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: 中國文物信息網
微形態分析（Micromorphology）是地球科學中的一種重要研究方法，被應用於地質學、地貌學以及土壤學等領域。它的基本研究對象是堆積物或土壤，研究它們的堆積或形成過程。土壤微形態分析在20世紀50年代首次被用於考古研究，此後便在西方學界，特別是近年來逐漸廣泛應用。微形態分析的對象是遺址中的土壤樣品；分析的內容則包括土壤的特徵、微結構、土壤中的物質單元、物質單元的形態特點以及空間分布等等。
土壤由礦物質和有機物共同構成，它在水、氣候、生物和人等因素與基岩或沉積物的相互綜合作用下形成。土壤的構成成分及其分布狀態受到物理、化學作用、生物因素的干擾以及人類活動可以發生不同程度改變。正是因為土壤堆積物中可能會存留人類活動的證據，並且可能以很複雜和曲折的方式被記錄下來，我們對堆積的形成、埋藏過程中發生的變化以及埋藏後受到的各種因素和作用力的干擾與改造的動態過程的充分認識，在解讀和評判考古材料與考古現象時非常關鍵。然而上述情況是無法或很難通過肉眼識別的。遺址中存在的很多遺存，如動物糞便、植硅石、灰燼，甚至動物碎骨或礦物顆粒等都可能受到埋藏環境而保存狀況很差，從我們的宏觀視野中消失，但它們實際上存在於遺址中，並且記錄着有關人類活動的重要信息，因此藉助顯微鏡我們可以比較清晰地觀察、檢驗微觀視野中的堆積和遺存，從而對遺址的形成與變化過程做出判斷，得到更深刻的認識。
土壤微形態分析在20世紀50年代首次被用於考古研究，此後便在西方學界，特別是近年來逐漸廣泛應用。這種方法通過在顯微鏡下提取微觀物質及其結構信息用於解釋遺址中土壤的堆積和遺物的埋藏過程，其中最主要在於揭示堆積物在受到各種人為因素影響下的特點和變化，區分物理和化學因素、動物因素及人為活動在堆積形成和改變過程中的作用和影響，這可以幫助我們探討區域的氣候變化、遺址細微部的環境，並且準確地揭示遺址上曾經發生的不同時期、不同尺度、不同類型的人類活動和對土地的利用方式或改造，比如用火、活動面的踩踏、清理、建築、栽培作物、圈養家畜等。遺址是考古研究中的基本載體，因此弄清楚遺址中堆積的形成背景和變化過程，弄清楚遺址的性質以及考古材料的出土背景（archaeological context）是我們科學分析、準確解釋遺物、遺物間關係、遺蹟、遺蹟間關係，建立可靠的地層年代序列，從而復原人類活動的關鍵前提。
微形態分析的對象是遺址中的土壤樣品；分析的內容則包括土壤的特徵、微結構、土壤中的物質單元、物質單元的形態特點以及空間分布等等。具體的分析則需要經過取樣、制樣、顯微鏡觀察、描述、分析和解釋的過程。需要突出說明的是取樣：隨發掘進展過程中，根據有針對性的研究問題、埋藏過程中特殊或存在疑惑的現象選擇性地收集樣品。具體的方法是：在發掘過程中，沿縱剖面方向保留並取土柱。這個土柱可以跨越不同的地層階段，或在某個地層單元內部留取。很多研究中研究人員通常對遺址的整個地層堆積，進行連續取樣 （根據埋藏條件，有時也有若干間斷），這樣每個地層單元以及兩個連續地層之間有樣品，由此幫助我們對遺址的形成過程以及地層年代序列有整體的把握和更清楚的認識。也可對同一地層（單元）在發掘區中的不同位置取樣，從而橫向比較不同區域的埋藏環境和人類活動特點等。由於這種方法用於解釋時間框架中堆積的形成和改造過程，因而樣品必須保持由上至下縱向被收集、制樣和觀察分析，在這一系列過程中必須標明或記明樣品哪個部位是上面，樣品在遺址中三維位置，特別是深度。制樣則包括烘乾、浸入樹脂凝固、切片、磨光、製成薄片的過程，這些操作中需要一些專業儀器設備。薄片（think span）是微形態分析的直接對象，做好的薄片放在偏光顯微鏡下觀察（有時需要測量物質單元的大小、計算密度等）、拍照、分析。對薄片的分析可以概括為兩大層面：宏觀與微觀。宏觀則是考察遺址的地質地貌情況、結合發掘過程中觀察和記錄的自然堆積物（如土質、土色、石塊等）分布情況，遺物間的關係等，以及其他研究手段得出的有關埋藏、人類活動的信息。在使用顯微鏡觀察薄片以前，首先通過肉眼對薄片上顯示的堆積大體情況，如顏色、密度、橫向和縱向的結構分布等作初步了解。微觀層面指我們在顯微鏡下直接觀察到的現象並解釋這些現象背後發生過什麼。這些分析需要具備土壤學、礦物學、化學等方面的知識，並且掌握『微』物質（或結構）在顯微鏡下的特徵，在這些基礎上才能判斷和解讀堆積中所含物質、物質組合、物質及其結構特點與形成條件，以及這些內容所暗示出的堆積受到的各種物理、化學、生物以及人類活動的影響與改造。總之，我們在對遺址宏觀的綜合情況有一定了解和判斷的情況下，通過微觀的觀察與現象分析，對遺址的形成過程特別是人類活動得出儘可能全面而動態的認識。
微形態分析在考古學研究中的應用日益廣泛，它幫助我們看到的考古學現象、揭示出來的問題越來越多，最重要的是使我們對很多考古問題的認識與解釋更加深刻和全面。下面簡要說明一些這種方法的應用。
1. 火在人類進化和社會演變過程中發揮了重要的作用。
史前人類對火有着很強的依賴，生活中很多活動都需要用火，因此灰燼、灰堆或火塘是史前遺址中常見的遺存，是研究史前人類生活方式、社會結構與文化的重要依據。然而，受到埋藏環境的影響，用火遺存，比如灰燼或與經過火燒的物質可能無法保存下來或者灰堆、火塘的原初形態已經被破壞，無法識別它們的所在位置、分布範圍以及與其他遺物的關係。另外，有些堆積由肉眼觀察，其顏色甚至質地與灰燼或灰堆非常相似，加之周圍可能有炭屑、燒骨或其他遺物的存在，這種現象在野外發掘中很可能與人類用火聯繫起來，但卻需要加以謹慎考慮。上述情況可以結合微形態方法及相關方法（如紅外光譜檢測）檢驗堆積中的包含物質，是否可以觀察到燃燒草、樹木、帶油脂的鮮骨或動物糞便遺留下的物質。如果不是灰燼，那麼造成堆積顏色與灰燼接近的原因是什麼；此外，紅色土堆積是否代表燒過的土或地面，亦或由於埋藏過程中化學因素對堆積的改造。燒骨、炭屑、灰燼等物質的分布格局以及它們在微觀上的結構關係以及與堆積中其他物質的關係，都可能影響我們對灰堆或火塘的判斷與認識。有些區域包含燒火活動的遺存，然而在微形態觀察中可能會發現它們所處的堆積具有層理，層受到水流作用，那麼很難得出這個區域曾經發生過用火活動。這些分析的具體內容和思考角度還有很多，在此不作詳述，想要說明的是其核心在於綜合考古各種遺物、遺存的背景格局（context）並在此基礎上作出解讀。
2. 通過觀察堆積物中不同物質的微結構、特徵、分布狀態，我們可以得到人類活動內容、活動區域以及當時遺址所處的背景等相關信息。這種方法還可以找出暗示動態人類活動的堆積微層序。
對法國Pech de l」Aze IV 遺址的薄片分析顯示出用火遺蹟，其中包含燒骨以及燒過動植物有機質殘留物（形成深顏色的有機質堆積層）。同時還發現其中的灰燼局部地混入活動面而且灰燼成為硬化的團塊，在薄片上研究人員發現了折斷破碎的硬化灰燼，以及呈碾碎狀的松質骨，他們認為這暗示着灰燼上發生過踩踏。此外，灰燼、燒骨、炭屑在人類活動影響下發生位移，呈現出特殊的平行分布，他們認為這可能是人類清掃灰燼或灰堆的證據。對灰堆的踩踏和清理可能也解釋了為什麼這裡的炭屑破碎成非常小的顆粒。
3. 堆積物在埋藏過程中經常會受到物理或化學因素的影響而發生不同程度的改變，或者受到生物，比如蟲子或鑽洞動物的擾動。分析堆積物在這些情況下的變化是準確判斷遺物、測年、浮選等樣品的出土背景（比如地層受到生物干擾，遺物位置發生錯亂的情況）、輔助分析地層及地層間的演變關係，輔助分析年代數據從而建立更準確的年代序列的重要手段。
比如，在發掘中收取的炭樣或微植物樣品，它們所攜帶的信息是否準確反映人類活動及其發生年代，必須考量取樣區域的局部埋藏環境，這個『環境』是怎麼形成的，是否受到過改造和擾動，樣品與人類活動的相關性如何、樣品自身在堆積形成和形成以後其埋藏位置與格局是否發生變化等問題。微形態分析則為這些問題的回答以及儘可能準確地利用和提取樣品信息提供了有效途徑。
微形態方法的應用很廣泛，文中只提到其中很小的一部分。概括來說，藉助它我們可以看到很多細微的現象並用其解答相關的重大考古問題，比如地層（單元）關係、年代分析、氣候環境、人類活動的內容與不同階段等。當然微形態分析只是考古研究中的一種方法，它的應用必須建立在對具體考古對象、遺址或堆積單元的宏觀認識以及與田野考古、地質地貌等整體研究工作的綜合把握的基礎上，同時也要結合其他微觀層面的方法比如礦物分析。這種方法把微觀和宏觀的考古資料結合起來，通過對遺址形成過程和埋藏後改造過程分析提供更充足更動態的線索，使我們在考古資料的收集和分析階段更加準確和客觀地記錄遺存的來龍去脈、其在細微的『時-空』格局中的考古學內涵，從使我們對史前人類活動和社會的復原建立在一個更加堅實的平台上。 (曲彤麗)
（作者單位：德國圖賓根大學史前考古研究院 北京大學考古文博學院）
（2011年12月23日第6版）
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