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考古遗址中出土的植物遗存是研究农作物起源、传播的重要材料,但对考古遗址出土的植物遗存的鉴定还不是很全面,本文通过分析北方常见主粮果实的正构烷烃分布模式,为鉴别复杂的考古残留物和植物遗存提供新的技术手段。此外,本文还定量的模拟了小麦在不同温度下炭化过程中的质量变化和颜色变化,为研究植物炭化提供定量的参考数据。本文研究的主要结论如下: (1)比较了多个品种粮食果实的正构烷烃后发现,同一种作物的不同品种的果实正构烷烃分布特征有相似之处,而不同种的粮食果实有不同的正构烷烃分布特征。如不同的小麦品种之间,其果实的正构烷烃的分布特征很相似,而与其他作物之间却很大的不同。粮食果实的正构烷烃的分布特征为研究考古遗址中植物遗存提供了一个新的研究方向。 (2)小麦果实的碳数范围为C14~C33,主峰碳数为C25C27或C29,ACL为25.56~28.56,有明显的奇偶优势,CPI值为4.38~14.55,大部分品种的小麦果实正构烷烃分布以长链碳数占优势,有些小麦果实成双峰型分布,有些成单峰型分布。粟的果实碳数范围为C15~C33,ACL值为25.00~28.89,CPI值为,0.53~2.07,C21-/C22+的值为0.07~0.81。粟的果实正构烷烃分布高碳数占明显优势,且都以单峰型分布,高碳数都有奇偶优势。水稻果实的碳数分布范围为C15~C33,水稻果实和紫米果实的ACL值为27.72~28.67,两者的主峰碳数都为C29,高碳数都有奇偶优势,高碳数占优势,正构烷烃都呈单峰型分布。高粱果实的碳数分布范围为C17~C31,东北高粱和山东高粱的果实ACL值为27.13~27.22,的主峰碳数为C25或C23,高碳数都具有奇偶优势,均为单峰型分布。山东高粱果实的主峰碳数为C23,ACL值为27.13,CPI值为6.27,高碳数有明显的奇偶优势;蔚州黄谷的果实主峰碳数为C21,ACL值为25,CPI值为1.48,高碳数存在奇偶优势,这些综合指标不与其他物种的正构烷烃相重合,可以根据这些综合指标可以判断这两个品种的果实。其他品种的这些参与都相互重合无法判断。 (3)小麦遗存是研究早期人类粮食种类的重要植物考古材料。出土的小麦遗存大多数都已经炭化,但对于炭化的环境和条件尚不清楚。尝试通过室内炭化 实验在不同温度条件下对现代小麦进行烘烤,研究小麦的质量、表面颜色和粉末颜色随时间的变化情况来揭示小麦遗存形成的炭化条件,200℃以下的小麦质量和颜色变化较小,250℃及以上小麦的质量和颜色变化较大,且有内容物溢出。在200℃以下小麦的质量变化主要由于失水造成,而250℃以上的质量变化,不仅有水分的失去还有大量有机物、无机物等物质的失去。在不同的温度条件下,小麦的表面颜色与粉末颜色的L*值(亮度或者白度)变化几乎同步,两者的a*值(红-绿彩度)和b*值(黄-蓝彩度)变化不同步,但a*值和b*值的变化趋势相似。虽然样品起始时表面颜色和粉末颜色的值不同,当小麦完全炭化后,小麦表面颜色和粉末颜色的值几乎相同,此时L*值为17~20,a*值和b*值在0左右。实验模拟结果表明不同的温度下小麦炭化的质量损失量、颜色变化不同,为理解炭化小麦形成的条件,提供了一定参考价值。 (4)小麦的炭化程度的不同,其可溶有机质的提取量有所不同,经过加热的小麦要比没有加热过的小麦可溶有机质的提取量要大。随着小麦炭化程度的增加,小麦可溶有机质的提取量逐渐增加,当小麦完全炭化但还有没有物质溢出时,小麦的可溶有机质提取量最大,当有物质溢出时,溢出的物质使小麦的可溶有机质的提取量降低。250℃加热6小时和300℃加热20min时,小麦的可溶有机质的提取量几乎达到最大值,此时的小麦已经完全炭化,这与小麦炭化的颜色得出的结论一致,证明小麦完全炭化的温度在250℃左右。