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1、首届“地球科学与文化”学术研讨会暨地质学史专业委员会第1 7 届学术年会论文集浅论考古学与地质学的关系员雪梅中国地质大学( 北京)考古学和地质学是两个不同的学科。两者在学科性质、研究对象、目的等方面存在着一定的差别。但就考古学的研究过程而言，它在很大程度上要求助于各有关的自然科学的技术和手段，尤其是地质学中的第四纪地质学、地层古生物学、岩石矿物学、地球化学等，从而使我们能够更全面地和科学地提取遗址中的信息，认识并恢复古代人类社会的历史。从这方面讲，考古学的发展和地质学息息相关。两者栩互作用，交叉渗透，使两者本来存在的关系，显示得愈来愈密切即产生了新的边 缘学科地质考古学和考古地质学。I考古学和
2、地质学的研究对象、目的、方法由于地质学发展的较早，史前考古学起初是由地质学家开展的，考古学的一些方法最初也是受地质学的启发而逐步发展起来的。所以，首先从地质学的学科特点淡起。地质学产生和发展是受到十九世纪赖尔( L y e l l ) 的地质学原理( P r i n c i p l e so fG e o l o g y ) 的影响。为十九世纪几乎所有的地质研究提供了理论和方法的指导。 地质学是以地球为研究对象的一门自然科学。地质学主要是研究固体地球的表层一岩石圈，研究其物质组成，形成，分布，及演化规律；研究地球的内部结构，地表形态及其发展变化的规律性。地质学的分支学科有：结晶学、矿物学、岩石
3、学、地貌学、地史学、地层学、古生物学、第四纪地质学等。地球是一个庞大而复杂的星体，在地质学的研究方法上主要考虑的是研究对象的地域差异巨大，经历时间悠长，地质过程复杂的特点。主要研究方法则是“将今论占”的历史比较法。在十九世纪，汤姆森( T h o m s e n ) 的北方文物指南( G u i d et oN o r t h e r nA n t i q u i t i e s ) ( 丹麦版，1 8 3 6 1 英文版，1 8 4 8 年) 对考古学的产生和发展很重要。为十九世纪几乎所有的考古研究提供了理论和方法的指导。考古学属人文科学范畴，是历史科学的重要组成部分。研究对象是考古学文化首
4、届“地球科学与文化”学术研讨会暨地质学史专业委员会第1 7 屈学术年会论文集所表象的古代人类社会的历史。也就是根据古代人类通过各种活动遗留下来的实物( 包括各种遗迹和遗物) ，以研究人类古代社会的历史。这些遗迹和遗物，必须经过科学的调查发掘，才能被系统地、完整地揭示和收集。考古学的研究基础在于田野调查发掘工作。考古学最初是受到地质学的启发而逐步发展起来的，将地质科学中地层学的基本概念和一套描述记录方法应用于历史学。但考古学研究的地层和地质学研究的地层并不相同。因为前者是人类活动造成的，而后者是自然力量形成的2 。考古学作为一门科学，有它自己一套完整、严密的方法论。即考古遗址发掘中的地层学和考古
5、资料整理中的标型学。2 地质学者对现代考古学的产生和发展起了重要的作用中国现代考古学在2 0 世纪2 0 年代兴起以后，虽不断从始于：I 匕宋的金石学吸收了f i 少营养，但这一学科的出现，不是我图金石学发展的结果，而是从西方传入的。考古学者一般认为，西方的古物学( 涵义基本同于中国金石学) 是现代考古学的前身。但是，现代考古学的出现，不是古物学的自然延伸，而是地质学、生物学的某螳理论、方法渗透到古物学的结果。从这两个学科借用过来的，并经过考古学家不断修订使其愈益适用于研究考古遗存的层位学和类型学，至今仍是考古学的基础理论和方法。无论是西方的古物学，还是中国的金石学，在向现代考古学发展过程中，
6、地质学部起了关键性的作用。2 1 西方考古学对人工制品进行岩石学研究的最早地质学家之一是法国矿物学家( A D a m o u r )博二E ，于1 8 6 4 年分析了一批凯尔特人使用的硬质石斧及以后| L 年又分析了黑曜岩制 t 并探讨了其可能的来源，开创了地质学者研究考古遗存的先河。地层学在地质学中首先发生，经历了很长时间后来才引进到考古学里面来的3 。在十八世纪末期，地质学家威廉斯密斯( W i l l i a mS m i t h ，1 7 6 9 1 8 3 9 ) 曾根据自己的一系列的观察，为建立一连串的地层系列作了准备。到十九世纪早期，他又 进一步证实这种地层系列可以表明年代，
7、根据是不同地层里的不同化石。到1 8 3 0 - 1 8 3 3 年，查尔斯赖尔( C h a r l e sL y e l l ) 发表地质学原理，标志着地层学的成熟。在考古学史上，第一次考虑到发掘时应注意地层关系的是后来曾任美国第三任总 统的托马斯杰弗逊( T o m a sJ e f f e r s o n ，1 7 4 3 1 8 2 6 ) 。他于1 7 8 4 年在美国弗吉尼亚洲发掘一个印第安人墓葬时，已提出了这个看法。1 8 7 1 年德国考古学家施里曼( H S c h l i e m a n n ) 将地层学的基本原理和一套描述记录方法应用于特洛伊古城的发掘中，建立了该古城的
8、考古文化层序，考古地层学形莳届“地球科学i 义化”学术r O f t , l 会暨地质学史专业委员会第17 屈学术年会论文集成了一套较为完善的理论，现代考古学逐渐发展起来。2 2 中国的考古学中国考古学比西方发展得晚。最早在中国进行考古活动的是一些外国学者。从1 8 9 4 年甲午战争以后到民国初年这段时间里，先后在中国从事考古活动得又日本人、俄国人、法国人、英国人、瑞典人和德国人。而中国人自己开展的考古活动最初是t h 地质学家参与并和外国专家合作进行的。1 9 1 4 年初，著名瑞典地质学家安特生接受北洋政府的邀请来华作矿政顾问，他曾到北京的周口店进行考察和发掘。“但直到 2 0 世纪2
9、0 年代，以田野调查发掘工作为基础的近代考古学才在中国出现”，这又与地质学家的贡献分不开的。1 9 2 1 年，蜒t g 军t 。l ! 列三物学家师丹斯基来华，在安特生的安排下去北京周f = 1 店进行发掘。1 9 2 6年I O 月5 同北京协和医院教授加拿大人步达生提议由洛克非勒基金会资助，系统发掘周口店人类遗址。他与中国地质调查所所长翁文灏具体商量周口店研究计划，并在“中国古生物学志”上合作发表研究论文。1 9 2 7 年，由地质学家李捷和瑞典古生物学家步林生主持，在前人工作的基础上，开始对周口店猿人遗址进行大规模的系统发掘；1 9 2 9 年，前中国地质调查所成立了由著名地质学家r
10、文江任名誉主任，地质古生物学家杨钟键任副主任，地质古生物学家裴文巾负责野外：C 作的新生代研究室，组织中国猿人化石的野外工作和室内研究；1 9 3 1 年进入中国地质调查所新生代研究室工作的著名第四纪地质、考古学家贾兰坡先生接替裴文中，继续周口店的发掘。他们在周口店北京猿人的发现和研究上取得了世界人类化石研究史上划时代的重要成果。此外，新石器时代“仰韶文化”遗址的发现与发掘也包含了地质学家的功劳。1 9 2 1 年，安特生和师丹斯基及地质学家袁复礼参加了河南渑池仰韶村遗址，从中发掘出一批石器和陶器。一般认为，中国的近代考古学是从1 9 2 1 年河南渑池县仰韶村遗址等处的发掘才开始的。地质学家
11、袁复礼等1 9 2 6 年还参加了由中国学者李济第一次主持的山西夏县西阴村仰韶文化遗址的发掘。此外，他又参加了1 9 2 7 1 9 3 5年的话北科学考察团，为这一带的史前文化提供了崭新的认识4 。可以说，2 0 世纪2 0 年代后期建立的中国现代考古学是由一代地质学者和考古学者共同奠基的。由于种种原因，从2 0 世纪3 0 年代以来的半个世纪中，地质学界对考古，尤其是刈嘶石器以来的：f 野考古尚未发挥应有的作用。8 0 年代，随着地质学史研究的深化，尤其是旅游地质的崛起，地学界一些人又开始把注意力转向考古学领域，并又取得了一批丰硕的成果。如：1 9 8 1 年谢学锦学部委员倡议将勘探地球化
12、学中的汞量测量技术应用于秦始皇陵，中科院物化探所在秦陵封土中发现了平均值为2 0 5 1 0 一，面积达1 2 0 0 0 m 2 的强汞异常，证实了史记秦始皇本纪等史籍中关于秦陵地宫曾“以水银为百川江河大海“ 的记载是可信的5 ；环境考古学便是考古学与地质学结合的产物。中国科学院地质研究所周昆叔先生等从6 0 年代开始将孢粉分析应用于古代文化的研究，为认识我国史前的和历史时期不同时代考古遗存分柿区内的古地理、古气候、古植被特征和人类的生存环境作了有益的探索；1 9 9 2 年，北京大学考古系和地菏届“地球科学与文化”学术j i J 讨会盟地质学史专业委员会第1 7 屈学术年会论文集质系、地理
13、系联合对驻马店市及邻区龙山、二里头文化的先人生活环境进行了调查，1 ：采集了大量的文化层和非文化层样品( 包括土壤、容器内含物、动物骨骼、大植物遗存等样品) ，以及当时人类活动区周围的古河床、湖泊沉积物样品。其研究了解当时人类活动的自然环境；了解一些农作物的起源和迁移路线，了解区域内遗址的时空分布与自然环境变迁的关系。另外，把人类活动的地质效应结合到环境变迁的研究中亦是全球变化研究项目中的一个重要组成部分。中国地质科学院闻广先生多年来一直致力于我国古代青铜器和玉器矿料来源研究，提了“中原找锡论“ 和“内地找玉“ 的设想6 。他通过研究软玉的显微结构和稳定同位素0 1 8 特征，为在非区域变质带
14、的接触变质带中寻找此类软玉提供了理论依据，并导致了江苏溧阳小梅岭透闪石软玉矿的发现7 。岫岩透闪石玉矿的发现，也是考六学与地质学结合研究的成果。他们通过研究红山文化玉器玉料特征色与显微结构，为与和阳玉明显不同透闪鼍i 软玉，加大了在当地找矿的力度，后发现了透闪石玉矿。经对比研究，兴隆洼文化和红山文化玉器中的玉料来自岫岩的可能性最大。与此同时，找到了判断古玉产源的方法。这种结合，不仅有利于考古学的发展，同时也有利于地质学的发展，对地质学来说，比较突出而现实意义尤著的是应用于地质找矿。此外，许多地质单位和地学工作者还利用遥感、物化探等手段参与地质考古工作都取得了有意义的成果。号t 1 1 玉器、铜
15、器层出不穷的发现，也为地质界探讨矿物的丌发利用历史提供了丰富的物质资料。3 地质考古学和考古地质学是地质学和考古学紧密结合的结晶物质遗存是考古学实现研究对象所凭藉的资料。物质遗存内涵丰富。正象不同学科能够从文献史料摄取自己所需要研究信息一样，物质遗存也蕴藏着可供许多学科吸收的十分广泛的信息。即使一件石器也辐射出岩石、功能、造型及制造工艺等方i 硼! 勺信息。因此，考古学不可能研究全部物质遗存，甚至也不可能研究那些由考古学家调查、发掘所获得的物质遗存。因之，为了实现对物质遗存所反映的信息进行比较深入、全面的研究，必须实行考古学与包括自然科学在内的诸学科的协作。并f l ，只有这样，才能超越这些学
16、科而站在更高一级层面上探讨历史的奥秘。运用自然科学的技术和方法所做的考古学研究被称为科技考古学( A r c h a e o l o g y S c i e n c e ) 。根据实际应用的有关学科的技术和手段不同，科技考古学几乎涉及自然科 学和社会科学的所有学科。古人类的出现和进步是第四纪地质时期的一个特大事件。人类本身就是地质历史的产物，而早期人类的遗迹通常作为地质现象被埋藏在地层之中，形成一种特殊的第四纪沉积物。考古学家所划分的旧石器时代、新石器时代、铜石并用时代、青铜时代、铁器时代乃至人类发展的每一个时期，人类要不断地认识和适应其赖以生存的地质地理环境，又要努力获取生产工具和生活器具，几乎无时无刻地不在认识和苘同“地球科学。j 文化”学术研讨会暨地质学史争业委员会笫1 7 厢! 学术年会论文集利用各类矿物岩石资源的特性和功用。因此，就物质文化而论，人类的进化史和社会发展史无疑是一部地质矿产资源的发现利用史。既然人类的进化和发展与地质矿产资源有着密切而广泛的有机联系，那么在当代科技考古研究中，地质学
