骨化學(xué)考古 骨成巖作用與污染的識(shí)別微量元素與穩(wěn)定同位素課件

骨成巖作用與污染的識(shí)別巖石學(xué)上的定義由松散的沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖的過(guò)程稱為成巖作用（diagenesis）。各種沉積物一般原來(lái)都是松散的，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中，沉積物逐層堆積，較新的沉積物覆蓋在較老的之上，沉積物逐漸加厚。被深埋的早期沉積物，由于上覆沉積物的壓力，下部的沉積物逐漸被壓實(shí)；同時(shí)由于孔隙水的溶解、沉淀作用，使顆?；ハ嗄z結(jié)；而且部分顆粒發(fā)生重結(jié)晶，最后，松散的沉積物固結(jié)成為堅(jiān)硬的巖石。由沉積物經(jīng)成巖作用形成的巖石稱為沉積巖。由于沉積巖是在地表或近地表?xiàng)l件下形成的，其形成過(guò)程及保存條件與巖漿巖或變質(zhì)巖明顯不同，因此，沉積巖基本外貌特征與巖漿巖或變質(zhì)巖有很大差別。主要方式壓實(shí)作用膠結(jié)作用重結(jié)晶作用壓實(shí)作用壓實(shí)作用（compaction）是指沉積物在上覆水體和沉積物的負(fù)荷壓力下，水分排出、孔隙度降低及體積縮小的過(guò)程。隨著孔隙度降低，相應(yīng)地將引起沉積層的滲透率降低、顆粒間的連接力增大、抗侵蝕能力增強(qiáng)。任何沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖都經(jīng)受了壓實(shí)作用。通常隨著埋深增大，孔隙度趨于減小。砂粒在沉積時(shí)排列就比較緊密，因此，即使埋藏很深，壓實(shí)量也不會(huì)很大。顆粒狀的碳酸鹽沉積物與砂沉積類似，壓實(shí)作用通常也不顯著。而軟泥狀的碳酸鹽沉積與粘土沉積一樣，會(huì)受到強(qiáng)烈的壓實(shí)。新沉積的粘土孔隙度可達(dá)80％以上，含水量達(dá)80％～90％。瑞士楚格湖現(xiàn)代沉積粘土，在表面的沉積物含水量為83.6％，孔隙度達(dá)92％；當(dāng)上覆沉積物約3.6m厚時(shí)，含水量減至70.6％，孔隙度降至85％。由粘土固結(jié)成頁(yè)巖，孔隙度可減少為20％。軟泥經(jīng)壓實(shí)作用就可形成泥巖。軟泥被埋藏后不斷排出孔隙水，到埋深1～1.5km時(shí)，含水量?jī)H剩約30％，這時(shí)已成為泥巖。膠結(jié)作用膠結(jié)作用（cementation）是指從孔隙溶液中沉淀出的礦物質(zhì)（即膠結(jié)物）將松散的沉積物粘結(jié)成為沉積巖的過(guò)程。對(duì)于礫、砂和粉砂等碎屑沉積物，壓實(shí)作用只能引起孔隙度降低和強(qiáng)度增加，但不能使其固結(jié)成巖，必須通過(guò)沉淀在顆?？紫秲?nèi)的化學(xué)或生物化學(xué)成因的礦物質(zhì)的膠結(jié)作用，才能固結(jié)成巖。膠結(jié)物可以充填于巖石的部分空隙，也可以填滿全部空隙。常見(jiàn)膠結(jié)物的有鈣質(zhì)（CaCO3）、硅質(zhì)（SiO2）及鐵質(zhì)（Fe2O3）等。礫巖、砂巖和粉砂巖等粗碎屑巖的形成主要靠膠結(jié)作用。對(duì)于碳酸鹽沉積物，往往在還沒(méi)有被埋藏時(shí)就已經(jīng)發(fā)生強(qiáng)烈的膠結(jié)作用。重結(jié)晶作用重結(jié)晶作用（recrystallization）是指在壓力增大、溫度升高的情況下，沉積物中的礦物組分部分發(fā)生溶解和再結(jié)晶，使非晶質(zhì)變?yōu)榻Y(jié)晶質(zhì)，細(xì)粒晶變?yōu)榇至＞?，從而使沉積物固結(jié)成巖的過(guò)程。如細(xì)晶方解石轉(zhuǎn)變?yōu)榇志Х浇馐?，隱晶或微晶高嶺石轉(zhuǎn)變?yōu)轺[片狀結(jié)晶高嶺石。沉積物中的膠結(jié)物發(fā)生重結(jié)晶作用后，可以形成顆粒細(xì)小的礦物，使顆粒間膠結(jié)得更緊，巖石變得更堅(jiān)硬。重結(jié)晶前后，礦物的晶形、大小和排列方式發(fā)生改變，但化學(xué)成分不變。重結(jié)晶作用的強(qiáng)弱，與礦物成分、顆粒大小等因素有關(guān)。易溶的礦物成分（如碳酸鹽類）比較容易發(fā)生重結(jié)晶作用。一般顆粒越小，越容易被溶解，被溶解的成分容易沿較大顆粒重新結(jié)晶，從而使大顆粒的礦物增多、增大。碳酸鈣很容易重結(jié)晶而變成較粗大的方解石晶體。重結(jié)晶作用在化學(xué)巖、生物巖及生物化學(xué)巖的形成過(guò)程中起著重要的作用。

骨骼在埋藏中發(fā)生的變化骨成巖作用（骨骼的污染）人體或動(dòng)物的硬組織（包括骨和牙齒），在經(jīng)歷掩埋過(guò)程后所發(fā)生的一系列物理、化學(xué)、生物學(xué)上的變化，成為骨成巖作用（bonediagenesis）,或稱為骨骼污染(Bonecontamination)成巖和化石化骨骼污染途徑(1)埋藏環(huán)境與骨骼間產(chǎn)生元素置換、取代等作用,使羥磷灰石的晶體結(jié)構(gòu)受到破壞;(2)骨骼的吸附表面積較大,可以吸附外來(lái)離子,使某些元素富集;(3)骨與周圍土壤之間因離子濃度差異而導(dǎo)致離子擴(kuò)散、遷移,使骨中某些元素的流失或富集。污染的骨骼已不再保持其原先的元素組成,因而也不能直接反映古代人類的食譜信息。因此,探索骨骼的成巖機(jī)制,建立有效的骨骼預(yù)處理方法,乃至恢復(fù)骨骼原先的化學(xué)組成和生物學(xué)特性,是研究古代人類食譜的關(guān)鍵所在。物理變化在溫度、濕度、地下水、酶和土壤中微生物等因素的作用下，骨骼哈佛氏管中的淋巴、神經(jīng)、血管等組織里的有機(jī)物不斷分解，使骨骼出現(xiàn)一個(gè)個(gè)微小的孔洞。它們的存在，為土壤小顆粒的進(jìn)入創(chuàng)造了必要條件，使當(dāng)?shù)氐耐寥琅c人類的骨骼混雜在一起，造成骨骼的物理污染。這是骨骼污染的一個(gè)主要來(lái)源。在陽(yáng)光、溫度、濕度等因素的反復(fù)作用下，人體的硬組織出現(xiàn)收縮和膨脹現(xiàn)象，表面出現(xiàn)相互平行的龜裂，破壞其完整的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其他物質(zhì)進(jìn)入骨骼。

埋葬土壤酸堿性、有機(jī)物含量和類型的不同，都可造成對(duì)人體骨骼不同程度上的結(jié)構(gòu)破壞，使其他物質(zhì)進(jìn)入骨骼。如腐殖土富含有機(jī)物，可以在50年里就可以引起骨外層的剝落。各類生物對(duì)骨骼結(jié)構(gòu)的破壞也為其他物質(zhì)的進(jìn)入創(chuàng)造了較好的條件。土壤中許多細(xì)菌和真菌可以依附在骨骼上，以骨骼中的有機(jī)物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)源，通過(guò)自身營(yíng)養(yǎng)體的生長(zhǎng)而貫穿骨骼，破壞其結(jié)構(gòu)，使其出現(xiàn)許多微小的孔洞。動(dòng)植物也同樣可以作用于骨骼而破壞其結(jié)構(gòu)，如植物根部釋放出來(lái)的酸可以腐蝕骨的表面，大量根本身的生長(zhǎng)也可以毀壞骨或穿過(guò)骨的中軸，引起骨的機(jī)械損傷。嚙齒類動(dòng)物和腐食類動(dòng)物則可以咬壞人體的骨骼，增大骨骼與外界的接觸面積而發(fā)生骨骼的物理污染。化學(xué)變化長(zhǎng)期的掩埋過(guò)程中，骨中的骨鹽，可以與地下水中的離子發(fā)生置換、取代等作用而破壞其晶體結(jié)構(gòu)。骨骼具有大的吸附面積，也可以吸附外來(lái)離子而造成元素濃度的變化。此外，骨骼與土壤中離子濃度間的差異，造成離子的擴(kuò)散而導(dǎo)致元素的流失或富集等。生物學(xué)變化人體骨骼埋藏后，其骨膠質(zhì)在水、溫度、微生物等作用下，膠原蛋白的多肽鏈會(huì)逐步水解為氨基酸。隨著時(shí)間的推移，膠原蛋白殘余物中大分子量、長(zhǎng)肽鏈、不可溶性組分相對(duì)減少，而小分子量、短肽鏈(或游離氨基酸)、可溶性組分則相對(duì)增加。水解后的氨基酸又在水、光、熱及微生物所含酶的作用下發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變成為一系列小分子量的脂肪酸、胺類、烴類化合物和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的氨基酸。水解同時(shí)，氨基酸又可與木質(zhì)素、單寧、多酚、糖、腐殖質(zhì)等成分發(fā)生縮合反應(yīng)。除此以外，地下水也能使短肽鏈氨基酸組分從人體骨骼體系向周圍環(huán)境遷移擴(kuò)散，使其氨基酸流失。這一系列作用，皆使骨骼中的骨膠質(zhì)逐漸喪失其自身的生物學(xué)特性。另一方面，骨骼中出現(xiàn)的各種孔洞，也為土壤和微生物中有機(jī)物質(zhì)的進(jìn)入創(chuàng)造了條件，如各種腐殖酸等，也同樣也污染了骨膠原，造成骨膠原的污染。生物除入侵至人體骨骼中以分解骨中的有機(jī)質(zhì)而引起骨骼結(jié)構(gòu)的破壞以外，還能通過(guò)自己的新陳代謝富集或流失某種元素，使這類元素在骨骼中的濃度發(fā)生變化。骨骼污染識(shí)別——外部觀察辨別人骨是否污染是決定能否利用其作為食譜分析的研究對(duì)象的第一步，首先以通過(guò)肉眼觀察初步判別人骨是否受到污染及其程度。倘若人骨質(zhì)量很輕，孔洞叢甚至成酥粉狀，未見(jiàn)或少見(jiàn)致密的骨密質(zhì)，說(shuō)明人骨污染嚴(yán)重(如圖5所示);如果量較重，致密，可見(jiàn)有油脂光澤的骨密質(zhì)存在，則說(shuō)明人骨污染輕，保存較好(圖6所示)。骨骼污染的識(shí)別——儀器識(shí)別骨骼污染主要為骨鹽主體成分-羥磷灰石的污染當(dāng)骨骼發(fā)生污染時(shí),羥磷灰石的晶體結(jié)構(gòu),因發(fā)生離子取代等作用,其晶體微結(jié)構(gòu)將發(fā)生改變,以致結(jié)晶度也隨之發(fā)生變化。這是分析骨骼污染程度的主要依據(jù)之一。眾所周知,X射線衍射是研究晶體結(jié)構(gòu)和進(jìn)行物相分析的最成熟、最有效的方法,而紅外光譜、激光喇曼光譜也皆與物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)相關(guān),因而也被廣泛地用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究中。污染的骨骼中,其羥磷灰石仍可能保存完好,應(yīng)可作為某些生物考古的研究對(duì)象,同樣含有古代人類生活活動(dòng)的潛信息。中子活化分析利用NAA技術(shù)(neutronactiveanalysis,簡(jiǎn)稱中子活化分析),測(cè)試骨剖面上微量元素的分布,指出:從骨的外表面至內(nèi)表面,許多元素呈現(xiàn)出U形的變化,即主要富集在內(nèi)外表面上,較少侵入到骨骼的中間部分,如Fe,Al,K,Mn和Mg等元素,它們應(yīng)緣自周邊環(huán)境離子的擴(kuò)散。也有部分元素,如Sc鈧,La鑭,Ce鈰,Th釷和U鈾等,骨中濃度的增加甚為明顯,且平均分布于骨骼之中,通常為成巖過(guò)程中骨骼大量吸收外界元素的結(jié)果。此外,尚有部分元素,如Zn,Sr,Pb和Ca等,一般較為穩(wěn)定,基本不與外界交換。掃描電鏡(scanningelectronicmicroscope,簡(jiǎn)稱SEM)分析骨骼因成巖作用引起的組織結(jié)構(gòu)變化,由此揭示骨骼的污染程度,已有不少報(bào)道,在SEM分析骨骼樣品結(jié)構(gòu)變化的同時(shí),結(jié)合能譜(energydispersivespectrometer,簡(jiǎn)稱EDS)對(duì)古代人骨作線掃描分析,揭示元素沿骨骼剖面的變化規(guī)律,探索不同元素在成巖過(guò)程中的行為差異,進(jìn)一步為骨骼樣品的預(yù)處理提供借鑒。沿骨內(nèi)表面至外表面作線掃描分析,可揭示不同元素在骨剖面上的分布狀況,探索成巖作用對(duì)骨骼污染的影響。西宮橋遺址屬大汶口文化時(shí)代,距今約5500~4500年。骨骼剖面上密布著大小不一的孔洞,可謂千瘡百孔,表明哈佛氏管所含的有機(jī)物業(yè)已分解殆盡。不難理解,眾多孔洞的生成,使外來(lái)物質(zhì),如細(xì)小的土壤顆粒、植物的根莖、地下水等,均可順利進(jìn)入骨中,從而導(dǎo)致骨的物理和化學(xué)污染,并逐漸破壞哈佛氏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。EDS技術(shù)沿樣品內(nèi)表面至其外表面的線掃描示意圖。不同元素沿掃描線分布的定性含量圖沿掃描線分布的Ca,P元素含量十分相似,即在總體上具有兩邊低、中間高的趨勢(shì),這一結(jié)果說(shuō)明骨骼內(nèi)外表面的Ca,P流失較多,即那里羥磷灰石的污染較為嚴(yán)重。骨中局部區(qū)域偏高的Ba,Sr含量,應(yīng)緣自外界環(huán)境的污染土壤中的Al,Si和Fe含量,通常遠(yuǎn)高于骨中的相應(yīng)含量,顯然,骨中Al,Si和Fe含量的明顯增大,表明該樣品業(yè)已受到土壤的污染（中間部位）骨骼污染程度的識(shí)別Ambrose認(rèn)為,若骨膠原的C含量和N含量分別落于15.3%~47%和5.5%~17.3%范圍內(nèi),且兩者摩爾比值介于2.9和3.6之間,該骨膠原可視為未污染樣品。（引用230次）羥基磷灰石中的Ca/P比值羥基磷灰石中的Ca/P比值常被用作檢驗(yàn)骨輕基磷灰石是否受到污染的重要指標(biāo)。人骨中的ca和P的灰分含量也可以作為反映骨樣是否被污染的指標(biāo)。通常，骨中Ca的含量應(yīng)在35%~38%之間，P的含量應(yīng)該在16%~18%之間。Ca/P比值的理論值一般在2.15附近，范圍介于2.00~2.29之間時(shí)，可被認(rèn)為骨樣未受污染，仍然保持其生前的元素水平。元素相關(guān)性觀察樣品中Al與Fe的相關(guān)性，判斷骨樣中是否混入土壤。如Al與Fe的含量具有協(xié)同變化關(guān)系，則表明樣品中已經(jīng)混入土壤;反之，則可認(rèn)為樣品未受到土壤的侵蝕。通過(guò)觀察元素Ba鋇與Mn的相關(guān)性判斷人骨是否受到微生物的侵蝕。由于微生物的作用，與人類食譜有關(guān)的Ba元素能夠從外界被運(yùn)輸?shù)焦莾?nèi)，與Mn元素形成鋇錳氧化物沉積于骨中，造成骨中Ba元素的富集。若元素Ba與Mn密切相關(guān)，則表明骨樣受到了微生物的侵蝕。骨骼污染的去除利用微量元素分析古代人類的食譜,必須對(duì)骨骼樣品進(jìn)行預(yù)處理。以往建議的預(yù)處理通常分為兩步,即:(1)機(jī)械去除骨骼內(nèi)外表面的污染物;(2)稀酸浸泡溶解沉積在骨中的污染Ca鹽。通常認(rèn)為,經(jīng)過(guò)以上的預(yù)處理后,骨骼所含的污染物便可有效去除。實(shí)際上的骨骼污染極其復(fù)雜,除骨骼的內(nèi)外表面外,骨骼的中間部分也遭受到不同程度的污染,甚至骨中結(jié)構(gòu)致密的哈佛氏系統(tǒng),都可能受成巖作用而損壞,形成眾多孔洞,導(dǎo)致外來(lái)物質(zhì)的進(jìn)一步侵蝕。不難理解,上述污染骨骼樣品的預(yù)處理,顯然過(guò)于簡(jiǎn)單,對(duì)骨骼中間部分,特別是哈佛氏系統(tǒng)的污染問(wèn)題,基本無(wú)濟(jì)于事。因此,對(duì)于古代人類食譜研究而言,骨骼污染樣品的預(yù)處理,理應(yīng)引起高度的重視,原則上需要更加深入探索骨骼污染的各種機(jī)理,建立全新的預(yù)處理方法,徹底清除骨骼的各種污染,只有這樣,方可攫取古代人類食譜的準(zhǔn)確信息。總結(jié)骨骼的成巖作用——污染的識(shí)別與防治——物理、化學(xué)、生物作用——外觀——儀器——CN含量——C/N摩爾比。微量元素與穩(wěn)定同位素

ArchaeologicalBoneChemistry一、微量元素分析基本概念元素（Element）：不能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)再細(xì)分的簡(jiǎn)單物質(zhì)。puresubstancesthatcannotbedecomposedbyordinarymeanstoothersubstances.化合物（Compound）：兩個(gè)或更多的元素通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合在一起的物質(zhì)。H2O原子（Atom）:保持一種元素化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。分子（Molecule）：保持一種元素或化合物化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。Ne一個(gè)原子組成的分子-單原子分子ClClClClC1個(gè)四氯化碳（CCl4）分子包含1個(gè)碳原子和4個(gè)氯原子。四氯化碳（CCl4）是由碳元素和氯元素組成的化合物。元素周期表現(xiàn)代化學(xué)的元素周期律是1869年俄國(guó)科學(xué)家門(mén)捷列夫(DmitriMendeleev)首創(chuàng)的，他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素依原子量大小并以表的形式排列，把有相似化學(xué)性質(zhì)的元素放在同一列，就是元素周期表的雛形。利用周期表，門(mén)捷列夫成功的預(yù)測(cè)當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素的特性。已發(fā)現(xiàn)118種周期族人體元素的組成人體含有80多種元素，其中必須的有31種，分為宏量元素（也叫常量元素）和微量元素。常量元素（>0.01%）：共11種，氧65％、碳18%、氫10％、氮3%、鈣1.5％、磷1%、鉀0.35％、硫0.25%、鈉0.15％、氯0.15%、鎂0.05%。單位：克，g微量元素（<0.01%)

①必需的共8種，包括碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻、鈷及鐵；②可能必需的元素共5種，包括錳、硅、硼、釩及鎳；③具有潛在的毒性，但在低劑量時(shí)，可能具有人體必需功能的元素共7種，包括氟、鉛、鎘、汞、砷、鋁及錫。骨骼的元素分析原理：人死亡后其骨骼在埋藏過(guò)程中經(jīng)過(guò)沉積作用，其中的元素濃度變化相當(dāng)小，因而考古出土的古人類骨骼中的元素水平也應(yīng)是其生前飲食狀況的合理反映。兩種分析方法：

1.分析骨骼中鍶和Sr/Ca，區(qū)別人類飲食結(jié)構(gòu)中肉食和植食比例的不同（生物純化）。

2.運(yùn)用一系列元素來(lái)辨別食譜。將特定元素的含量和特定的食譜聯(lián)系起來(lái),不僅研究食譜中動(dòng)物蛋白和植物蛋白資源,而且測(cè)試微量元素的含量可能對(duì)骨骼新陳代謝和生理上的影響。與動(dòng)植物蛋白相關(guān)的微量元素研究研究者發(fā)現(xiàn)，一些微量元素主要存在于動(dòng)物蛋白中，例如，鋅、銅、鉬、硒等元素。另一些微量元素在植物組織中中聚集得更多，例如錳、鎂等元素。理論上，檢測(cè)古人骨骼中的這些元素，就可以估計(jì)出食譜是以肉類食物為主，還是以植食為主。與植物食物相關(guān)的鎂Mg人體中鎂的總量有60～65%存在于骨骼中,臨床研究和實(shí)驗(yàn)室里喂養(yǎng)動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)都顯示出食譜中的鎂含量越高,血清和骨骼中的鎂含量就越高因?yàn)橹参锝M織中的鎂高于動(dòng)物體,骨骼中的鎂含量也就記錄了食譜中肉食和植食之間相對(duì)比例,海洋物種中的鎂也高于陸地物種。鎂主要富含在谷物當(dāng)中與食肉相關(guān)的鋅Zn1975年,吉爾伯特（RI,Gilbert）使用鋅、銅、鎂、錳和鍶辨識(shí)食譜。希望通過(guò)此研究得出鋅和銅與動(dòng)物蛋白質(zhì)，鍶、鎂、錳與植物蛋白質(zhì)的攝取關(guān)系。這個(gè)技術(shù)被運(yùn)用于迪更斯土冢(DicksonMound)的伊利諾群體,他們的歷史跨度從伍德蘭晚期(以采集狩獵為主)到密西西比中期(以農(nóng)業(yè)為主)。這項(xiàng)研究部分得到了成功,因此證明鋅確實(shí)也能作為一種辨別食譜的元素來(lái)使用（肉食或植物）。微量元素Zn研究的問(wèn)題堅(jiān)果和貝類中也存在較高的Zn，與肉類相似,在分析中必須考慮到堅(jiān)果和貝類被食用的潛在可能。研究表明,堅(jiān)果和貝類中Sr含量要比肉類高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。再利用Zn進(jìn)行食譜分析時(shí),需采用Sr、Zn雙重指示劑，如果：

Zn高，Sr低-------考慮以肉食為主；

Zn高，Sr高-------考慮以堅(jiān)果和貝類為主。與食譜有關(guān)的微量元素Sr和BaSr和Ba在生物體內(nèi)存在生物純化現(xiàn)象。在食物鏈中,從草食動(dòng)物→雜食動(dòng)物→肉食動(dòng)物,Sr和Ba含量逐漸降低,Sr/Ca和Ba/Ca比率也逐漸降低。因此根據(jù)骨骼中的Sr/Ca和Ba/Ca比率可為判斷食譜是以植物類食物為主抑或以肉類食物為主。肉食資源越多，Sr/Ca和Ba/Ca越低。鍶進(jìn)入人

骨的途徑Sr/Ca和Ba/Ca的問(wèn)題1.海水相對(duì)于淡水,Sr/Ca比率明顯升高。因此,海洋食物中的Sr/Ca比率應(yīng)比淡水食物高。然而由于在許多陸生標(biāo)本中存在較高的Sr濃度,海生與陸生生物的Sr/Ca比經(jīng)常有重疊,因此在某些情況下,用Sr/Ca來(lái)判斷海生或陸生食譜會(huì)不準(zhǔn)確。Burton等對(duì)來(lái)自南北美洲14個(gè)考古遺址171件史前人類骨骼的分析表明,一般來(lái)說(shuō)那些主要靠海洋資源維生的遺址里的人骨中的鋇鍶比率要比靠陸地資源維生的人骨中的鋇鍶比率低,由此區(qū)別依賴海生資源或陸生資源維生的人群。微量元素研究的其他問(wèn)題生物吸收不同人對(duì)微量元素的攝取能力不同，而且常常有很大變化。污染問(wèn)題骨骼在長(zhǎng)期埋藏過(guò)程中常常會(huì)受到土壤里面微量元素的污染。元素分析的策略元素分析主要判斷人類飲食結(jié)構(gòu)以肉食或植物性食物為主。最好選定明確以肉食或以植物性食物為主的人作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照物。同時(shí)要運(yùn)用多種能夠分析綜合討論，例如;Sr/CaBa/CaBa/SrZn.穩(wěn)定同位素原子Atom古代哲學(xué)家認(rèn)為所有物質(zhì)都是有極其微小的粒子構(gòu)成的，大約在公元前450年，古希臘時(shí)期偉大的唯物主義哲學(xué)家德謨克利特（Democritus）創(chuàng)造了原子這個(gè)詞語(yǔ)，意思就是不可切割。原子論：萬(wàn)物由原子構(gòu)成。德謨克利特的原子唯物論思想是古希臘唯物主義發(fā)展的最重要成果。墨子德謨克利“始”和“端”道爾頓的原子理論道爾頓原子理論是英國(guó)科學(xué)家道爾頓在十九世紀(jì)初提出來(lái)的。道爾頓原子論認(rèn)為，物質(zhì)世界的最小單位是原子，原子是單一的，獨(dú)立的，不可被分割的，在化學(xué)變化中保持著穩(wěn)定的狀態(tài)，同類原子的屬性也是一致的。道爾頓原子理論，是人類第一次依據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的證據(jù)，成系統(tǒng)的闡述了微觀物質(zhì)世界，是人類對(duì)認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的一次深刻的，具有飛躍性的成就。盧瑟福-波爾原子模型1911年由盧瑟福（ErnestRutherford，1871～1937）提出：原子的質(zhì)量幾乎全部集中在直徑很小的核心區(qū)域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運(yùn)動(dòng)。原子核帶正電，電子帶負(fù)電。1913年尼·玻爾(NielsBohr，1885-1962），在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上，他提出了電子在核外的量子化軌道，解決了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問(wèn)題，描繪出了完整而令人信服的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。原子核電子原子結(jié)構(gòu)原子核電子云原子核結(jié)構(gòu)原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的。質(zhì)子（Protons）：是原子核內(nèi)帶正電的粒子。中子（Neutrons）：核內(nèi)不帶電的粒子。質(zhì)量數(shù)、原子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）：核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。原子數(shù)（Z）：核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)目。中子數(shù)（N）：核內(nèi)中子的數(shù)目。

先寫(xiě)該原子的化學(xué)元素符號(hào),再在左上角標(biāo)上質(zhì)量數(shù),左下角標(biāo)上質(zhì)子數(shù)同位素原子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子，互稱同位素。同位素的化學(xué)性質(zhì)是相同的，但由于它們的中子數(shù)不同，這就造成了各原子質(zhì)量會(huì)有所不同。同位素的形成同位素的形成部分是因?yàn)樵刈陨戆l(fā)生了衰變形成同位素，還有一部分是因?yàn)樵卦诖髿庵惺艿搅烁吣芰Ｗ拥淖矒舭l(fā)生變化形成的或在高溫高壓特殊環(huán)境的條件下形成的。穩(wěn)定同位素（StableIsotope）某元素中不發(fā)生或極不易發(fā)生放射性衰變的同位素。1913年J.J.湯姆孫和F.W.阿斯頓用磁分析器發(fā)現(xiàn)天然氖是由質(zhì)量數(shù)為20和22的兩種同位素所組成，第一次發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定同位素。地球上已發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定同位素共274種。

氚氕氘穩(wěn)定同位素的豐度同位素比值（樣品的同位素比值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)同位素比值的千分差）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定同位素比值被定義為0‰

氧同位素?cái)?shù)值的轉(zhuǎn)換同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的要求是：(1)組成均一性質(zhì)穩(wěn)定；(2)數(shù)量較多，以便長(zhǎng)期使用；(3)化學(xué)制備和同位素測(cè)量的手續(xù)簡(jiǎn)便；(4)大致為天然同位素比值變化范圍的中值，以便用于絕大多數(shù)樣品的測(cè)定；(5)可以做為世界范圍的零點(diǎn)。放射性同位素（Radioisotope）放射性同位素的原子核很不穩(wěn)定，會(huì)不間斷地、自發(fā)地放射出射線，直至變成另一種穩(wěn)定同位素，這就是所謂“核衰變”。放射性同位素在進(jìn)行核衰變的時(shí)候，可放射出α射線、β射線、γ射線和電子俘獲等。核衰變的速度不受溫度、壓力、電磁場(chǎng)等外界條件的影響，也不受元素所處狀態(tài)的影響，只和時(shí)間有關(guān)。放射性同位素衰變的快慢，通常用“半衰期”來(lái)表示。半衰期（half-life）即一定數(shù)量放射性同位素原子數(shù)目減少到其初始值一半時(shí)所需要的時(shí)間。如P(磷)－32的半衰期是14.3天，就是說(shuō)，假使原來(lái)有100萬(wàn)個(gè)P(磷)－32原子，經(jīng)過(guò)14.3天后，只剩下50萬(wàn)個(gè)了。碳的三種同位素12C——98.9%13C——1.19%——穩(wěn)定同位素14C——10-10%——放射性同位素放射性同位素：凡是能夠自發(fā)放出α、β、γ射線的同位素。穩(wěn)定同位素：不能自發(fā)衰變的同位素。碳十四的形成宇宙射線