西藏昌都热底垄棺墓人骨年代的研究

王华¹ 李永宪² 冯玉梅¹ 涂林玲¹ 张会领¹

（1．中国地质科学院岩溶地质研究所；2．四川大学考古系）

2002年10月，四川大学、西藏自治区文物局联合考古队对西藏昌都一处古代石棺墓群进行了考古调查，对墓中遗存的人骨提取了测年样品，中国地质科学院岩溶地质研究所实验室采用了多种方法对之进行年代测定并进行了分析研究，本文主要介绍人骨测年的方法和热底垄石棺墓人骨测试结果，以及人骨采样分析的注意事项。

1 古墓环境和人骨采集

1.1 古墓群的地理环境

古墓群位于西藏东部澜沧江右岸热底垄，海拔3260m，地理坐标为N.31°04.337′，E.97°11.999′，隶属西藏自治区昌都县加卡乡卡若村，其南约1000m处为卡若新石器时代遗址（中国科学院青藏高原综合考察队，1983）。

热底垄是澜沧江右岸谷坡上的一条小山沟，走向与河床垂直。沟口与江面高差约100m，沟底坡降较大，出露有紫红色、紫灰色砂岩，沟的南北两侧坡地有少量灌木、胡柏等低矮植被，沟内无现代居民或建筑物。

在热底垄沟中段南北两侧，共发现5座石棺墓，编号为02XCKRM1至02XCKRM5。其中M1、M2、M3、M4分布在沟南坡地上，M5分布在沟北坡地上，与M1至M4相距约70m。石棺皆暴露于地表，部分石棺已残损不全，棺中填土亦有流失。经现场勘察，棺室中填土为棕红色亚黏土及棕黄色粉砂，含少量石块，与周围坡地的土质基本一致。

1.2 人骨的清理、取样

石砌棺室平面皆呈长方形，长0.95～1.51m、宽0.60～0.75m，现存深度0.11～0.64m。5座棺室中都有人骨遗存（西藏自治区文物管理委员会等，1985），人骨埋藏深度较浅，可能是填土已被水流冲失的缘故。根据石棺墓形状大小，可以推测石棺墓葬式应为“屈肢葬”或“二次葬”，因此不排除下葬后人骨再次被移动的可能。M1、M2、M4三墓中的人骨零落散乱且移位严重，可能后期受到扰动；M3、M5人骨保存较好，尤以M3的人骨保存最好。

从5座墓中提取的样品，主要是头骨、肢骨等体积较大、形态完整的部分。现场清除残土后，样品用塑料袋包装封存，出土60d后送入实验室进行分析。

2 实验技术及年代测定

为了对人骨进行准确的定年，实验室对5个样品采用了骨胶原14C测年，M3、M5因人骨相对完整，故样品的数量、重量大于其余三墓，同时采用了明胶14C测年、230Th及231Pa年代测定、样品封闭性检验等多种方法进行对比和研究。

2.1 14C测年

骨骼材料是14C测年的良好对象，但其成分十分复杂，化学结构易变。骨头中有机物质占30%，无机物主要为Ca₃(PO₄)₂占85%，CaCO₃占10%，且其含量会随时间逐渐丢失（仇士华，1990），骨头在地下埋藏过程中受细菌和酶的腐解，有机质逐渐丢失。在腐解过程中脂肪类物质分解很快，胶原蛋白可慢慢转变为氨基酸等物质，骨质材料受地下水的作用，还不断吸附环境中的各种有机物和无机物。在用有机物做14C测年时，可用的主要是骨胶原和明胶。

2.1.1 骨胶原的前处理

先清除骨头上黏结的岩屑、黏土、植物残根等杂质。在室温下用盐酸浸泡溶解骨头，将其中的碳酸盐转化成CO₂和磷酸盐去除。因为骨质样品中有外来碳酸盐沉积及其他污染物，无机质部分年代不可靠，因此测试样品需要除去污染物质。

对含胶原的样品用2%NaOH浸泡去腐殖酸，蒸馏水清洗至中性，在烘箱中烘干。

2.1.2 明胶的前处理

M5号用于做明胶测年的样品主要选用的是头盖骨碎片，骨头组织疏松。M3号用于做明胶测年的样品主要选用的是大的肢骨，骨质较硬，保存较好。骨头样在c(HCl)=1mol/L盐酸中浸泡，离心机分离出溶液和残渣，再用NaOH清洗，除腐殖酸，最后把样品倒入放有聚四氟乙烯膜的托盘中，在烘箱内水解成明胶（西藏自治区文物管理委员会等，1985）。明胶样品的前处理需要一个相当长的过程，流程如下：

2.1.3 样品的化学制备及测量

经过前处理得到的骨胶原和明胶用Li法制备成苯，该制备流程全部在真空系统中进行。进行的化学反应步骤为：

年代测定采用日本Aloka LSC-LB1低本底液闪仪，标准采用中国糖碳，14C的半衰期取5730a，年龄数据（B. P.）以1950年为起点。

2.2 铀系230Th及231Pa的测定及可靠性检验

测量同一样品的230Th/²³⁴U和231Pa/²³⁵U和的值，可以检验样品的封闭性，如果两个数据一致，则说明样品在保存过程中封闭较好，如果两个数据相差较大，说明样品在埋藏过程中受外部环境的扰动，骨骼中铀及子体发生迁移，特别是铀发生迁移，这样的结果不能代表所测样品的真实年龄。

取骨头样品2g，用1∶1HNO₃溶解除尽CO₂，用HClO₄处理少量不溶物。溶液一分为二，其中一份加入U²³²-Th²²⁸平衡示踪剂以FeCl₃做载体，用NH₄OH调pH值等于7进行铀钍共沉淀，沉淀物用HCl溶解并配成c(HCl)等于4mol/L溶液上离子交换柱进行铀钍分离，洗下的铀和钍液分别调节其pH值为7和2，进行电沉积制源片。另一份直接配成c(HCl)等于4mol/L溶液，用强酸性阳离子交换柱分离Th。

230Th及231Pa法测定采用美国EG&G公司的能谱仪，空白本底24h<24个记数，分辨率高（夏明，1989）。

2.3 样品年龄的可靠性及测年结果的讨论

从表1中可看到M3和M5两个样品骨胶原的14C年代要比明胶的14C年代偏老一些，这是因为骨胶原的沉淀物中可能有其他来源的碳污染，而骨胶原转变为溶于水的明胶离心时，去除了不溶解的残渣，如腐殖酸、植物须根等。

表1 14C测年结果

Table 1 Results of ¹⁴C dating age

人和动物的骨骼等硬组织主要以羟基磷灰石［Ca₃(PO₄)₂·Ca(OH)₂］形式存在，在死亡之前硬组织中基本上不含铀及子体，但死亡之后羟基磷灰石不断从周围地下水中交换吸附铀并将其保留。随着铀的放射性衰变，其子体230Th和231Pa等在化石中不断增长，其增长规律符合以下数学模式（陈铁梅等，1991）

通过230Th/²³⁴U和231Pa/²³⁵U（因样品无法代表真实年龄，数据没有采用）两放射性测量和对比检验，（因篇幅有限231Pa/²³⁵U原理及计算较复杂不做详细叙述），发现它们在地下埋藏的系统是不封闭系统。骨骼埋藏的早期，铀的迅速加入是实际发生的过程，是伴随样品中有机物的分解而进行的。当然在铀的早期加入过程结束后，并不能保证样品将永远处于对铀的封闭状态，于各种外部环境的扰动可能导致后期铀的加入。从墓群采样现场上看，人骨埋藏深度均较浅，有的石棺已残损不全，棺中填土亦有流失，不排除下葬后人骨再次被移动；同时热底垄石棺墓处于坡面片流侵蚀力较强的环境中，因此不排除埋藏介质与流水改变人骨的铀含量，破坏石棺墓的封闭性。由此可见，表2铀系样品的测年结果，不能代表样品的真实年龄。

表2 铀系测年结果

Table 2 Results of uranium series dating age

用骨胶原14C法对5个样品所测得的年代，均落在4000～2600a B. P. 左右（未经校正），其中M3、M5两个样品的年代分别为2600a B. P.±90a B. P. 和3770a B. P.±100a B. P. 左右。

用明胶14C法对5个样品中相同的2个样品（M3、M5）所测定的年代，分别为2300a B. P. 和2530a B. P. 左右。

从上述年代数据的比较中不难发现，骨胶原、明胶两种14C法测定的年代数据差距不太大，综合起来看，两种方法的测定结果基本可以互证，具有较高的置信度。

3 人骨年代的考古学分析

古代墓葬中的人骨年代，在一般情况下代表墓主的死亡时间，且与墓葬的建造和墓主的埋葬时间最为接近，在考古年代学的研究中，人骨年代与墓葬时代之间具有很强的“共时性”，是考古研究中判断墓葬年代的重要证据。

根据分析比较，将骨胶原、明胶两种14C法测定的年代数据作为热底垄石棺墓考古断代的主要依据，即墓群的考古学年代应当大致在4000～2400a B. P. 之间。

从考古现象上分析，5座墓中均未出土陶器等时代标志较明显的遗物，但M3出土有一件磨制骨针（西藏自治区文物管理委员会文物普查队，1989），骨针类型与其南约1km处的卡若遗址（5000～4000a B. P.）的骨针基本相同；M5出土有一件弧背小铜刀，类型与昌都东邻的贡觉县香贝石棺墓（约2500～2000a B. P.）出土物相似（王仁湘，1994）。据此，初步推断热底垄石棺墓的年代应不早于卡若遗址，不晚于香贝石棺墓，这个推测与骨胶原、明胶两种14C测年法提供的年代数据是基本吻合的。

两种14C测年法提供的数据为4000～2330a B. P. 之间，其间有近1700a的差距，这个差距在排除了14C测年法自身“系统误差”和“统计误差”后，认为可能代表5个样品自身在年代上的不同。

现场清理中，曾发现5座墓之间存在的差异。①M5分布在沟北，其余4墓分布在沟南，反映出埋葬时在墓区的选择上有所不同；②M1～M4均为立嵌四面石板构筑成棺室，而M5则是用大小不一的块石分层叠砌四壁形成的石室，反映出在墓型和建墓方法上的不同；③M5的墓向为北偏西5°，而M2、M3、M4墓向为北偏西40°～50°，M1则为正EW向，反映了埋葬习俗上的细微差异。这些差别，在14C数据中似乎也能观察到与之有关的表现，例如，M1的年代数据（1个）居于最早段（4000a B. P.±260a B. P.）；M5的年代数据（3个）居于中段偏早（3770a B. P.±100a B. P.～2550a B. P.±130a B. P.）；M2、M3、M4的年代数据（5个）居于中段偏晚（3640a B. P.±100a B. P.～2330a B. P.±130a B. P.）。

考古资料显示，西藏高原青铜器的出现不晚于3000a B. P. 前后（西藏自治区文物管理委员会文物普查队，1989）。M5中出土的铜刀表明，其时已有成熟的铜质工具，而M5人骨的3个数距落在3770a B. P.±100a B. P.～2550a B. P.±130a B. P. 之间，与迄今发现的西藏最早铜器的年代很接近，因此可以认为，M5的这件铜刀是西藏早期铜器的代表物之一。

4 结论

这次对人骨样品采用多种测年方法相互印证，增加了数据的可信度。在分析过程中，用铀系测年来检验样品的封闭性。如果封闭性差的样品用铀系测年可能造成很大的误差。在考古分析过程中，用棺墓中的实物与测年数据相结合进行断代。

①西藏昌都热底垄石棺墓人骨年代应该在4000～2400a B. P. 之间，不早于卡若遗址，不晚于香贝石棺墓，属于西藏早期铜器时期。

②相对14C方法来说，铀系法可能更适合旧石器时代或新石器时代早期样品的测定，而14C测年法适用考古课题的范围则更大一些。

③考古工作人员在野外采样工作中应接受实验室人员的指导，综合多方面的证据进行断代。在考古研究中，借助现代技术判断遗物、遗迹的年代与性质是一个重要的分析环节。而利用物理技术对考古样品进行年代测定，首要目标当然是提高数据的置信度。基于这个目的，选用“考古共时性”最强的样品，对同一样品采用不同的测定技术进行交叉验证，并提倡实验室专业人员与考古学者互相渗透、合作攻关，应是一个值得探索和坚持的方向。

2003年11月

参考文献

[1] 伊凡诺维奇，哈蒙. 铀放射系的不平衡及其在环境研究中的应用[M]. 陈铁梅，等译. 北京：海洋出版社，1991.

[2] 仇士华. 中国14C年代研究[M]. 北京：科学出版社，1990.

[3] 王仁湘. 关于曲贡文化的几个问题[M]//四川联合大学西藏考古与历史文化研究中心，西藏自治区文物管理委员会. 西藏考古：第1辑. 成都：四川大学出版社，1994.

[4] 夏明. 铀系年代学方法及实验技术[M]. 兰州：兰州大学出版社，1989.

[5] 西藏自治区文物管理委员会，四川大学历史系. 昌都卡若[M]. 北京：文物出版社，1985.

[6] 西藏自治区文物管理委员会文物普查队. 西藏贡觉县香贝石棺墓葬清理简报[J]. 考古与文物，1989（6）：11-14.

[7] 中国科学院青藏高原综合考察队. 西藏地貌[M]. 北京：科学出版社，1983：82.

Abstract

This paper studies the age of the human bones found at Redilong Site in Qamdo County, Tibet, and reaches a conclusion that the age of the Redilong cist tomb is neither earlier than the Karuo Site or later than the Xiangbei cist tomb. Radiocarbon dating shows that the age of the bones is between 4000 to 2400 years B.P.. This paper also discusses the method of dating of the bones and precautions for field sampling. About the dating, the authors put forward some research methods to increase the credibility of data by cross-validation of different dating techniques of the same sample.