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考古学是人们认识人类社会历史与文化发展过程及其规律的一门科学,其研究对象既包括反映人类活动的文化遗存,也包括与人类活动有过直接或间接关系的自然遗存。古代人的活动会对古土壤的物理化学性质产生影响,同时人类的文化遗存也在土壤中保存下来,因而土壤是人类活动痕迹的重要载体。目前,与土壤学相关的研究对现代考古学有着极其重要的意义,特别是现代仪器手段的引入,使得古土壤的研究在当今成为热点课题。本工作在对样本背景(包括采样地的地质地貌环境、历史人文背景和样本中不同元素含量等)综合调研的基础上,以3个系列的古土壤样本为对象,以核磁共振为主要手段,对古土壤样品中有机成分的研究进行了探讨。
近年来,核磁共振技术在土壤有机质研究中占有重要地位,为了满足核磁共振的测试条件,样品制备成为至关重要环节。本工作对几种提取方法进行了探讨,确定的提取条件是:超声波提取法,20℃,1h,二氯甲烷和水两个溶剂体系。超声提取法因其操作简单、便捷,同时进行多个样本提取,减小了样本间因提取条件的差异引起的误差,在小样本量提取时优势明显。
利用核磁共振技术对提取物进行了测定,以核磁共振1H-NMR数据为基础,对3个系列古土壤样本进行对比分析。根据谱学知识把样本的脂肪族区信号归属为三种类型γ-H、β-H、α-H,通过对表征正构烷烃分子的组合特征的n值进行计算,探讨了其与年代的关系。得到以下结论:
1.实验结果表明测试样本中的主要有机成分均为脂肪类化合物,但脂肪类化合物的含量和性质是3个系列样本的差异。
2.对系列1、2古土壤样本的正构烷烃分子的组合特征与年代关系进行分析发现,年代越早,n值越小,植被的等级越低,这就意味着年代越晚的古土壤样本内含的植被等级越高。
3.系列3样本的1H-NMR和系列1、2存在显著地差异,系列3样本中的不饱和或饱和脂肪酸,对比无机元素提供的信息,系列3样本可能含有与水产品和猪、牛、羊等陆生动物相关的腐殖物。