科技考古学4考古年代的测定(4学时）.ppt

14C样品采集步骤样品之间要有明确的考古学背景和时间先后关系，每个标品要有准确的标签，表明出土情况和遗址的关系。避免现代含碳物质混入，不能用含碳的包裹物，应放在玻璃瓶/塑料袋中密封。提取样本后，采取适当的方法使其慢慢干燥，不能长霉。14C测年样品采集重量要求采样时应考虑样品的损失，应适当增加样品的采集量，采样对象不尽相同，按下表选取。物质木头木炭贝壳骨头泥炭种子毛发编织物碳石灰铁器重量（克）10050300100050010010010001000崔小林：《碳十四测定年代》，中国文物报，1994年03月27日第2版14C样品的前处理物理前处理—样品的切割、挑除大的污染物化学前处理—有机物的溶解、样品中腐植酸的去除、测年物质的提取。（三）碳十四测年步骤20世纪80年代前，主要探测样品中14C原子衰变所释放出来的β粒子来测量14C含量。将样品放进专门设计的β射线高效探测器内，并在特质的屏蔽室里进行测量。两种测量计数装置气体正比计数器标本制作成CH4气体，放入倍增光电管中，测其剩余浓度N，测定范围为5万年。液体闪烁计数器将标本制作成苯溶剂（碳—碳化物—乙炔—苯）放入倍增光电管中此法对浓度要求高，比较准确测定范围甚至可达7万年。同时，还需要测定标准样品中（14C含量已知）放射线强度和本底计数，以便将计数转换成14C含量。加速器质谱法AMS在考古研究中，有许多珍贵的文物，其所含的碳量有限，常规14C测试就显得无能为力了，针对β粒子计数的局限性，70年代末加速器质谱碳十四计数法（AMS—AcceleratorMassSpectrometry）应运而生—对14C原子计数代替了对β粒子的计数。1978年，在罗切斯特大学召开的第一次国际加速器质谱会议。质子加速器法优点AMS是加速器技术、质谱技术和探测鉴别技术的产物,具有以下优点：①所需样品量少，一般1-5毫克就足够，最少可以20-50μg;②精确度高，灵敏度可达10-15至10-16，误差能达到不超过0.3%±18年;③测定年代扩展到7.5-10万年;④测量时间短，一般几十分钟就可测试一个样品;⑤不受环境影响，不象β线计数要考虑宇宙光体。2004北京大学150万美元2005年，我国第二台，中科院黄土与第四纪研究所与西安交通大学合作建立（五）碳十四年代的校正Suess效应与核爆效应死碳”对14C年龄的影响岩溶地区的测年样品同位素分馏效应Devires效应Suess效应与核爆效应由于世界范围内大量使用化石燃料,释放出大量不含14C的CO2,使大气中CO2总量增加,而14C放射性比度相应降低。这些不含14C的CO2通过交换和循环影响到近百年来生长的植物14C放射性比度,从而使得植物的CO2放射性比度相应降低,造成物质14C表观年龄偏老。核爆试验所产生的中子同宇宙射线中子一样与大气氮作用生成14C,这些14C参加自然界的碳循环,使各交换储库中14C放射性比度大为增加。目前大气14C放射性比度高出原来平衡值约30%。死碳”对14C年龄的影响全球99.95%的碳存在于岩石圈中,岩石圈中的碳一般都是第四纪以前的,其中初始存在的14C原子早已衰变耗尽,这种不含14C的“老碳”我们称之为“死碳”。岩石圈中的死碳通过某些途径可以重新进入大气圈和水圈等储存交换库,使局部14C的比度被稀释。“死碳”释放的途径有多种,如火山喷发的CO2,温泉地区深部CO2释放等,但最主要的“死碳”释放方式是碳酸盐类岩石经地下水或地表水溶解,与水中的CO32-、HCO3-离子交换而进入水圈。碳酸盐岩地区局部环境中“死碳”的释放,使得该环境中形成的含碳样品中的14C初始比度要低于大气的14C比度,造成样品的表观年龄要偏老。岩溶地区的测年样品陆生植物是通过光合作用摄取大气中的CO2的。因此,这些生物生成时的14C都基本一致,其14C年代是可靠的。水生动、植物,由于其组织和机体直接或间接利用了石灰岩地区含“死碳”的水。因此,它们的14C比度明显偏低,这些样品的表观年代比真实年代偏老。偏老的程度与水体中14C比度有关。同位素效应与Devires效应同位素效应：化学性质相同的原子，质量数不同的同位素在参与各种化学与物理变化中，由于活波程度不同反映前后的同位素组成会发生变化。14C的同位素分馏：1）储存库过程中发生分馏2）样品处理过程中发生分馏Devires效应:在过去几百年的时间内，发现大气中的14C有段起起伏的现象，称为Devires效应。碳十四树轮校正每个年轮记录了该年轮生长当年的14