四川刘家寨遗址考古磁学研究结果及其对新石器时代晚期地磁场强度变化的制约

摘要

考古磁学是利用考古遗址上出土的烧制过的砖、瓦、陶瓷器、烧土等古遗存来探索地磁场全新世以来短尺度精细变化的有效手段,在完善地磁场模型、探索地球动力机制、考古定年以及探讨人类活动与地球环境变化相关性等方面具有重要意义.目前考古磁学工作主要集中在欧洲,东亚数据相对稀少,且已发表数据主要集中在近3ka,更古老的数据则非常匮乏.本文对位于四川金川县的新石器时代晚期刘家寨遗址开展详细的岩石磁学及地磁场古强度研究，从而探索距今5ka左右地磁场形态及其变化规律，从时间和空间上弥补现有数据的不足，为进一步完善地磁场模型、探讨地球动力学机制等提供前提和保障。四川地区地磁场古强度结果显示，参与实验的246块子样品中，有143块获得了可靠的结果，成功率约58%。四川地区样品记录的地磁场强度值为~(2.8-7.8)×1022Am2，平均强度为5.9×1022Am2，说明3000BCE左右地磁场强度整体处于低值，低于现代地磁场的平均强度。在遗址跨越的~3100-2600BCE的500年间地磁场强度呈倒"U"型的变化趋势，上升和下降速率都达到~10uT/百年，平均变化速率约为5uT/百年。本文在~3100BCE观测到地磁场强度的一个低值(~2.8×1022Am2)，该低值与Cai etal.(2014)报道的~2250 BCE出现的低值(~2.3×1022Am2)接近，进一步证实3000-2000 BCE之间中国地区地磁场强度存在"DIP"事件。