黑曜石水合定年法

謝艾倫

黑曜石是古代人類常用來做為製作狩獵、刮削、穿孔等工具的材料，在歐洲、美洲、非洲、亞洲均有分佈。這種岩石是火山活動後形成的玻璃質岩，由於火山活動時熔岩外部迅速冷卻而成。它的表面對水有很強的親和力，在任何溼度下均能保持一分子層的水分，然後逐漸向內擴散，這種擴散過程稱為水合。古代人類用黑曜岩製作或修理工具時，由於粉碎、研磨會造成一新創面，水合過程及由此開始以均勻速率向內擴散而變厚。在光學顯微鏡底下觀察黑耀石石器的剖面，可以見到水合層在器物表面形成非常清晰的區域。因此若我們已知某一標本的水合率並測量其擴入厚度，即可經由公式計算該標本製作的年代，應用範圍可從幾百年到幾萬年。

值得注意的是，上文所提到的水合率與黑曜石本身的化學組成及環境的溫度相關，與相對溼度無關。而各地黑曜石的化學組成種類繁多，水合率變化可達兩倍以上，而水合率與溫度的關係，則需要從不同氣候區域採集已知年代標本測定水合層厚度，以求出當地的水合率。因此這種斷代方式基本上是屬於相對測年法，需要依據其他方法一起建立討論區域內的年代序列。

即使如此，這種方法所需設備簡單，操作技術容易，而且價格只有碳14斷代的五十分之一，因此可以大規模地取樣鑑定，目前至少已有一萬個以上的年代數據，此外，當然還可以結合研究黑曜石工具的使用和發展，以幫助定年。因此黑曜岩水合斷代在條件適合的地區（不包括臺灣）是一種很有價值的測年方法。

1、殷瑋璋編 1985《考古學田野工作手冊》，台北：明文
2、黃士強等 1979〈科學測年方法在考古學上的應用〉，《人類與文化》13：30-50。
3、Colin Renfrew and Paul Bahn著，中國社會科學院考古研究所譯 2004《考古學：理論、方法與實踐》，北京：文物出版。

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2009-09-09