南非Taung遗址南方古猿非洲种牙齿化石直接定年的挑战与突破：铀系-电子自旋共振(US-ESR)技术的应用

这篇研究综述探讨了运用铀系-电子自旋共振(US-ESR)技术对南非Taung遗址南方古猿非洲种(A. africanus)牙齿化石进行直接定年的挑战。文章系统分析了Pink Claystone(PCS)和Yellow Red Sandstone(YRSS)两种沉积层中化石的铀浸出、高铀浓度等问题，揭示了在古老钙华(tufa)环境中US-ESR定年的局限性，最终提出PCS层最小年龄约2.4 Ma(YRSS约1.8 Ma)，为厘定早期人类演化关键时间节点提供了重要数据。

　　

Highlight

这项研究凸显了运用铀系-电子自旋共振(US-ESR)技术对南非古老钙华沉积中南方古猿牙齿定年的特殊挑战。铀吸收模型的不确定性成为制约年代精度的关键因素——在本次研究中，样本来源不明且保存状态欠佳更放大了定年难度。USESR模型遭遇了铀浸出问题，五枚样本中有三枚显示釉质层存在异常高铀浓度。这些因素与复杂的钙华成岩过程共同作用，使得年代数据需谨慎解读。

The challenges in dating Taung

Taung遗址定年的核心挑战

铀吸收历史建模始终是古老遗址定年的首要难题。本研究采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)进行铀含量检测——这种微创技术虽具空间分辨率高、样品处理简便等优势，但其分析误差较大（尤其对²³⁰Th/²³⁸U比值），导致铀系数据存在显著离散度。更棘手的是，所有样本均出现铀流失现象，且部分釉质铀浓度高达15-20 ppm，这很可能与钙华环境中铀的次生富集有关，类似现象也见于钙华洞穴内的流石沉积。

Conclusion

结论

本研究揭示了US-ESR技术应用于南非上新世遗址（尤其是钙华序列）定年的固有困难。铀吸收模型的不确定性、样本保存状态及钙华特殊成岩环境共同导致：1) PCS沉积层（含Taung头骨）最小年龄约2.4 Ma（EU模型）；2) YRSS沉积层最小年龄约1.8 Ma。尽管USESR模型给出更年轻结果（PCS约2.0 Ma，YRSS约1.3 Ma），但因依赖外推函数而可信度较低。这些发现为理解早期人类演化时空框架提供了警示性案例——在钙华这类特殊地质环境中，需结合多种定年技术交叉验证。