长江下游新石器时代手持磨石的功能考古学实验研究：多材料加工痕迹的显微分析

针对长江下游新石器遗址中手持磨石（handstones）功能辨识难题，浙江大学团队通过实验考古学与使用痕迹分析（use-wear analysis），系统研究了砂岩磨石加工石器、竹木、骨器及陶土时的磨损特征差异，建立了首个区域性磨石使用痕迹参考数据集，为重构史前生产链提供了关键方法学支撑。

　　

在长江下游新石器时代考古研究中，磨制石器作为关键生产工具长期存在功能辨识困境。尽管大量遗址出土了形制相似的手持磨石（handstones），但这些看似普通的砂岩卵石究竟用于加工何种材料——是谷物、矿物颜料，还是竹木器、骨器或陶器？传统研究多聚焦于配对加工工具（如杵臼组合），而对独立使用的磨石功能认知严重不足。这种认知空白直接制约了对史前生产技术体系的重建，尤其当有机质文物保存不佳时，工具本身的使用痕迹成为还原古代生产活动的唯一线索。

为破解这一难题，浙江大学的Wu Shuang团队在《Journal of Archaeological Science: Reports》发表研究，首次通过系统性实验模拟长江下游新石器时代四种典型材料（石器、竹木、骨器、陶土）的磨制过程，结合高倍显微观察建立使用痕迹诊断标准。研究采用7组砂岩样本，在严格控制的实验条件下进行分阶段加工，使用金属显微镜记录不同材料作用下的磨痕演变规律，并与考古标本进行比对验证。

材料与方法
实验选用杭州南高峰南麓河谷的砂岩（与考古标本岩性一致），模拟新石器时代常见加工场景：使用碳质板岩（carbonaceous slate）和角岩（hornfels）代表石器修整，毛竹和杉木对应竹木器制作，牛骨模拟骨器加工，高岭土陶坯反映陶器表面处理。每组实验设置不同时长（200-380分钟），通过Keyence VHX-6000超景深显微镜记录抛光（polish）形态、纹理（striation）走向、颗粒破碎（grain fragmentation）等关键指标。

研究结果

1. 石器修整的抛光形成过程
   角岩加工需380分钟形成典型抛光，而碳质板岩仅需200分钟。早期阶段即出现平坦形态、中等亮度的断续抛光面，伴随明显颗粒平整化（grain leveling）。硬度差异导致角岩加工面更粗糙，碳质板岩则产生密集交叉纹理。

2. 竹木器加工的独特性
   竹材加工200分钟后产生高反射率抛光，沿纤维方向呈现平行沟槽（parallel grooves）；木材加工则形成更弥散的"云状"抛光。湿度是关键变量——湿润竹材使磨石表面产生特有"漆状光泽"。

3. 骨器与陶土的鉴别特征
   骨器加工产生细密点状凹陷（pitted surface）和弧形纹理；陶土处理形成均匀低反射率磨耗面，伴随黏土颗粒嵌入（clay particle impregnation）。

4. 可重复性验证
   与Li et al. (2019b)、Fullagar (1991)等数据对比显示，石器抛光特征具有跨实验一致性，而竹木加工痕迹因区域材料差异呈现特异性，证实建立本地化参考库的必要性。

结论与意义
该研究首次揭示长江下游新石器磨石的多材料加工指纹：①石器修整产生高对比度断续抛光；②竹木器形成方向性纹理；③骨器留下特征性点状凹陷；④陶土导致颗粒嵌入现象。这些发现为考古遗址中磨石功能的精准判定提供了科学依据，尤其对有机质文物保存较差的湿热地区具有特殊价值。通过将工具分析与生产系统重建相结合，该成果为理解新石器时代"竹骨陶"复合工艺链（bamboo-bone-pottery cha?ne opératoire）提供了关键解码器。

研究同时指出未来方向：需结合残留物分析（residue analysis）验证使用痕迹结论，并扩展至其他岩性工具研究。这项由多个国家级基金（23BKG030、202209等）支持的工作，标志着中国实验考古学在微观实证研究领域的重要突破。