【考古学】铀系法在建立中更新世古人类进化年表中的应用
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铀系方法为建立60万年以来的古人类进化年表起了重要的作用,因为与人化石共存的动物化石或者与人化石地层关系明确的自生碳酸盐都可以作为铀系测年的对象。另外3.8节中将介绍的电子自旋共振(ESR)测年方法往往也需要利用铀系测年的中间数据。前面的以色列的Tabun和Skhu1等4个遗址的铀系测年结果曾为“现代人非洲起源说”提供重要的证据。曾用质谱方法同时测量Tabun和Skhu1遗址中猛犸象的牙本质和牙珐琅质的年龄,这两种材料的铀含量相差甚大,但给出的年龄值却是相符的。由此McDermount(1993)认为,铀在猛犸象牙埋藏后很快就进入牙化石,而且封闭体系假设成立,Tabun和Skhu1的早期加入模式的铀系年龄应该是可信的。

著名的希腊Petra1ona人头骨化石被认为属于直立人向尼人的过渡类型,其年代是通过对同层位的碳酸盐沉积物的铀系和电子自旋共振两种方法测定的。人化石被碳酸盐沉积物所包裹并附着于洞穴壁上。包裹物的含铀量太低,未能得到α能谱铀系测年结果,但根据地层关系和微量元素含量分析,包裹物应与该洞穴的第一层钙板同时形成,而包裹物的电子自旋共振测年为19.8±4.0万年,与第一层钙板的铀系年龄相符。第二层钙板的铀系测年结果大于35万年。由此Latham等(1992)认为,Petra1ona头骨年龄反映的直立人向智人过渡的时代应不晚于16—20万年。

本书的作者与同事们曾用α能谱铀系法测量了约20个我国古人类和旧石器遗址的年代,主要是以这些遗址中的动物化石为材料,并同时测量了样品的钍年龄和镤年龄以检验所测样品对铀的封闭性。根据铀系测年结果,并结合早更新世遗址的古地磁年龄和晚更新世遗址的C年龄,我们于20世纪80年代末,提出了我国古人类进化和旧石器考古的第一个年表(陈铁梅,1988;Chen,etal,1991)。20世纪90年代以来,沈冠军一直坚持我国古人类遗址的铀系测年工作,他除使用α能谱铀系法外,还与国外学者合作进行质谱铀系测年,并发表了不少遗址的年龄数据(沈冠军,2004),包括一些可能早于6—10万年的晚期智人遗址的年代。沈冠军更偏重于采集遗址中纯净的碳酸盐沉积物作为测年样品,他认为骨、牙化石样品因可能对铀不封闭,其α能谱铀系年龄往往偏年轻。例如,对于周口店第一地点,沈冠军根据地层剖面中钙板的铀系年龄,认为北京猿人第一个头盖骨所在的第8层年代应为80万年(Shen,etal,2001),比先前其他方法测年的结果(约45万年)为早。关于我国古人类年表的一些争论和问题,将在3.11节详细讨论。

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