#科技考古##山西绛县西吴壁遗址#铜冶金工艺的土壤密码#山西考古#

🌟西吴壁遗址位于山西省绛县古绛镇西吴壁村南，地处涑水河北岸的黄土台地上，2023年发掘过程中在TG8南壁中部发现一处炉基遗存，并在TG8③层下发现一处二里头时期的平面状原生堆积。考虑到这一区域发现了数量较多的冶金渣，这处平面状原生堆积可能为一处与冶金活动有关的操作面。本研究拟对遗址东区TG8③层下发现的四个活动面样品进行化学成分分析，对其功能和形成过程进行进一步研究。

🌟TG8的四个活动面的取样方法如图一。首先在南-北方向上布线，之后沿各取样线每隔10cm取样一个，单点取样范围直径约2cm。按照地层顺序取样，部分位置因为有木炭和炉渣等遗物占压，没有进行取样，取样点的具体位置见图一。实验室分析过程中，首先将土样装入干净烧杯中干燥至少24小时，之后通过研磨使样品均匀化。使用Bruker S2 PUMA形能量色散X射线荧光分析仪对样品进行化学成分分析。

🌟分析结果显示各活动面的Al₂O₃、SiO₂、CaO、Fe₂O₃含量均有较大波动，且SiO₂与Al₂O₃以及TiO₂，Fe₂O₃与MnO间存在较强的相关性，少数样品检测到较高的CuO含量，所有样品的PbO、SnO₂和ZnO含量低于检出限。首先对所有活动面样品及生土样品进行主成分分析（PCA），并绘制前两个主成分的散点图（图二）。可以发现，两个生土样品以及活动面3和活动面4的样品的成分较为接近，而与活动面1和活动面2的样品具有明显差异（图二）。下文将结合样品的空间位置对这两个活动面样品的分析结果进行进一步探讨。

对活动面1样品和生土样品进行PCA分析，结果显示样品可大致分为两组。第一组位于PC1-PC2散点图的中间区域，另一组样品集中在图的左下区域，呈现出Fe₂O₃含量较低、SiO₂含量较高的特征（图三）。CuO-MgO散点图（图四）显示F08、E09、E13、D12点的CuO含量明显高于生土和活动面上的其他土壤样品，且这些点的MgO含量较低。

活动面2的PCA分析结果显示大部分样品的成分较为集中，整体呈现西侧高Fe₂O₃而东侧高SiO₂的特征。PCA图左下的部分离群点B15、C13、C14、C15呈现出低SiO₂、低Fe₂O₃、高P₂O₅、高CaO的特征（图五）。CaO-P₂O₅散点图显示B14、B15、C12-C15、E11的P₂O₅含量明显高于生土和活动面上的其他样品，CaO含量也普遍在10%以上，且两者间具有较强的相关性（图六）。

🌟土壤的CuO含量是判断活动面上是否发生过铜冶金活动的主要依据。本次分析结果显示，分活动面1和活动面2样品的CuO含量符合以往有关铜冶金活动对于土壤产生污染程度的认识。活动面3和活动面4所有样品的CuO含量测试结果说明已取样区域没有受到铜冶金活动的直接影响，可能显示这一遗迹在不同阶段的功能发生了变化。本研究发现除CuO外，活动面1和活动面2上P₂O₅、Fe₂O₃与CaO含量的分布也具有较强的分区特征，且三者含量在活动面1上具有较强的相关性。本次分析的活动面1和活动面2上还存相对高MgO区域，且均位于活动面的西侧。

🌟本研究表明，通过对古代冶金活动面的土壤化学成分进行分析可获得大量有关冶金活动类型与空间格局的信息。

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图一　遗址取样位置和方法示意图
图二　所有活动面土样与生土样品的化学成分 PCA 分析图
图三　活动面1成分数据 PCA 分析结果及各元素空间分布图
图四　活动面1成分数据散点图
图五　活动面2成分数据PCA分析结果及各元素空间分布图
图六　活动面2成分数据散点图