起源的研究兵马俑秦始皇陵墓的模糊聚类分析

文摘

20个样品和44个样本第一和第三的兵马俑和马坑秦始皇的陵墓,秦陵墓附近20的粘土样品和2样品耀州瓷的身体得到确定的32个元素的内容由中子活化分析(NAA)。NAA数据进一步分析了使用模糊聚类分析获得模糊聚类趋势图。分析表明,原材料的起源第一和第三的兵马俑和马坑不完全相同,但秦附近的壤土层密切相关的陵墓而远离黄土层在同一地区和远程相关耀州瓷的身体。它可以得出结论,兵马俑和马的原材料来自某些壤土层秦陵墓和窑遗址附近的附近。

1。介绍

的同伴墓葬的秦始皇兵马俑(中国)的第一位皇帝,在公元前247年开始建造,扩大了近40年,1970年代发现的。从那以后,他们是众所周知的世界各地的因为他们的长期历史和庞大的规模。有超过7000个真人大小的兵马俑,战车和马匹在这些坑保护秦陵墓。他们在一定的规则排列三坑(编号1日,2日,3日,resp)东秦的陵墓。专家的名字第一坑甄(系列),意味着军队充电。专家名字第三坑μ(窗帘)、意义指挥岗位(1]。但是原材料的兵马俑和马?哪里的窑遗址兵马俑和马被解雇吗?为了解决这些问题长期令人费解的考古学家和学者(2,3),我们使用核分析技术来研究原材料的起源在秦兵马俑和马的陵墓。

粘土中微量元素的内容区域通常是恒定在较长一段时间,他们通常不会受到陶瓷生产过程的影响。因此,微量元素的内容可以用作原料来源指示器的陶器。许多技术,如质子激发x射线发射(PIXE)或乙酰天冬氨酸,可用于确定微量元素的内容。这些技术已被用于研究大量的起源古老的陶瓷(4- - - - - -8]。中子活化分析技术的优点在于,它可以确定的内容同时30多个元素的任何给定的样本。在本文中,我们使用乙酰天冬氨酸来确定每个样本中32个元素的内容。使用模糊聚类分析的数据进一步分析。这种分析揭示了原材料关键信息起源的秦兵马俑和马。

2。测量方法和结果

2.1。样品

列在表1,19 terracotta战士碎片和terracotta马碎片从1号坑和九个terracotta战士碎片和35 terracotta马碎片从第三坑选为样本。

为了研究之间的关系秦兵马俑和粘土秦陵墓附近二十土壤样本取自不同地区在不同的层。抽样地区以北的骊山希尔和渭河以南,10公里范围内的秦陵墓。如图1采样地点位于西部,东、北秦的陵墓。其他粘土样品取自地球密封秦陵墓和2号坑。表2列出所有样本。此外,两个样品(Y3b和Y6b)耀州瓷的身体也作为对比样本。

2.2。NAA实验和结果

在这些实验中,样品的兵马俑和粘土秦陵墓附近的切割和磨成细粉,然后烘干的8小时的80°C。每个样本重量30毫克,用双层高纯度铝箔。与此同时,2标准参考物质样品(代码GBW07104岩石和代码GBW07406土壤),20毫克。所有样品和标准参考物质被放入了一个辐射jar和辐照8小时的重水反应堆在中国原子能科学研究院。中子辐射通量(3 ~ 7)×10¹³n·厘米⁻²年代⁻¹。样品的测量γ第一次光强度的高度纯锗γ光光谱仪器在中国科学院高能物理研究所冷却后7天。他们再次测量第二次冷却后15天。32个元素在样品和确认每个元素的内容是测量在比较与标准参考使用中子活化分析程序问题。NAA数据的置信度为90%的单位μg / g。在这些元素中,9是稀土元素,即洛杉矶,Ce、Nd, Sm,欧盟、结核病、Ho Yb,陆,而其余元素钠、钾、钙、Sc、铬、铁、有限公司镍、锌、,,Rb、Sr、锆、钼,某人,Cs,英航,高频,助教,W, Th,和美国的所有32个元素,钠、钾、钙、铁是常见的,其余28微量元素。

2.3。模糊聚类分析结果

聚类分析是一个通用的术语广泛的数值方法研究多元数据,以发现或发现团体或集群同构的观察。集群技术曾在一个非凡的许多不同的学科。在考古集群已经被用于研究各种类型的考古样品之间的关系。在模糊聚类,对象不是分配给特定的集群:他们拥有一个隶属函数表示的力量加入集群的全部或部分。会员可以缩放到躺在0和1之间,可以解释为概率。模糊聚类分析是基于模糊数学。它使用模糊矩阵定义的概念,发现规则,并建立模型。32个元素的NAA数据模糊聚类分析的86个样本进行了分析。图2模糊聚类分析的趋势图。在这个图中,每个样本属于单个集群,集群的全套包含所有样本。然而,在某些情况下,重叠集群可以提供一个可接受的解决方案。应该注意的是,从聚类分析是一个可以接受的答案没有分组的数据是有道理的。基于置信度的价值,样品的分类可以是不同的。然而,每个不同的分类根据不同的在起源的研究是很有用的。有一个最优置信水平在每一个分类。

聚类分析的基本数据是常见的多元(双模)数据矩阵,,包含描述每个对象的变量值集群;也就是说,

条目在提供的值th变量对象。

试图确定集群的重要性可能存在的观测数据是知识的“关闭”个人或他们之间的差距有多远。两个人是“接近”当他们的不同距离很小或相似性很大。亲近可以直接或间接决定的,而后者是更常见的在大多数应用程序。

间接亲近通常来源于多元(双模)矩阵,。可能有一个巨大范围的距离的措施。

在这项研究中,当设置为0.886,所有样品都分为5类根据模糊聚类分析的趋势图如下。

如图2,第一个类别(Q102 Q111)包括18个样本1号坑。其中,Q102、Q104 Q103, Q105更密切相关的,因为他们可以分为一类。他们大多是碎片terracotta战士的长袍。Q118、Q119 Q117、Q116 Q120更密切相关的,因为他们可以分为相同的类别。他们都是兵马俑的碎片。剩余的9个样品不是很密切相关。这表明1号坑的原料来源更多样化和窑点火1号坑兵马俑的可能也非常分散。

第二个类别(Q328 Q379)包括38个样本。它们包括大多数样本第三坑。这些样品是密切相关的,显示了第三原材料的起源坑非常集中,完全独立于1号坑。

第三类(LZ02 LA01)包括12秦陵墓附近的粘土样品。在这些样本中,LZ02 LZ04(黑色壤土6米、8米在地球在枣园和苦,职责),LB01, LB03(黑壤土1米和6米以下地球Gaoxing苦,职责),QK21(2号坑的回填土)和QL01(秦封地球的陵墓)是密切相关的。这六个样品时可以分为一类。QL01、QK21 QK22(捣固地球)被认为是秦的土壤样本或接近秦。与他们密切相关的样品是黑色的壤土在不同深度在枣园,Gaoxing, Dujia临潼。这意味着地球密封秦陵墓的回填土,捣固地球必须采取从秦陵墓附近这些地方或其他地方也有类似的壤土层。在这个类别,QK24是唯一黄土样品。它可能被人类污染的自然原因或。

当以上,第二和第三类别可以合并成一个类别。这意味着大多数样本第三坑是密切相关的这种不同深度在枣园,Gaoxing, Dujia和地球在Anhoubao下的土层1.5米。

第四类(QK23 Q313)包括16个样本。当,16个样本属于同一类别。这些样本包括不同深度的黄土枣园Gaoxing,从Anhoubao不同深度的壤土,一些样品从坑1号和3号。这一类相对比较复杂,它几乎包含16个样本并不密切相关。黄土层可以认为是这一类的代表。

当所有的样品上面合并成一个类别被设置为0.821。

第五个类别(Y3b Y6b)包括2个样品。他们都是耀州瓷体样本。他们很遥远,因为他们来自不同的砖窑和有不同的矿物原料的起源。当它们合并成一个类别。他们没有与秦兵马俑和马和粘土附近的陵墓。

3所示。结论

我们使用模糊聚类分析来分析第一和第三的NAA数据坑秦陵墓和附近的泥土样本。我们的研究显示以下。(我)1号坑的原材料相当多样化。因此,窑点火兵马俑非常分散。(2)大多数第三坑terracotta战士的原材料来源样本非常集中。窑烧这些兵马俑仅限于少数集中的。(3)样品从1号坑是相对独立的第三坑。他们的原材料的起源并不完全相同。(iv)样本1号和3号坑是密切相关的壤土秦陵墓附近的样品,虽然很遥远的黄土样品秦陵墓附近,非常遥远的耀州瓷的身体。(v)原料制造兵马俑的第一和第三坑可能来自壤土层在不同深度在枣园,Gaoxing, Dujia, Anhoubao临潼或另一个类似的壤土层土壤属性秦陵墓附近。他们的原材料来源应该秦陵墓附近的地方。因此,窑点火第一和第三的兵马俑坑应该秦陵墓附近。

4所示。讨论

中子活化分析技术可以用来测量的元素在给定的样本。模糊聚类分析对NAA数据可以清晰、客观、全面的结果。相比其他技术,结合这两种方法具有独特的优势,研究古陶瓷原料的起源。

据考古学家秦陵墓的兵马俑和马匹,大部分地区的兵马俑和马是由模具,然后与粘土糊粘在一起,这是由水洗粘土和混合着细沙(9]。不过,兵马俑的微量元素内容仍然保留他们的起源的信息。然而,本研究的样本是来自秦兵马俑和马的碎片。没有信息的兵马俑和马或这些样本属于哪个部分,样本数量非常有限。需要更多的样品来增强信心水平分析。非常有用,乙酰天冬氨酸的数据库建立一个秦兵马俑和附近的粘土,样本包括不同编码的兵马俑和马,以及粘土在不同深度和秦陵墓附近的地方。这样的数据库可以大大提高原料的研究起源的秦兵马俑,他们解雇窑遗址,和他们的技术。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是由中国国家自然科学基金(51172212)、河南省基础研究和前沿技术研究项目(102300410168),和核分析技术开放实验室中国科学院(B0901)。

引用

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