Origin of Chinese ancient glasses;study on the earliest Chinese ancient glasses

The earliest Chinese ancient glasses before the West Han Dynasty (200 BC) from different regions are studied. The glass samples were unearthed from Hunan, Hubei, Yunnan, Sichuan, Guizhou, Guangdong and Xinjiang of China. The chemical composition of these glasses samples is analyzed by proton induced X-ray emission (PIXE) technique, energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) method and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). It is shown that the glass chemical compositions belong to barium-lead silicate BaO-PbO-SiO2, potash soda lime silicate K2O (Na2O)-CaO-SiO2 (K2O/Na2O > 1), soda potash lime silicate Na2O (K2O)-CaO-SiO2 (K2O/Na2O < 1) and potash silicate K2O-SiO2 glass systems, respectively. The origins of the earliest Chinese ancient glasses are discussed from the archaeological and historical points of view. These four types of Chinese ancient glasses were all made in Chinese territory using local raw materials. The glass preparation technology was related to the Chinese ancient bronze metallurgy and proto-porcelain glaze technology. The glass technology relationship between the East and the West is analyzed at the same time.

云南中西部地区晚第三纪孢粉植物群及其古植被和古气候研究

晚第三纪是云南地区环境演变过程中的关键地质历史时段，本论文以晚第三纪晚中新世（吕合）、晚上新世（羊邑和龙陵）地层中的孢粉为研究对象，结合同层位大化石植物证据，参照现代植被，恢复了云南三个化石出产地区的古植被垂直分布景观，并定性地描述了古气候;同时运用共存分析方法（The Co-existence Approach）定量化地重建了三个地区的古气候参数值;初步推测了沉积地可能的古海拔。 吕合晚中新世孢粉植物群含52个孢粉类型，隶属38科，其中25个类型鉴定到属级。植物群中被子植物占73.1%，裸子植物占11.5%，蕨类植物占15.4%。 吕合孢粉植物群的组成反映该地区在沉积时期植被具有垂直分带特征，沉积地附近分布有常绿阔叶林，包括壳斗科的青冈属、栲属、石栎属和漆树科等植物，以及多种亚热带和温带阔叶成分;林中混生少量针叶树（如松属和杉科等）;林内蕨类植物较少;距沉积地较远的海拔较高的地区分布由铁杉属、冷杉属、雪松属和云杉属组成的针阔混交林或针叶林。 吕合地区晚中新世的气候参数：年均温：13.3-20.9℃，最热月均温：22.5-27.5℃，最冷月均温：2.5-12.6℃，年较差：12.1-24.8℃，年降雨量：803.6-1254.7mm，最大月降雨量：179.4-281.9mm，最小月降雨量：10.2-18.5mm。 羊邑晚上新世孢粉植物群含52个孢粉类型，隶属32科，其中36个类型鉴定到属级。植物群中被子植物占61.5%，裸子植物占9.6%，蕨类植物占25.0%，藻类植物占3.9%。 羊邑孢粉植物群的组成反映在沉积时期该地区的植被具有明显垂直分带特征。湿性常绿阔叶林分布在沉积地附近，以壳斗科的石栎属、青冈属和栲属为主，混生漆树科、桃金娘科、蓼科、大戟科和金缕梅科的枫香属等植物，林内蕨类植物丰富;针阔叶混交林分布在距沉积地较远海拔较高的山地，主要包括松属，铁杉属，罗汉松属和一些阔叶植物类群;云杉林、冷杉林和铁杉林分布在更高海拔的地区。 根据植物群的组成推测羊邑沉积地的古海拔不高于2000m。 羊邑地区晚上新世的气候参数：年均温：13.3-20.9℃，最热月均温：22.5-27.5℃，最冷月均温：1.9-12.6℃，年较差：12.3-25.8℃，年降雨量：797.5-1254.7mm，最大月降雨量：172.4-249.6mm，最小月降雨量：7.2-12.7mm。 龙陵晚上新世孢粉植物群含86个孢粉类型，隶属61科，其中45个类型鉴定到属级。植物群中被子植物占69.0%，裸子植物占4.6%，蕨类植物占24.1%，藻类植物占2.3%。 龙陵孢粉植物群反映当时沉积地区的植被具有明显垂直分带特征。沉积地附近分布有湿润常绿阔叶林，以壳斗科的青冈属、栲属和石栎属为主，混生杜鹃花科、藤黄科、漆树科和无患子科等植物，林内蕨类植物丰富;在距沉积地较远的高海拔的山地上分布有针阔混交林和针叶林，以松属、云杉属、冷杉属和铁杉属植物为主。 龙陵地区晚上新世的气候参数：年均温 18.6-22.1℃，最热月均温：22.8-27.5℃，最冷月均温：9.7-15.1℃，年较差：12.3-18.1℃，年降雨量：815.8-1254.7mm，最大月降雨量：172.4-249.6mm，最小月降雨量：9.8-11.3mm。 综合吕合、羊邑和龙陵孢粉植物群新研究资料和云南地区已有的第三纪孢粉学资料，云南地区晚第三纪时期孢粉植物群组成相对稳定，均已经反映常绿阔叶林、针阔混交林或针叶林垂直分布的植被景观，具有湿润的山地亚热带气候特点。与我国北方晚第三纪孢粉植物群相比，在对全球气候变化的响应上，云南地区晚第三纪孢粉植物群的变化不如北方显著;与我国南方其它地区晚第三纪孢粉植物群相比，虽然在对全球气候变化的响应均表现出不明显，但云南地区在植物区系组成上更为丰富。

云南晚第三纪化石木研究及其古气候意义

本论文研究了我国云南龙陵大坝和镇安、昌宁红星晚上新世以及楚雄洲吕合晚中新世191个化石木标本，鉴定出7种化石木类型，其中越桔型木属为新属，越桔型木、常绿杜鹃型木和龙陵杜鹃型木为新种。并利用化石木的现存种或现存亲缘种的生态环境对化石产地的气候和环境进行了讨论。 木材种类的特征如下： 华山松（Pinus armandii Franchet）：生长轮明显，早材至晚材渐变。交叉场纹孔主为窗格型。木射线具单列射线和纺锤状射线。射线管胞内壁平滑或微锯齿状。具正常轴向和径向树脂道，由薄壁泌脂细胞组成。 云南铁杉（Tsuga dumosa Eicher）：生长轮明显，早材至晚材略急变至渐变。管胞径壁具缘纹孔单列;具缘纹孔膜上明显具棒状延伸;纹孔膜下具缘纹孔外表面具明显的瘤状层，瘤状突起大小相近。交叉场纹孔式柏木型。木射线主为单列;由射线薄壁细胞和射线管胞组成;射线细胞水平壁厚，纹孔明显，数多;端壁节状加厚明显。轴向木薄壁组织细胞数少，轮界状;其端壁节状加厚明显。 柳杉型木（Taxodioxylon cryptomeripsoides Schonfeld）：生长轮明显，早材至晚材略急变。管胞径壁纹孔1列，偶尔成疏松排列的2列;晚材弦壁纹孔明显可见。交叉场具1-4枚杉木型纹孔。轴向木薄壁组织细胞数多，星散状或有时成短弦线状;端壁节状不明显或略现。木射线单列，全由射线薄壁细胞组成;射线细胞水平壁薄，纹孔缺乏，端壁平滑。 杉木型木（Taxodioxylon cunninghamioides Watari）：生长轮明显，早材至晚材渐变。管胞径壁纹孔1-2列;晚材弦壁纹孔明显可见。交叉场1-4枚杉木型纹孔。轴向木薄壁组织丰富，星散状或有时成短弦线状;端壁节状不明显或略现。木射线单列全由射线薄壁细胞组成;射线细胞水平壁薄;端壁薄，平滑。 龙陵杜鹃型木（新种）（Ericaceoxylon longlingense sp. nov.）：生长轮明显，散孔材。导管横切面为多角形，单管孔，散生。螺纹加厚仅出现导管分子尾端。梯状穿孔为主。管间纹孔式为对列或梯状对列。轴向薄壁组织量少，疏环管状。纤维分子细胞壁厚度中等。射线宽1-6细胞。多列射线的中部多为横卧细胞，边缘有1-4（6）行直立和/或方形细胞。射线导管间纹孔式梯状对列，类似导管间纹孔式。 常绿杜鹃型木（新种）（Ericaceoxylon hymenanthesoides sp. nov.）：生长轮明显，半环孔材。导管横切面为多角形，单管孔，散生。螺纹加厚出现整个导管分子壁上。复穿孔，梯状穿孔为主。管间纹孔式为互列。轴向薄壁组织量少，疏环管状;端壁节状加厚不明显。纤维分子细胞壁厚度中等;径壁和弦壁均具有具缘纹孔。射线宽1-4细胞;多列射线的中部多为横卧细胞，边缘有1-9行直立和/或方形细胞。射线导管间纹孔式互列，类似导管间纹孔式。 常绿杜鹃型木（相似种）（Ericaceoxylon cf. hymenanthesoides）：生长轮明显，半环孔材。单管孔;导管散生。梯状穿孔板;管间纹孔式为互列;射线导管间纹孔式多对列，类似导管间纹孔式。螺纹加厚出现在导管分子壁上。木纤维细胞壁中等厚度。射线宽1-3细胞。 越桔型木（新种）（Vacciniaceoxylon vacciniumoides sp. nov.）：生长轮略明显，散孔材。单管孔，散生;整个导管分子上具螺纹加厚。网状和梯状穿孔。轴向薄壁组织量少，星散状或疏环管状。纤维分子径壁和弦壁都具有具缘纹孔。射线多列和单列射线组成，两种大小，1-4细胞宽。射线导管间纹孔式互列，纹孔有明显的纹孔缘。 化石木植物群及其所反映的古植被和古气候如下： 楚雄吕合化石木植物群4个标本中鉴定出两种木材类型—柳杉型木和杉木型木。由于化石标本少，不足以反映植被面貌，两种杉科植物的出现反映其生长地为亚热带温暖湿润环境。 龙陵大坝和镇安化石木植物群95个标本中鉴定出四种木材类型：华山松、常绿杜鹃型木、越桔型木和龙陵杜鹃型木。他们反映的古植被为针阔混交林，生长于亚热带温凉湿润的山地气候环境中，当时当地的海拔高度在1800-3000米之间。 昌宁红星化石木植物群92个标本中鉴定出三种木材类型：华山松、云南铁杉、常绿杜鹃型木（相似种）。他们反映的古植被为针阔混交林，生长于亚热带温凉湿润的山地气候环境中，当时当地的海拔在2200-3000米之间。

云南中新世和山西上新世果实和种子的研究

研究化石果实和种子的古果实学在欧洲和北美开展较早，近年来发展迅速，我国在这个领域的研究相对薄弱，迄今为止尚没有专项的研究工作。本论文首次对我国云南和山西晚第三纪的果实和种子进行专门研究，并根据它们对应的现存最近亲缘植物的分布及生态特征分析和重建了当时当地的吉植被、古环境和古气候。 1．云南省西部陇川盆地芒旦地区早一中中新世被子植物果实和种子植物群，包括果实和种子29种，详细研究了14种，隶属于ll科12属：壳斗科的石栎属、金缕梅科的蜡瓣花属、金丝桃科的金丝桃属、樟科的木姜子属、木兰科的木兰属和鹅掌楸属、桑科的榕属、杨梅科的杨梅属、蓝果树科的蓝果树属、芸香科的花椒属、清风藤科的清风藤属以及山矾科的山矾属。所有这些果实和种子的化石在中国均为首次报道，其中蜡瓣花属、鹅掌楸属、蓝果树属、清风藤属和山矾属还是该属在中国的首次大化石记录。在植物群组成中，石栎属占绝对优势，其他主要类群有蜡瓣花属、木姜子属、木兰属、花椒属和山矾属等。芒旦果实和种子植物群反映当时当地为亚热带常绿阔叶林的森林面貌和温暖湿润的亚热带气候条件。 2．山西省榆社盆地张村地区晚上新世( 2.3 Ma-3.5 Ma)水生植物川蔓藻属(Ruppia)果实和种子的大量发现及其与川蔓藻属2个化石种和5个现代种的比较表明，这些果实和种子属于一个新种—榆社川蔓藻Ruppia yushensis sp. nov。该新种的主要特征为内果皮卵形、表面光滑、侧面具两个显著的窄椭圆形凹陷、顶端具一个明显的小尖突，以及种子顶端具显著的球形膨大的种脐。榆社川蔓藻将川蔓藻属的第三纪地理分布范围从欧洲延伸到了东亚，并且填补了它在上新世地层的空缺。榆社川蔓藻作为榆社盆地晚新生代水生植物的发现，指示了当时当地的咸水环境。根据川蔓藻属植物的现代生态资料并结合其它矿物学和生物学指标，可以推测晚上新世张村地区为一个浅而平静的微咸水湖。榆社川蔓藻果实和种子的大量出现说明该植物可能在该水域形成了单一的优势类群，其光滑的内果皮表面指示当时当地为暖温带或温带气候。

云南元谋和山西太谷上新世化石木群研究

首次报道了云南元谋盆地（虎跳滩土林、湾堡土林和新华土林）晚上新世的硅化木材植物群和山西太谷盆地晚上新世的炭屑木材植物群，分析了这两个盆地当时的植被、环境和气候，为认识我国西南地区和北方中部地区晚上新世气候变化提供了生物学证据。 1。云南元谋盆地晚上新世沙沟组（相当于钱方等1991元谋组下部一、二段）化石木植物群包括：裸子植物1种，归属于三尖杉科(Cephalotaxaceae)三尖杉属(Cephalotaxus)或红豆杉科(Taxaceae)穗花杉属(Amentotaxus);被子植物11种，分别归属于楝科(Meliaceae)香椿属(Toona)、大戟科(Euphorbiaceae)秋枫属(Bischofia)、榆科(Ulmaceae)榉属(Zelkova)、豆科(Fabaceae)黄檀属(Dalbergia)、壳斗科(Fagaceae)锥属(Castanopsis)、青冈属(Cyclobalanopsis)、 千屈菜科(Lythraceae)紫薇属(Lagerstroemia)、桑科(Moraceae)桑属(Morus)、胡桃科(Juglandaceae)、豆科和壳斗科。其中三尖杉属或穗花杉属、楝科香椿属、豆科黄檀属、壳斗科锥属、青冈属、千屈菜科紫薇属、桑科桑属、胡桃科和壳斗科的化石木在我国为首次报道。依据植物群的组成，当时该盆地周围山地上的森林是以锥属、青冈属和三尖杉属或穗花杉属为主要分子的常绿针阔混交林，盆地内的树木包括楝科香椿属、大戟科秋枫属、豆科和千屈菜科紫薇属等植物;当时的气候为亚热带气候，温暖湿润。与印度同时代植物群相比，元谋植物群不具有典型的热带雨林分子如龙脑香科植物，而在印度晚第三纪则常见热带雨林分子。这种差异可能是因为中印植物区系起源不同，以及地质历史时期青藏高原的隆升造成区域气候分异，从而导致中印古植物区系不同。 2．山西太谷盆地晚上新世小白组化石木植物群包括榆科(Ulmaceae)榆属(Ulmus)、蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)和桑科柘属(Cudrania)，它们的标本保存为炭屑木材。该化石木群的发现，以及综合通过孢粉学研究得出的古气候研究结果，表明当时当地属于典型的温带气候。化石木清晰的生长轮表明当时气候具明显的季节性。现代生态木材解剖学研究发现温带干旱地区植物群中导管分子壁的螺纹加厚比例较高、且明显。化石木标本导管分子壁具明显的螺纹加厚也表明盆地内为温带的气候类型。孢粉学研究和地层中丰富的石膏层也表明当时气候具有明显的干湿波动，地层中多层炭屑的存在证明了当时气候条件下森林火频繁发生。这些炭屑木材的发现丰富了太谷盆地晚上新世植物群，为古植被重建和古环境恢复提供了新的证据

滇西北地区晚更新世以来植被演替与气候变化研究

随着全球环境的变化，人们迫切的希望了解整个地球环境的变化过程、规律和未来发展的趋势。对地质历史时期发生过的环境事件的了解，能为我们研究现在的和预测未来的环境变化提供有价值的资料。 孢粉分析作为一种古环境的代用指标，在恢复古植被与古气候方面起着不可替代的作用。而精确的孢粉分析建立在对现代花粉与当地植被的关系正确的认识基础上，由此才可以更准确地提取地层中的花粉所蕴含的植被和环境信息。 云南省地理位置较特殊，地貌复杂，气候类型多样，与之对应的植物种类多样性丰富，植被类型多样。本项研究选择云南省南部和西部地区作为研究地点，采集表土、地表苔藓、蜘蛛网、树皮和树上地衣苔藓五种天然孢粉捕捉器来研究现代花粉与当地植被的关系，为认识现代花粉雨提供新的研究思路。同时，我们在滇西北选择拉市海、文海、哈里谷和属都湖这四个高原湖泊来研究晚更新世以来滇西北地区植被演替和气候变化，为云南历史时期气候变化提供新的研究资料，同时也为全面认识晚更新世以来的气候变化提供新的证据。研究结果如下： 1. 现代花粉雨与当地植被关系的研究 对云南省西北部、中部和南部采集的19个蜘蛛网样品分析得出：云南省西北部样品中共鉴定20个孢粉类型，分属于16个科;云南省中部样品中共鉴定28个类型，分属于23个科;在云南省南部勐腊县采集的样品中共鉴定28个类型，分属于25个科;在望天树北京植物园中采集的样品共鉴定38个类型，分属于34个科;在西双版纳北京植物园中采集的样品中共有11个类型，分属于10个科。结果表明：蜘蛛网样品中分析出的孢粉类型反映了云南省从南到北不同的植被类型，说明蜘蛛网可以作为一种天然孢粉捕捉器来进行现代花粉雨的研究。 同时，在云南西北部文笔水库采集的五种天然孢粉捕捉器（表土、地表苔藓、树皮、蜘蛛网、树上地衣和苔藓）进行了对比研究。结果表明：表土所得的孢粉中木本植物花粉的百分含量为90.5-96%，远大于地表苔藓（53.1-81.7%）、蜘蛛网（61.7%）、树皮（53.8%）和树上地衣、苔藓（50-53.6%）所获得的木本植物花粉的百分含量。与当地植被进行对比结果表明：这五种天然孢粉捕捉器中，表土、地表苔藓和蜘蛛网比树皮和树上地衣、苔藓能更好的反映当地的植被。 2. 滇西北地区晚更新世以来植被演替与气候变化 在过去2, 5000年左右的地质历史时期，滇西北地区植被和气候变化大致经历了以下三个发展阶段。 （1） 2, 5381 B.P—1, 9335 B.P.：属都湖地区（海拔：3620m）主要是以蓼科植物为主的草甸植被，气候寒冷湿润。 （2） 1, 9335 B.P.—1, 2426 B.P.：属都湖地区是以藜科或蒿属为主的草甸植被，气候从湿润过渡到干旱;而在海拔稍低的文海地区（海拔3080m），主要是阔叶栎林或针阔混交林，气候温凉略湿到寒冷干旱。 （3） 1, 2426 B.P.—至今：属都湖地区是以蓼科为主的草甸植被，气候仍寒冷湿润;海拔稍低的哈里谷（海拔3277m）是以松和冷杉为主的针叶林，气候冷干;文海地区的植被逐渐演替为以松和冷杉为主的针阔叶混交林，但栎属花粉的含量远高于哈里谷地区，说明当时文海的气温虽然低，却比哈里谷稍高;而海拔更低的拉市海（海拔2440m）则是以松为主的针叶林，气候比其他几个地区温暖。 在全新世气候最适宜期（约8000 B.P.以来），哈里谷是以栎和松为主的针阔混交林;文海是以松为主的针阔混交林;而拉市海是以松和蕨类植物为主。说明随着海拔的升高（从拉市海到属都湖），温度逐渐下降，植被类型也由暖性针叶林过渡到针阔混交林再到草甸。 从6000 B.P.至今，文海和哈里谷植被在这一阶段都是以松和冷杉为主的暗针叶林，少量混生一些阔叶类植物，气候变得冷湿;属都湖则仍是以蓼科为主的草甸，气候变得更加寒冷。 研究证明：滇西北地区总的气候变化趋势与全球变化规律基本一致，在1,1805—9990 B.P.期间发生新仙女木事件，在8000B.P.以来，气候变得温暖湿润，为全新世气候最适宜期。此后，气候逐渐变得接近现代。