當(dāng)?shù)劓J同位素比值進(jìn)行比較，判斷個體的來源地，從而為探討動物的馴養(yǎng)方式及古人的生存狀態(tài)提供依據(jù)。
    根據(jù)上述研究目標(biāo)，我們在參考了國際上的一系列研究結(jié)果后，經(jīng)過反復(fù)實驗，首先，建立了樣品的預(yù)處理方法。在此基礎(chǔ)上，我們采用固體熱電離質(zhì)譜方法，對河南省偃師市二里頭遺址、山西襄汾陶寺遺址、禹州瓦店遺址及古城寨遺址出土的部分豬、牛、羊等動物的牙釉質(zhì)進(jìn)行了鍶同位素比值分析。首先以豬牙釉質(zhì)樣品確定了當(dāng)?shù)氐逆J同位素比值范圍。其理由如下：第一、動物考古學(xué)研究結(jié)果證明豬是我國最早進(jìn)行飼養(yǎng)，也是最重要的家畜之一。其判別標(biāo)準(zhǔn)有動物生理形態(tài)的標(biāo)志、動物群組成的標(biāo)志、動物群年齡結(jié)構(gòu)的標(biāo)志、社會和文化的標(biāo)志、分子遺傳學(xué)的標(biāo)志及動物食物的標(biāo)志等。袁靖先生根據(jù)家畜的判別標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為早在距今約8000年的磁山遺址出土的豬就已是人為飼養(yǎng)的家豬。我們所選擇的二里頭遺址、陶寺遺址、禹州瓦店遺址及古城寨遺址的年代大致在距今4500~3500年的范圍內(nèi)，出土的豬依據(jù)牙齒的測量數(shù)據(jù)、豬的死亡年齡以及豬遺骸出土?xí)r的考古學(xué)背景認(rèn)為其為家豬。第二、動物考古學(xué)的研究結(jié)果表明，在上述遺址，出土的動物中豬的數(shù)量是所有動物中最高的，如此高的比例說明豬由當(dāng)?shù)仫曫B(yǎng)的可能性是最大的，也就是說，豬是當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的動物。第三、根據(jù)遺址出土人及豬骨骼的13C分析結(jié)果，人的主食以C4類植物為主，而豬也以C4類植物為主食，與人的食物結(jié)構(gòu)基本相同，圈養(yǎng)的可能較大；第四、根據(jù)我們此次對遺址出土動物牙釉質(zhì)的鍶同位素比值的測定結(jié)果，經(jīng)過計算得出豬牙釉質(zhì)的鍶同位素比值的標(biāo)準(zhǔn)偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他動物，可以推斷豬由當(dāng)?shù)仫曫B(yǎng)的可能性也是最大的。
    在確定每個遺址當(dāng)?shù)氐逆J同位素比值范圍后，將上述遺址出土黃牛和綿羊牙釉質(zhì)的鍶同位素比值與當(dāng)?shù)氐逆J同位素比值范圍進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，每個遺址出土的綿羊和黃牛來源情況比較復(fù)雜，有一部分綿羊和黃牛來自當(dāng)?shù)?，還有一部分綿羊和黃牛來自外地。說明當(dāng)時的人已經(jīng)能夠飼養(yǎng)綿羊和黃牛作為家畜，但所飼養(yǎng)的綿羊和黃牛不能滿足當(dāng)?shù)厝说娜啃枰€要從外部引進(jìn)一部分作為補充。
    綜上所述，鍶同位素分析技術(shù)為研究古代人群和動物的遷移和來源提供了重要的科學(xué)依據(jù)，是當(dāng)前國際考古學(xué)研究領(lǐng)域的一項前沿課題。毋庸置疑，隨著分析技術(shù)的不斷發(fā)展，其在考古學(xué)研究中的應(yīng)用也必將越來越廣泛，在實際應(yīng)用中，只有當(dāng)我們把采用這一新的分析技術(shù)所得出的結(jié)果與考古學(xué)研究中的文化因素、時代特征和地域風(fēng)格等考古學(xué)背景資料加以整合的情況下，才能凸顯出對于考古學(xué)研究的重要意義。

（作者單位： 北京王府井大街27號，中國社會科學(xué)院考古研究所，100710）