贝类是古人重要的食物来源，也是制作工具、容器与装饰品的常用原料。在内陆遗址中，海洋贝壳的出土往往意味着古人长距离物资运输的存在，具有极高的考古研究价值。辨别考古贝壳制品的淡水或海洋来源，对于理解古代人群迁徙与物质文化交流具有重要意义。然而，考古贝壳制品（如贝珠等）多经历了深度加工，无法通过传统形态学方法鉴定其种属并判断其水域来源。如何在无损分析的前提下，辨别这些深度加工贝壳制品的原料来源，是学界亟待解决的问题。

近期，中国科学技术大学科技考古实验室联合福建省考古研究院、云南省文物考古研究所及中山大学，提出了一套基于X射线荧光光谱（XRF）与激光拉曼光谱（Raman）的无损分析方法。研究团队首先系统测试了10种常见现代淡水与海水贝壳的元素组成、晶体结构与壳层结构；随后，通过与福建庵山、广西豹子头两处遗址出土的古代贝壳进行对比验证，明确了Mn、Sr元素含量及拉曼特征峰在判别贝壳水域来源中的适用性。该方法被进一步应用于云南白马口遗址出土的微型贝珠研究中，结果成功排除了其原料为淡水贝壳的可能性，确认其由珍珠层不发育的海洋双壳纲贝类制成。

相关研究成果以“A Nondestructive Method for Identifying Freshwater and Marine Origins of Archaeological Shell Artifacts”为题，发表于国际科技考古领域权威期刊《Archaeometry》。

图1 研究涉及遗址位置及白马口遗址出土微型贝珠

本研究表明，淡水与海洋贝壳在元素组成、晶体矿物组成及微观壳层结构上均存在规律性差异，且这种差异具有稳定的物质学基础与环境指示意义。

XRF分析结果表明，海水中相对富集的Sr在海洋贝壳中也表现为高含量；而在淡水环境中更为丰富的Mn在淡水贝壳中也同样富集。因此，Mn与Sr可作为判断贝壳生长水域的关键指示元素：海洋贝壳富Sr而贫Mn，淡水贝壳则相反。

结构方面，淡水与海洋贝壳在晶体结构和微观层间结构方面存在显著差异。SEM分析显示，海洋贝壳普遍存在由细小纤维状文石构成的棱柱层—珍珠层过渡带，部分腹足纲贝壳由于壳层较薄，该结构不明显。珍珠层发育的海洋贝壳棱柱层含方解石，而珍珠层则为文石结构。淡水贝壳的棱柱层和珍珠层均由文石构成，缺乏明显的过渡带。拉曼光谱分析与SEM分析结果相同。

基于上述分析结果，研究团队建立了涵盖14个种属的贝壳判别参数表，为考古贝壳制品来源分析提供了新路径，亦为探讨古代云南与周边地区的物质文化交流提供了新线索。

图2 现代与考古贝壳样品示意图

图3 现代与考古贝壳样品的Mn-Sr元素浓度分布图

图4 现代与考古贝壳样品的拉曼光谱分析图

中国科大科技史与科技考古系博士研究生王弘毅为本文第一作者，范安川副教授为共同第一作者，王娟副研究员为通讯作者。本研究的合作者还包括福建省考古研究院吕锦燕副研究馆员，云南省文物考古研究所闵锐研究馆员，中山大学社会学与人类学学院余翀副教授，以及中国科大博士研究生张媛媛和蒙柳汶。

论文链接：http://doi.org/10.1111/arcm.70180

（科技史与科技考古系、科技考古实验室）