史前时期“西域”多民族的交融与迁徙一直是倍受学术界关注的问题之一,已有考古发现显示,在西汉丝绸之路开通之前吐鲁番-哈密盆地(以下简称吐哈盆地)就已经出现了频繁的人群迁徙和文化交流。哈密盆地青铜时代的五堡墓地,早期铁器时代的艾斯克霞尔南墓地和吐鲁番盆地早期铁器时代的加依墓地均是吐哈盆地青铜至铁器时代的代表性遗址,其出土的人骨、动物骨骼材料为吐哈盆地的史前人口迁徙和饮食结构研究提供了重要的实验材料,对构建史前丝绸之路的形成过程具有重要意义,也是“一带一路”沿线地区历史文化研究的重要组成部分。我们对上述三个遗址的人骨和动物骨骼进行了碳、氧、锶三种同位素分析,为研究吐哈盆地古人类迁徙活动和当时居民的饮食习惯、生业模式提供了直接证据;同时,本研究通过古代动物和人类骨骼的锶同位素比值分布规律评估了吐哈盆地当地的生物可利用锶同位素特征值,填补了东天山地区的生物性锶同位素域的空白。本文首章简要介绍了新疆地区的传统考古学研究成果及其不足;学界关于新疆青铜时代、铁器时代的不同划分标准以及笔者的认识;新疆考古材料中已有同位素方法的应用以及本研究的亮点。第二章分别介绍了碳、氧和锶同位素方法的原理以及考古学中的应用案例。第三章对本研究所涉及的遗址、样本进行详细介绍,概述相关的实验操作。第四章至第六章是对同位素测试数据进行解析并结合考古学文化展开深入的讨论。本研究将同位素测试结果与考古学文化背景相结合,对青铜至早期铁器时代吐哈盆地先民的地理来源地和饮食结构有以下几点认识:其一,五堡墓地先民的锶氧同位素数据分布存在三个聚集区间,表明该地区古代居民的地理来源地多样化,存在较大比例的第一代外来者,这与魏东提出的该地区主要为蒙古人种和欧罗巴人种之间的“过渡人种””这一观点基本吻合。随机选取的艾斯克霞尔南墓地先民中没有外来移民,同时他们的锶氧同位素数据与五堡墓地先民的数据重合度较好。其二,五堡墓地、艾斯克霞尔南墓地先民和动物的碳同位素数据,表明至晚在距今3200年的哈密地区,先民和动物的饮食中C3类食物所占比例较高,可能此时先民已有意识地种植大麦和谷子,并驯养牛、羊等牲畜,先民对动物资源的利用形式多样,狩猎行为仍然被作为获取肉食资源的一种有效手段延续下来。早期铁器时代的艾斯克霞尔南先民饮食中C4类食物占比低于青铜时代晚期的五堡先民,同时艾斯克霞尔墓地发现了与先民的饮食类型非常接近的羊,当时可能已经开始圈养牲畜。其三,加依墓地先民的同位素数据最为分散,表明在距今2700年的吐鲁番盆地中心,饮水来源多样,人群迁徙频繁。田野考古工作中发现的来自西方的料珠、金饰、海贝也印证了当时加依地区频繁的文化交流。总而言之,本文的同位素研究结果表明吐哈盆地史前居民的迁徙情况和经济模式基本符合传统考古学研究的推测,距今3200年该地区已经存在来自不同地理来源地的人群;畜牧与狩猎并重,同时先民已掌握了最基本的农业生产技术。本研究获得的相关数据补充了东天山生物性锶同位素域的空白,初步了解了该时期人类的迁徙活动和生业经济模式,这对探讨新疆史前文化发展进程提供了重要证据。