石料力学性能分析在旧石器考古学研究中的应用

石料是石器制作过程中的重要因素,石料本身的力学性能不仅与古人类的原料利用方式密切相关,还会影响到石器打制方法、器物组合、甚至石器工业面貌。长期以来,旧石器考古学界对于石料力学性能的判断多基于简单的岩石矿物硬度和结构特征,实际上岩石的力学性能涵盖的内容远远超过其硬度和结构的范畴。本文使用力学研究的方法,通过对石料的单轴抗压强度测试,了解不同原料的力学性能,并将其与遗址出土石制品进行比较研究,尝试探讨岩石本身力学性能与石制品面貌之间的关系。     

热处理对水洞沟遗址石器原料力学性能的影响

宁夏水洞沟遗址的发现首次证实了旧石器时代东亚古人类的热处理行为。本文通过压缩实验和XRD(X射线衍射)检测,对宁夏水洞沟遗址区采集的白云岩石料热处理前后的力学性能进行了定量研究。结果表明,经过450℃热处理的白云岩石料材质更加均匀,硅质含量减小、钙质含量增加,抗压强度下降31%,最大应变提高27%,在应力-应变曲线上出现了明显的锯齿状波动现象。这些变化降低了打击石料所需的力度,使石料易于产生多次开裂,不容易发生一次性灾变破坏,为古人类调整打击点、打击方向和力度创造了机会,从而降低了打制难度,提高了石器的制作质量和效率。