《Journal of Archaeological Science: Reports》:Ground obsidian artefacts from an Early Eneolithic site in Nitra-Selenec (Slovakia)
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本刊推荐:针对西喀尔巴阡地区是否存在磨制黑曜岩制品及其在操作链中的定位问题,研究者对斯洛伐克Nitra-Selenec遗址出土的早铜石并用时代(约4300–4000 cal BC)遗存开展多学科分析,结合ED-XRF地球化学溯源、“裂隙翼”定量断代(Random Forest分类准确率达95.7%)及实验考古验证,首次确认原料源自匈牙利CII型矿源,磨制行为系核心预处理的实用技术环节,刷新了该区域史前黑曜岩加工技术的认知框架。
在西喀尔巴阡地区的史前考古研究中,黑曜岩因其火山玻璃特性、低孔隙度与独特光泽,既是古人类偏爱的优质打制原料,也是追溯远距离交流网络的关键指示物。然而长久以来,学界对该地区黑曜岩的认知几乎被“打制技术”垄断——从旧石器到新石器,大量研究聚焦于石片剥片、细石叶生产等典型打制链条,而“磨制/抛光”工艺在黑曜岩加工中的应用却长期处于空白状态。更令人困惑的是,在中欧早期铜石并用时代(Early Eneolithic,约公元前4300–4000年),黑曜岩多以微型石核、细石叶等小型化产品流通,这些微小器物究竟承载着日常实用功能,还是具备仪式性象征意义?它们是否经历过更复杂的加工流程?这些问题始终悬而未决。
正是在这样的背景下,斯洛伐克Nitra-Selenec遗址的发现打破了沉寂。2009–2010年的抢救性发掘中,两件带有明显磨制痕迹的黑曜岩制品(编号No.1633石核与No.305细石叶残片)从早期铜石并用时代的Ludanice组文化层中现身。这不仅是斯洛伐克境内首次记录的磨制黑曜岩实例,更可能改写我们对西喀尔巴阡地区史前技术复杂度的理解。为了解开这些磨面背后的谜团——是本地创新、外来影响,还是特定功能的产物?Adrián Nemergut领衔的多国团队展开了系统性研究。
研究旨在解决四个核心问题:磨制工序在黑曜岩操作链中的具体位置(预处理还是终末修饰)?原料来自已知的斯洛伐克Zemplín产区,还是跨境矿源?研磨是否为压力剥片的辅助技术?以及这类微型器物究竟是实用工具还是仪式用品?为此,团队整合了地球化学溯源、微观技术分析、定量打制技术判别与实验考古四大模块,并对Nitra-Selenec遗址出土的159件石制品组合进行全谱系梳理,最终将成果发表于《Journal of Archaeological Science: Reports》。
关键技术路线包括:1. 能量色散X射线荧光光谱(ED-XRF)结合随机森林(Random Forest)算法,对比喀尔巴阡地区CI(斯洛伐克)、CII(匈牙利)等参考源数据,完成原料溯源;2. 裂隙翼(fracture wing)分析法测算裂纹扩展速度(C=C2·cosΨ/2),定量区分压力剥片(I类)、间接/软锤击(II类)、硬锤直击(III类)三种打制技术;3. 数字显微镜(VHX-1000/VW-6000)微观形貌观察,识别磨纹走向与残留剥片面;4. 砂岩磨制实验与使用微痕分析(BX51M反射光显微镜),验证人工磨面特征。
5.1. 原料溯源:匈牙利CII源的“意外”主导
地球化学分析给出了颠覆性结论。以往研究认为斯洛伐克Neolithic期黑曜岩多来自本土CI源(如Vini?ky),但本次Random Forest模型以95.7%的分类精度显示:Nitra-Selenec标本的V/Rb-V/Sr、V/Rb-V/Fe2O3比值紧密簇集于匈牙利CII源区,排除了斯洛伐克CI源的显著贡献。进一步亚源比对指向Tokaj地区的Tolcsva产地,暗示早铜石并用时代黑曜岩贸易网络的重心可能发生了地理偏移。
5.2. 形态与技术:磨制嵌入“石核预备”的操作链
No.1633微型棱柱状石核(17.57×16.04×15.13 mm)揭示了磨制的功能性本质:其一侧保留原始皮层,对侧为单向平行剥片面(平台与剥片面呈90°,典型压力剥片特征),而相邻两面则分布交叉非平行磨纹,局部残留未被完全磨平的早期剥片阴疤。这一“先剥片、后磨平”序列说明磨制并非终末装饰,而是石核形态规整化的中间步骤。No.305细石叶背面的全域磨面更暗示:磨制可能发生在剥片之前,用以优化石核表面几何结构。
5.3. 裂隙翼定量验证:磨制与压力剥片的强关联
裂隙翼分析量化了剥片动力学差异:No.1633的7个剥片面裂纹速率为263.9–411.4 m/s,全部落入I类(压力剥片,理论范围178–620 m/s);未磨制石核(No.291)与细石叶(No.307/349)则分别对应III类硬锤直击(843.4–986.5 m/s)与II类间接/软锤击(574.8–689.1 m/s)。数据证明磨制石核专用于高精度的压力剥片体系,磨平面可有效减少冲头滑移,提升微型石核剥片的成功率。
5.4. 实验与微痕:磨面特征的实证锁定
砂岩研磨实验重现了考古标本的“亮线残留”结构——原剥片面的线性亮带被磨具轨迹分割,高倍下呈现“哑光改性与交叉沟槽”的双重特征。No.1633与No.305的磨面与此高度一致,而No.291的自然非剥片面则呈晶态结构,排除自然腐蚀成因。未磨制细石叶(No.307/349)腹端检测到定向使用微痕,提示微型黑曜岩产品确有日常切割功能,但区域性系统微痕数据库仍待建立。
研究结论与讨论部分指出,Nitra-Selenec的磨制黑曜岩绝非孤立现象,而是西喀尔巴阡地区早铜石并用时代技术生态的缩影。地球化学结果挑战了“斯洛伐克Neolithic黑曜岩主源自CI”的传统认知,揭示CII源在特定时空的渗透力;磨制工艺的定位则回应了近东与中美洲的类比:如同玛雅平台磨制以辅助压力剥片,Nitra的磨面是实用导向的石核预处理策略,而非近东式珠饰抛光或爱琴海容器级别的深加工。尽管罗马尼亚T??nad-Sere等遗址曾报道零星磨制黑曜岩,但系统性证据此前缺失。
更重要的是,这种“微型石核+磨制适配”的技术组合,折射出资源流动与技能分化的双重逻辑:远距输入的CII黑曜岩以小尺寸块体流通,迫使工匠采用高精度压力剥片最大化利用率,磨制则是微型石核形态控制的必要成本。虽然Jel?ovce墓地出土的同类石核与Spondylus饰品共出,暗示其潜在象征维度,但Nitra遗址未见钻孔珠坯等终端产品,暂不支持“首饰半成品”假说。未来需对中欧大量未检视的微型石核/细石叶集合开展磨痕筛查,并补充黑曜岩微痕实验参照系,方能彻底厘清其实用与仪式的边界。本研究不仅填补了西喀尔巴阡地区磨制黑曜岩的实证空白,更重塑了对史前技术适应性的理解——最精细的工艺革新,往往诞生于对稀缺原料的极致利用之中。