栗文静, 雷少, 王张华, 李月, 岳伟, 郑童童. (2018)浙江大榭史前制盐遗址人工土台的堆土特征及来源分析* [J]. 古地理学报, 20(6): 1102-1112
Li Wen-Jing, Lei Shao, Wang Zhang-Hua, Li Yue, Yue Wei, Zheng Tong-Tong. (2018)Characteristics and origin of the earth from artificial mound of prehistoric Daxie salt-making site, Zhejiang Province[J]. Journal Of Palaeogeography, 20(6): 1102-1112.   
Doi: 10.7605/gdlxb.2018.06.081
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浙江大榭史前制盐遗址人工土台的堆土特征及来源分析*
栗文静1,2, 雷少3, 王张华1,2, 李月1, 岳伟4, 郑童童1
1 华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海 200062
2 华东师范大学城市发展研究院,上海 200062
3 浙江省宁波市文物考古研究所,浙江宁波 315012
4 同济大学海洋地质国家重点实验室,上海 200092
通讯作者简介 王张华,女,1973年生,教授,博士生导师,主要从事晚第四纪海平面变化及河口三角洲沉积地貌环境演变研究。E-mail: zhwang@geo.ecnu.edu.cn。

第一作者简介 栗文静,女,1993年生,河口海岸国家重点实验室硕士研究生,自然地理学专业。E-mail: 912094711@qq.com。

收稿日期:2018-03-22
基金资助:*国家自然科学基金项目(编号: 41576042)资助
摘要

位于浙江省宁波市大榭岛的大榭遗址,是迄今所发现的中国最早的史前海盐业遗址,与一般遗址沉积地层不同,其主体区系人工堆筑土台。本研究在遗址发掘过程中,采集了泥质和砂质 2种类型堆土、废弃陶器堆中的白色硬化物和盐灶坑表层白色硬化物,同时采集本岛自然堆积物,进行了粒度、无机元素地球化学和重矿物分析,以探讨堆土的原料构成、古人的制盐工艺及制盐活动对堆土地层产生的影响。研究结果显示: 来自盐灶遗迹附近的 7个泥质堆土样品,其中 5个具有陆相元素富集特征,但是后期受海水影响,另外 2个显示滩涂盐泥特征;废弃陶器堆中的白色硬化物元素组成与盐泥相似,盐灶坑表层白色硬化物具高 Ca、 Sr、 Ba含量,推测是烧煮卤水产生的沉淀物。砂质堆土的粒度和重矿物组成显示其属于河流冲积物,且具强烈的化学风化特征,推测其原始地层不仅限于全新统。该研究显示了钱山漾文化时期古人利用岛屿上的潮上带、山麓黄土、河流冲积物等原材料在滩涂营建土台,并在土台上利用“淋卤煎炼”工艺从事制盐活动。

关键词: 泥质堆土; 砂质堆土; 制盐活动; 河流冲积物
中图分类号:P534.63 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2018)06-1102-11
Characteristics and origin of the earth from artificial mound of prehistoric Daxie salt-making site, Zhejiang Province
Li Wen-Jing1,2, Lei Shao3, Wang Zhang-Hua1,2, Li Yue1, Yue Wei4, Zheng Tong-Tong1
1 State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research,East China Normal University,Shanghai 200062
2 Institute of Urban Development, East China Normal University,Shanghai 200062
3 The Institute of Archaeology,Ningbo 315012,Zhejiang
4 State Key Laboratory for Marine Geology,Tongji University,Shanghai 200092
About the corresponding author Wang Zhang-Hua,born in 1973,is a professor engaged in the researches on Quaternary sea level change and environmental change of estuary and delta. E-mail: zhwang@geo.ecnu.edu.cn.

About the first author Li Wen-Jing,born in 1993,is a master candidate in the State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research,East China Normal University. She majors in physical geography. E-mail: 912094711@qq.com.

Fund:[Financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.41576042)]
Abstract

Daxie site is the earliest prehistoric sea salt-making site discovered in China to date,and is located on the Daxie Island,Ningbo,Zhejiang Province. Artificial mounds constitute the major site. In this study,samples of muddy and sandy artificial earth from the Neolithic mound and samples of hard white material from the garbage and surface of salt-making stove during the archaeological excavation were collected. Samples representing the natural deposits on the island were also collected. Analysis including grain size,inorganic geochemistry and heavy mineral on these samples to explore the origin of the artificial earth and the influence of the salt-making activities were conducted. Results demonstrate that among the seven muddy earth samples collected from excavation units close to the salt-making stoves,five were of terrestrial origin,but also influenced by seawater. Origin of the other two samples were inferred to be the salty mud collected from tidal flat. The sample of white hard material from the garbage has similar elemental chemistry to the salty mud. The sample from the surface of salt-making stove is characterized by high content of Ca,Sr and Ba which is inferred to be the precipitation during boiling. Grain size and heavy mineral analyses of the sandy earth showed an alluvial origin with characteristics of strong chemical weathering,which imply that the original strata were beyond the Holocene. We imply that above results reflected prehistoric people's adaption and utilization of an island and its mud flat,which was using the supratidal, foothill deposits and alluvial sediments for constructing the artificial mound on the tidal flat , and making salt using the technique including leaching the salty mud and boiling the salt-enriched liquid.

Key words: muddy mound; sandy mound; salt-making activity; alluvial sediment
1 概述

盐是人类生存的必需品, 但古人何时开始制盐及怎样利用自然资源制盐, 目前还知之甚少。中国目前已出土的制盐遗址多分布在内陆具有盐岩、盐井、盐湖等天然盐源的地区(王清明, 1987; 陶宏和黄健, 2002; 侯虹, 2003; 王青, 2007)。沿海地区, 研究较深入的有商周至及元明时期的制盐遗址, 位于渤海南岸有地下卤水埋藏的地区, 且缺乏厚积的堆土层(白广美, 1988; 燕生东等, 2011; 崔彪等, 2015; 燕生东和赵守祥, 2016)。关于海盐的生产, 广泛以“ 夙沙氏” 为其鼻祖, 但缺乏确切的史料, 其发展脉络也有待考证(李乃胜等, 2013)。

国外对制盐遗址有较多研究, 其中不少研究专门针对遗址特殊的堆土层。如法国赛耶河谷的1处铁器时代制盐遗址, 挖掘出厚达十几米的地层堆积体, 研究表明其为古人制盐产生的废弃堆积, 并且为了适应湿地环境而有意铺垫堆筑, 从而便于制盐生产(Riddiford et al., 2012); 罗马尼亚仍在使用的1处盐泉附近同样出土了几十米长宽的堆土, 制盐时间最早可追溯至新石器时代, 研究表明该堆土是于制盐过程中不断加高形成(Olivier, 2015); Good(1995)对墨西哥南部巴尔萨斯河流域的1处现代制盐地研究也发现规模分布的废弃盐泥, 为制盐淋滤堆积而成。这些制盐遗址明显不同于一般的居住地, 其特殊地层堆积的形成除了受制盐活动影响, 同时也与周边水文地貌环境相关(Riddiford et al., 2012, 2016)。因此, 搞清楚制盐遗址堆土的原料及形成原因, 对于研究当时人类的制盐工艺、以及人类如何利用和适应自然环境具有重要意义。

大榭遗址于2016年4月开始发掘, 该遗址不同于国内以往发现的其他制盐遗址, 其主体属于1个人工营建的土台, 底部为潮滩相生土层。考古Ⅱ 期发掘的④层堆积中, 出土了成群分布的盐灶27座、制盐废弃物堆18处, 盐灶附近和制盐废弃物堆中采集的炭屑测年结果显示, 制盐活动发生于公元前约2400— 2100年(雷少和梅术文, 2017a), 与太湖平原新石器文化晚期的钱山漾文化时间吻合(丁品, 2010; 曹峻, 2015)。经专家论证, 该遗址被确定为目前中国古代海盐业的最早实证(雷少和梅术文, 2017b)。考古还发现, 遗址堆土为2个土台由小扩大、最后合拢而成。

因此, 本研究要解答的问题包括: 该遗址堆土是单纯由制盐废弃物构成, 还是古人为适应潮滩环境主动营建了土台; 如果是主动营建, 用的是什么材料。在遗址发掘过程中, 作者于数个探方采集了钱山漾文化层的2种类型堆土以及疑似与制盐活动相关的白色硬化物, 同时采集本岛自然堆积物, 通过粒度、元素及重矿物分析, 旨在检查这2种堆土特征, 探讨其来源, 并分析其与新石器人类制盐活动的关系。

2 研究区及遗址概况

大榭遗址位于浙江省宁波市大榭岛的榭北盆地西南角阴山岙(图 1), 岛屿东临东海, 西与宁波市北仑港相邻, 南距大陆最近处不足500im。榭北盆地是岛上最主要的平原低地, 其东、南、西三面环山。东部山体较高, 最高峰七顶山334.5im, 基岩裸露; 西部山体低矮、平缓、风化剧烈(谷颖和李金铎, 2008); 盆地内地势低平, 地面高程大多仅2im左右, 为淤泥质潮滩演变而成的滨海平原。

图 1 浙江大榭遗址地理位置(A), 本岛自然堆积物采样位置(B)以及浙江大榭遗址附近地形及水库(C)
遥感影像来源于谷歌地球Fig.1 Geographic location of Daxie site, Zhejiang Province(A), sampling locations for the natural deposits on the island(B) and topography around the Daxie site and the location of modern reservoirs(C)

遗址的人工土台总面积达400im2以上, 系2个土台合并而成, 其中良渚文化晚期和钱山漾文化是土台堆积的主体, 向上有东周和宋元时期的文化遗存, 均分布于史前土台之上, 但地层保存较少(雷少和梅术文, 2016)。制盐活动主要发生于钱山漾文化时期(雷少和梅术文, 2017a)。发掘现场观察发现构成钱山漾文化的堆土主要有2种类型: 一种为黄褐色泥, 质地较均匀, 在发掘区广泛分布; 另一种是黄褐色砂、砾、泥的混杂堆积, 主要出现在遗址发掘区的东南角, 如TG9探沟(图 2)。

图 2 浙江大榭遗址探方分布及遗址堆土和白色硬化物采样位置
T0705— T0708为探方编号; TG9为探沟编号Fig.2 Distribution of excavation units at the Daxie site and the sampled units for artificial mound and hard white material

3 材料与方法

在发掘区西南侧盐灶集中分布区附近, 于4个探方(T0705— T0708)内采集钱山漾文化层堆土共计7个样品, 均为灰黄色均质泥(表 1), 其中样品Ⅰ WT0707④d3-1来自制盐陶器废弃堆, 样品Ⅰ WT0708④d2-3来自盐灶坑附近。另外还在T0707陶器废弃堆里采集1个白色硬化物样品(样品Ⅰ WT0707④d3-2), 在T0708的盐灶坑采集其表层白色硬化物样品一个(样品Ⅰ WT0708④d2-4)。此外在发掘区东南侧TG9探沟西壁钱山漾文化砂质堆土剖面自下而上采集灰黄色含砾、含泥砂质样品5个, 采样深度分别为108~112icm、88~92icm、68~72icm、48~52icm、40~44icm。

表 1 浙江大榭遗址和本岛自然堆积物的采样清单及分析项目 Table1 Lists of samples and analyzing proxies for the Daxie site and natural deposits on the island

考虑到古人营建土台就近取土的原则, 可推测堆土应主要来自附近山麓或滩涂。山麓的黄土、坡积物、河流冲积物以及由潮流作用堆积而成的滨海平原, 都可能是其原材料。对于泥质堆土来说, 陆相的原材料应主要来自黄土和滨海平原的潮上带; 海相的原材料则来自潮间带。砂质堆土则可能来自坡积物和河流冲积物。基于上述推测, 对本岛的自然堆积物(即潜在物源)进行了采样。但由于该岛现代人类活动强烈, 滨海平原高潮滩— 潮上带沼泽均已围垦成为建筑用地、居住地、道路系统等水泥固化地面(图 1), 因此仅在其现存的淤泥质滩涂— — 双美碶的光滩上, 采集表层灰色软泥样品2个; 在遗址附近山麓由挖掘机挖出的黄土剖面采集黄土样品2个; 在阴山岙山麓菜地采集坡积物样品1个; 并在曹家岙水库上游采集现代河床砂质沉积物样品1个(图 1)。

考虑到该遗址的海盐业性质, 主要采用元素地球化学手段分析其泥质堆土的可能来源和人类制盐活动影响, 原因是前人研究显示海水含盐量高, 海水中一些元素的含量明显高于淡水, 例如Sr、Ca、S、Mg、Na等(И . С Г р а м б е р г 和宋炳忠, 1985), 另外Sr/Ba比值常被用于判断海陆相沉积环境(王益友等, 1979; 王益友和吴萍, 1983; 王爱华, 1996; 史忠生等, 2003; 钱利军等, 2012)。对于砂质堆土, 因其泥质含量低, 对元素离子的吸附能力有限, 故采用粒度和重矿物手段进行物源分析(赵红格和刘池洋, 2003)。

将探方泥质堆土与相似的细颗粒物质即现代滩涂和山麓黄土样品进行对比, 分析的项目包括粒度和常微量元素(K、 Na、Ca、Mg、S、Sr和Ba)及Sr/Ba值。其中滩涂和黄土样品分别作为海相和陆相端元来进行探方堆土的海陆成因判断。将探沟砂质堆土与以粗颗粒为主的阴山岙坡积物和曹家岙水库上游现代河床沉积物样品进行对比, 对比手段为粒度分析和重矿物鉴定。

常微量元素分析在华东师范大学进行, 以 “ HF-HClO4-HNO3” 全量法进行消解。预处理过程如下: 将样品低温烘干并研磨过筛(200目), 分别称取干样0.2500ig于泰氟龙消解罐中, 依次加入优级纯的硝酸、氢氟酸和高氯酸于电热板上高温消解48 h, 溶液蒸至近干状态, 冷却后于50imL容量瓶中定容至刻度线摇匀。实验过程中设置有空白对照组和质控组对实验数据的可靠性提供保障。从制备好的溶液中取大约10imL, 使用美国Thermo Fisher公司的iCAP 7400电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定K、Na、Ca、Mg、Sr、Ba、S等7个元素的含量(单位为 μ g/mL), 并推算出各元素在样品中所占的质量百分含量(计算公式: 元素质量百分含量= 元素含量值×10-6×500.2500), 同时计算了Sr/Ba值。

为了分析样品的水动力和沉积环境, 通过粒度分析来确定沉积物中不同粒级的百分含量。对泥质样品, 应用美国Beckman公司Coulter LS13320激光粒度仪进行。首先将样品低温(< 40i℃)烘干, 用研磨棒轻压样品使之充分分散, 称取各干样0.1~0.2ig于50imL烧杯中, 先加10% 的H2O2充分反应以去除有机质, 再加10% 的HCl去除钙质, 之后往各烧杯中加满纯水, 静置一夜后抽去上层清液, 加入0.5imol/L的分散剂六酸磷偏钠, 并放入超声波仪器中震荡10imin后上机分析。最后用仪器自带软件进行各项参数的计算。对于含砾粗颗粒样品, 用手动筛析法进行粒度分析, 每个样品取样300~600ig, 烘干后称重; 先用水筛法分离粒径小于0.032imm的组分, 然后收集粒径大于0.032imm的组分, 烘干称重后, 再用一套网眼分别为0.063、0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、4.0imm的筛子进行筛分, 收集各粒级组分称重并计算相应的质量百分含量。

另外, 选择TG9探沟堆土中部的1个样品(深度88~92icm)、阴山岙坡积物样品和曹家岙水库上游河床样品, 对其筛分法获得的0.125~0.063imm粒级进行重液分离, 然后对分离出的重矿物在显微镜下进行鉴定统计, 每个样品的重矿物统计数量都大于300颗。鉴定遵照“ 条带计数法” (Galehouse, 1971), 用体视显微镜在反射光下鉴定不透明矿物、自生矿物、岩屑和容易辨识的透明矿物(例如闪石族、帘石族矿物等), 而对于不容易区分的透明矿物利用油浸法在偏光显微镜下通过测试光学性质, 综合判断矿物的种类。

4 研究结果
4.1 泥质堆土与岛屿自然堆积物的粒度组成对比

粒度分析结果显示, 遗址泥质堆土和现代滩涂淤泥及山麓黄土均以粉砂(4~63iμ m)为主, 各样品砂(> 63iμ m)的含量除了在1个黄土样中较高(21%; 图 3), 其余均极低。遗址堆土各探方样品之间, 粒度组成差异很小, 均属黏土质粉砂。堆土与自然沉积物相比, 粉砂含量高而砂含量低, 黏土含量相似。所有样品具相似的粒度频率曲线, 均属于主、次峰型曲线且都呈3峰形态特征。滩涂淤泥和黄土样的主峰较宽缓且次峰面积更大, 尤其是砂含量较高的黄土样, 曲线形态最为宽缓。

图 3 浙江大榭遗址泥质堆土与本岛淤泥质滩涂表层沉积物及山麓黄土粒度对比
a— 各样品的频率曲线; b— 各样品黏土— 粉砂— 砂各粒级百分含量Fig.3 Comparison of grain size for the muddy earth at the Daxie site of Zhejiang Province, the surficial sediments from the mud flat, and the loess at the foothill

4.2 泥质堆土、白色硬化物与岛屿自然堆积物的常微量元素对比

样品各元素的质量浓度结果见表 2, 为了便于对比, 以各元素的质量百分比形式做成柱状图显示(图 4), 从图中可以看到, 滩涂沉积物的Na、Ca、S和Sr元素含量及Sr/Ba值明显高于陆相的山麓黄土, 反映其海相特征, 即这些富集于海水的元素或被滩涂沉积物吸附沉淀, 或被海相生物壳体吸收(吴明清和王贤觉, 1991; Alvarez-Silva et al., 2010; Thorpe et al., 2012)。而滩涂沉积物的Ba元素明显低于黄土, 这也与海水中Ba元素含量相对贫乏的特征相符(王益友等, 1979; Thorpe et al., 2012)。

表 2 浙江大榭遗址泥质堆土与本岛淤泥质滩涂表层沉积物及山麓黄土、常微量元素含量 Table2 Contents of geochemical elements for the artificial earth at the Daxie site of Zhejiang Province, the surficial sediments from the mud flat, and the loess at the foothill

图 4 浙江大榭遗址泥质堆土与本岛淤泥质滩涂表层沉积物及山麓黄土常微量元素含量对比
样品Ⅰ WT0707④d3-2为废弃堆出土的白色硬化物, 样品Ⅰ WT0708④d2-4为盐灶坑表层白色硬化物Fig.4 Comparison of geochemical elements for the artificial earth at the Daxie site of Zhejiang Province, the surficial sediments from the mud flat, and the loess at the foothill

大榭遗址泥质堆土及硬化物样品的K、Na、Ca、Mg、S和Sr含量及Sr/Ba比值多处于上述2个端元之间(图 4), 反映都受到海水影响; 7个堆土样中, 有5个样品的S、Ba含量与黄土接近, 显示陆相特征; 其余2个(样品Ⅰ WT0707④d3-1、Ⅰ WT0708④d2-3)的S、Ba含量和滩涂样相似, 反映海相特征; 另外, 这2个样品虽然Sr含量较低, 但Mg含量呈现为异常高值。值得注意的是, 盐灶表层硬化物的Ca、Sr和Ba显著高于其他样品, 并含较高的S含量, 但K和Na元素却异常低(图 4)。

4.3 砂质堆土与岛屿自然堆积物的粒度对比

粒度分析(图 5)显示阴山岙坡积物为砂、泥、砾的混杂堆积, 且泥含量远大于砾石含量; 曹家岙水库上游河床砂的粒度组成正好相反, 砾石含量明显高于泥含量。另外, 在砂质组分中, 坡积物各粒级含量的差异较小, 说明分选较差; 而河床砂的粒径较集中于中粗砂, 分选较好。TG9探沟堆土的砾石含量处于河床砂与坡积物之间, 剖面底部和上部样品泥的含量较高, 除顶部(40~44icm)样品外, 其余样品均集中于中粗砂粒径, 显示较好的分选性, 但峰值出现于0.5~1.0imm, 小于曹家岙水库上游河床砂。由此推测TG9探沟砂质堆土来源于河床的可能性大于来源于坡积物的可能性。由于河床砂采样点位于水库上游半山腰位置, 因此粒径较粗; TG9的堆土可能来自山麓河床, 受搬运距离和坡度影响因而粒径略小。探沟顶部样品因处于与上覆泥质堆土与下伏层的过渡处, 因此含泥量较高。

图 5 浙江大榭遗址砂质堆土(TG9)与本岛阴山岙山麓坡积物及曹家岙水库上游河床砂的粒度组成对比
图a— g的横坐标为沉积物粒径, 数字1— 9分别代表< 0.032, 0.032~0.063, 0.063~0.125, 0.125~0.25, 0.25~0.50, 0.50~1.0, 1.0~2.0, 2.0~4.0, > 4.0imm这9个粒级; 图h是图a— g中7个样品的泥(黏土+粉砂)、砂和砾石占比Fig.5 Comparison of grain size composition for the sandy artificial earth(TG9)at the Daxie site of Zhejiang Province, the slope deposits at Yinshanao, and the channel sands at the upstream of Caojiaao reservoir

4.4 砂质堆土与岛屿自然堆积物的重矿物组成对比

重矿物鉴定显示(表 3), 阴山岙坡积物和曹家岙水库上游河床砂均以绿帘石为优势重矿物, 含量远高于其他种类矿物, 其次还含较多褐铁矿, 其中河床砂的绿帘石含量低于坡积物而褐铁矿含量较高。其余矿物如锆石、角闪石、钛铁矿、云母等均少量出现。遗址TG9探沟砂质堆土的重矿物组合与坡积物和河床砂相似, 但是相对含量有显著差异: 褐铁矿含量超过60%, 绿帘石含量仅1.5%, 而锆石、角闪石和钛铁矿含量均略高。此外, 砂质堆土中还有较多白钛石(表 3)。

表 3 浙江大榭遗址TG9探沟砂质堆土与本岛阴山岙坡积物及曹家岙水库上游河床砂的重矿物组成对比 Table3 Comparison of heavy minerals for the sandy artificial earth(TG9)at the Daxie site of Zhejiang Province, the slope deposits at Yinshanao, and the channel sands at the upstream of Caojiaao reservoir
5 讨论
5.1 泥质堆土及白色硬化物与古制盐活动的关系

粒度和元素分析结果显示了大榭遗址泥质堆土成分的复杂性。粒度分析显示, 泥质堆土比现在的光滩和山麓黄土都要细, 而且优势粒级更明显(图 3), 反映沉积动力较为单一。元素分析显示堆土兼具海相与陆相特征。首先, 本研究显示大榭岛现代滩涂表层沉积物的S含量远高于黄土样品, 而黄土的Ba含量显著高于滩涂泥(图 4)。我们认为这2个元素可以作为海、陆相判断的依据, 这是因为: 海水中富含硫酸根离子, 极易在潮滩形成自生铁硫化物如黄铁矿和硫复铁矿(高晓琴等, 2012; Chen et al., 2015), 而且这些铁硫化物可在地层中长期保存。Ba元素多赋存于硅酸盐矿物, 在陆相沉积物中含量较高且较为稳定(王爱华, 1996)。因此, 依据S和Ba元素分布, 判断7个泥质堆土样中, 样品Ⅰ WT0707④d3-1和Ⅰ WT0708④d2-3为海相的潮滩沉积物来源, 其余5个样品则为陆相沉积物来源, 因为样品Ⅰ WT0707④d3-1和Ⅰ WT0708④d2-3的S含量异常高、Ba含量异常低, 与潮滩样相似, 其余5个堆土样的S和Ba含量则与黄土相似(图 4)。

但是, 被推测为陆相来源的这5个堆土样中K、Na、Ca和Sr含量较黄土样高, Sr/Ba值也明显高于黄土, 却和滩涂沉积相当(图 4), 可见这些堆土也受到海水的影响。特别是K和Na元素极易溶解随淋滤作用流失, 因此推测其较高的含量不是因为土壤母质特征, 而是与古人的制盐活动有关。制盐考古中关于古人的海盐生产技术已有实证的淋卤煎炼法(白广美, 1988): 如宋乐史《太平寰宇记》中记载的以刺土浸润海潮结盐取卤; 明《天工开物》中“ 海水盐” 也说到在“ 潮波浅被地” 搜扫集结盐霜的盐土或盐沙并复以海水淋滤以获制盐卤水。所以古人的制盐工艺主要包括从潮滩收集盐泥、再用海水淋滤获取卤水、最后烧煮卤水获取食盐这3个主要步骤。其中第1个步骤解释了Ⅰ WT0707④d3-1和Ⅰ WT0708④d2-3这2个高S样品属于潮滩盐泥; 与样品Ⅰ WT0707④d3-1处于同一废弃堆的白色硬化物(样品Ⅰ WT0707④d3-2), 其代表海水特征的元素Na、Ca、Mg、S和Sr的含量均较高, 因此也属于制盐过程中产生的废弃盐泥。第2歩需要使用大量海水, 导致原始陆相堆土持续接受盐分供应, 因此即使制盐活动停止后在本区丰富的降水淋滤下, 仍有盐分残留在地层, 这解释了其余5个堆土样品受海水影响的特征。第3步烧煮卤水则可以解释盐灶坑表层白色硬化物(样品Ⅰ WT0708④d2-4)的元素特征。在煮卤制盐过程中, 由于钙盐的溶解度小于钾盐和钠盐, 因此在蒸发浓缩过程容易先行析出, 形成文石、方解石以及石膏沉淀(康兴伦和程作联, 1990; 宁劲松等, 2005; 苏乔等, 2011); 其次卤水中阴离子含量S O42-仅次于Cl-(王珍岩和韩有松, 1998; 苏乔等, 2011), 容易和其中的Ba2+形成更难溶的BaSO4沉淀; 因此久煮卤水后, 盐灶表面常常形成凝结层(王青, 2007), 为煮卤过程中产生的Ca、Ba碳酸盐和硫酸盐。另外, Sr与Ca属同一主族元素, 离子半径接近, 因此往往与Ca一起富集在碳酸盐中(崔剑锋等, 2010)。K、Na为盐灶煮盐时最后结晶形成的食盐成品的主要元素(朱诚等, 2008), 因此灶坑表层的硬化物样品Ⅰ WT0708④d2-4中这2个元素的含量异常低。此外, 卤水熬煮析出食盐晶体后的废弃卤液中常含MgCl等杂质, 废弃于地层中容易形成固化物(朱诚等, 2008), 可能解释了来自制盐陶器废弃堆的样品Ⅰ WT0707④d3-1、Ⅰ WT0707④d3-2以及来自盐灶坑附近的样品Ⅰ WT0708④d2-3中的高含量Mg现象。

5.2 砂质堆土来源探讨

对砂质堆土的分析显示其粒度虽细于曹家岙水库上游的河床砂, 但其粒度频率分布与河床砂类似, 因此推测其以河流冲积物为主。由于强烈的人类活动, 在榭北盆地周围已经找不到原始的河流, 但是在阴山岙以南山丘上有多个水库(图 1), 可见本有数条山溪流进榭北盆地。因此推测大榭遗址的砂质堆土可能来自这些山溪携带至山麓的冲积物。重矿物分析进一步证实了这种推测, 即砂质堆土的重矿物特征与现代河床砂较为相似(表 3)。现代沉积物样品的重矿物分析结果表明, 阴山岙坡积物样品以较不稳定矿物绿帘石为主, 反映坡积物处于源区附近、沉积物搬运距离很短的特征。曹家岙水库上游的河床砂样品矿物组合虽与阴山岙坡积物相似, 但绿帘石相对含量明显减小, 而褐铁矿的含量则大量增加, 一方面反映河流搬运过程中, 矿物的物理风化和化学风化作用增强导致不稳定矿物减少(赵红格和刘池洋, 2003); 另一方面也说明, 河流携带的沉积物中, 流域土壤贡献的矿物增多。这是因为土壤中的矿物经历较充分的化学风化作用, 不稳定矿物减少, 而且本区土壤含较多褐铁矿(金秉福等, 2007)。TG9探沟剖面的砂质堆土中, 不稳定矿物大幅度减少, 次生矿物、稳定矿物增多, 反映其搬运距离进一步增加, 因此与根据粒度特征所做的判断— — “ 河流堆积于山麓的冲积物” 这一推测吻合。另外, 砂质堆土所含的大量褐铁矿以及较多的白钛石, 这些矿物均是指示化学风化的特征矿物(向绪洪等, 2011; Yue et al., 2018), 因此推测该河流冲积物不仅仅来自全新世地层, 可能还有更老的地层。

综合上述分析可以推测, 古人首先利用滨海平原的潮上带、山麓黄土及河流冲积物堆积在滩涂上营建土台, 因这些原材料含水量低、黏性较高或较硬实, 适合建筑。又由于岛上河流规模小, 砂质冲积物比较少见, 因此在土台营建过程中还是以泥质堆土为主。土台营建之后, 古人在土台上从事制盐活动, 淋滤后的盐泥与废弃陶器一起被抛弃堆积于土台边缘, 致使土台不断扩大合拢。上述研究结果充分反映, 大榭史前制盐遗址是古人因地制宜、主动利用和改造自然环境的一个典型例子。

6 结论

通过对大榭遗址2种类型堆土、白色硬化物和本岛自然环境堆积物的粒度、地球化学元素和重矿物的对比分析, 认为大榭遗址的泥质堆土以陆相来源为主, 可能为滨海平原的潮上带堆积, 砂质堆土来源于本岛山溪河流在山麓的冲积物。但是分析显示盐灶坑附近的堆土后期受到海水影响, 其中少量堆土及土台边缘废弃堆中的堆土和白色硬化物具滩涂盐泥性质, 盐灶坑表层的白色硬化物为Ca、Sr和Ba的碳酸盐、硫酸盐结集, 为卤水煎炼过程中的沉淀。因此, 该遗址是钱山漾时期古人利用岛屿滩涂资源, 通过人工营建土台适应潮滩环境、并利用淋卤煎炼工艺进行海盐制作活动的证据。

作者声明没有竞争性利益冲突.

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