I. Các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong khóa luận
I.2.3. Phương pháp phân tích nhóm CA (Cluster Analysis)
Phương pháp phân tích nhóm thường được sử dụng để xử lý một số lượng lớn các dữ liệu nhằm xác định liệu có tồn tại hay khơng các nhóm mang ý nghĩa thống kê. Phép phân tích dựa trên việc xử lý các ma trận khơng đồng nhất cho tất cả các cặp mẫu khả dĩ bằng các phép đo “khoảng cách”– phương pháp mô tả sự “gần” nhau giữa các mẫu (được coi là các điểm) trong không gian hàm lượng ở thang lơ- ga-rít. Một số phép tiếp cận thường được sử dụng như: khoảng Euclidean chuẩn, khoảng Euclidean bình phương, khoảng cách Euclidean thống kê. [1]
Kết quả việc phân tích nhóm được biểu diễn bởi các sơ đồ hình thành nhóm (dendrogram) cho thấy thứ tự các mẫu kết nhóm với nhau và khoảng cách giữa chúng. Đây là phương pháp đơn giản và hiệu quả để nhận diện các nhóm. Trong đó mỗi nhóm con chứa các mẫu có sự tương tự cao nhưng lại có sự khác biệt lớn đối với các mẫu từ các nhóm khác.
Các bước cơ bản trong q trình phân tích nhóm:
a. Chuẩn bị số liệu ban đầu:
Số liệu ban đầu xuất phát từ số liệu về hàm lượng của p nguyên tố trong n mẫu, nhưng khác với phương pháp phân tích thành phần chính, trong phương pháp phân tích nhóm mỗi mẫu là một véc tơ hàm lượng :
(1.28)
Trong đó: + j = 1..n
+ aj1, aj2, …, ajp là hàm lượng của p nguyên tố trong mẫu thứ j
Chuẩn hóa số liệu tương tự như phương pháp phân tích thành phần chính PCA thường là thang logarit cơ số 10.
b. Tính khoảng cách Euclidean giữa các mẫu và giữa các nhóm:
Hàm khoảng cách Euclidean giữa hai véctơ và được định nghĩa như sau:
(1.29)
Khoảng cách giữa hai nhóm mẫu A và B được định nghĩa là khoảng cách nhỏ nhất giữa một điểm (vị trí) thuộc A và một điểm thuộc B:
c. Thiết lập các nhóm ban đầu:
Đặt n nhóm ban đầu tương ứng với n mẫu, mỗi nhóm chứa một mẫu. Sau đó tiến hành tính ma trận khoảng cách D (Distance matrix) giữa tất cả các nhóm ban đầu này:
(1.30)
d. Thực hiện các vòng lặp bằng phương pháp “Single Linkage”:
Tìm trong ma trận D, hai nhóm nào có khoảng cách nhỏ nhất thì kết hợp lại với nhau thành một nhóm. Ghi nhớ lại độ lớn của khoảng cách cực tiểu này. Như vậy số nhóm sau mỗi bước lặp sẽ giảm đi 1.
Tính tốn lại ma trận khoảng cách D cho tất cả các nhóm cịn lại và nhóm mới tạo thành.
Lặp lại cho đến khi chỉ cịn lại duy nhất một nhóm lớn chứa tất cả các nhóm con.
Sơ đồ hình thành nhóm mơ tả các bước trong q trình hình thành nhóm và có giá trị thước đo khoảng cách tại các vị trí mà các nhóm con hoặc các mẫu được kết hợp thành các nhóm chính. Từ sơ đồ hình thành nhóm, số nhóm phù hợp nhất thơng thường được chọn theo hai cách sau:
+ Cắt ngang các nhánh của sơ đồ tại vị trí có khoảng cách thay đổi lớn khi các nhóm được kết hợp.
+ Chọn số lượng các nhóm tăng hoặc giảm dần cho đến khi thoả mản bất đẳng thức sau: với j = 1,2,..,n (1.31)
là các giá trị khoảng cách tại các vị trí mà n, n-1,…, 1 nhóm tương ứng được tạo thành. giá trị trung bình, Sα là độ lệch chuẩn, và k là một hằng số (k=1,25). [4]
I.2.4. Các bước cơ bản trong xử lý thống kê đa biến số liệu thực nghiệm:
Bước 1. Chuẩn hóa bộ số liệu, cách thơng thường bộ số liệu được chuyển về
thang lơ-ga-rít cơ số 10. Mục đích của việc làm này là để giảm thiểu sự chênh lệch quá lớn về hàm lượng giữa các nguyên tố (% và ppm).
Bước 2. Quy đổi cấu trúc bộ số liệu về định dạng chuẩn, bước này nhằm tạo ra
file input chuẩn để có thể sử dụng cho nhiều chương trình xử lý thống kê khác nhau, đồng thời giúp quản lý, cập nhật dữ liệu và hạn chế sự nhầm lẫn.
Bước 3. Phân tích đa biến bằng các chương trình xử lý, sử dụng các phương
pháp xử lý (PCA, CA, v.v..) phù hợp đã chọn. Bước này nhằm làm giảm số chiều
của bộ dữ liệu mà khơng làm thay đổi tính chất tương quan thống kê của chúng.
Bước 4. Nhận diện các cấu trúc nhóm, nhằm tìm ra mối tương quan giữa các
nguyên tố, các nhóm mẫu trong bộ dữ liệu. Số liệu có thể được biểu diễn dưới dạng đồ thị nhằm làm rõ các mối tương quan hoặc độ lệch của số liệu so với tỉ số tương quan. Hoặc sử dụng các biểu diễn phân bố để nhận ra các số liệu bất thường. Mối
tương quan giữa các số liệu này có thể cung cấp những thơng tin có giá trị nhằm đánh giá, thống kê số liệu và tìm ra các nhóm phân bố riêng biệt của mẫu vật, từ đó có thể nhận biết được nguồn gốc của chúng.
Bước 5. Đánh giá xác suất hay khả năng của dữ liệu là thành viên của một nhóm
nào đó hay khơng. Số lượng mẫu tối thiểu để đảm bảo một kết quả phân tích đa biến đáng tin cậy được tính thơng qua bậc tự do. Bậc tự do của số liệu được cho bởi cơng thức: N-1-(V-1)/2 trong đó N là số trường hợp và V là số biến. Số bậc tự do tối thiểu là 30, lý tưởng là 60 hoặc nhiều hơn, như vậy số mẫu tối thiểu cho 1 bộ số liệu là khoảng 15 mẫu.[2]
I.2.5. Chương trình xử lý thống kê đa biến
Có nhiều phương pháp xử lý thống kê đa biến có thể sử dụng trong nghiên cứu nguồn gốc di vật đất nung, tuy nhiên chúng tơi chọn ba phương pháp có khả năng chỉ thị cao nhất là CA, PCA và MD. Các phương pháp khác như CDA hay FA chúng tôi chỉ dùng trong những trường hợp đặc biệt. Vì vậy các chương trình xử lý phải đáp ứng được ba phương pháp trên.[1]
Chương trình MURRAP
Chương trình xử lý thống kê đa biến MURRAP sử dụng các tập số liệu phân tích từ các mẫu khảo cổ, các tập số liệu ban đầu (input file) thường bao gồm các thông tin và số liệu về đặc trưng của mẫu và hàm lượng của khoảng 30 nguyên tố khác nhau. Định dạng cơ sở dữ liệu cho các tập số liệu đầu vào sử dụng trong xử lý thống kê đa biến trên đối tượng mẫu khảo cổ được lưu trữ dưới dạng Excel. Cấu trúc của các file này bao gồm số liệu về thông tin của mẫu và số liệu phân tích, phương pháp phân tích, hàm lượng của nguyên tố.
Hình 1.3: Giao diện của chương trình MURRAP Chương trình xử lý thống kê đa biến MURRAP có các chức năng sau:
Quản lý dữ liệu
• Nhập/ xuất / nối / trích xuất tập hợp dữ liệu • Sửa đổi / sắp xếp / chuyển biến dữ liệu • Danh sách các mẫu / nồng độ / mơ tả • Thao tác tập hợp dữ liệu
• Tóm tắt thơng tin thống kê Phân tích dữ liệu
• Phân tích nhóm
• Phân tích thành phần chính • Phân tích biệt số chính tắc • Tìm kiếm khoảng cách Euclide
• Tính xác suất nhóm thành viên
Chức năng đồ họa
• Vẽ 2-D • Vẽ 3-D
• Giản đồ tam giác • Vẽ Phân bố • Vẽ thành phần
Đang phát triển
• Fit Tương đối (Mommsen)
• Tổng Biến Matrix (Aitchison/Buxeda)
II. Tổng quan về các công cụ đá và sơ lược về khảo cổ học tiền sử Tây Nguyên.II.1. Tổng quan về công cụ đá và di vật khảo cổ bằng đá II.1. Tổng quan về công cụ đá và di vật khảo cổ bằng đá
Đá là tổ hợp có quy luật của các loại khống vật, có thể là một thể địa chất có lịch sử hình thành riêng biệt. Cách phân loại tổng quát nhất dựa trên nguồn gốc hình thành gồm đá macma, đá trầm tích và đá biến chất. Đơi khi thiên thạch được xem là một nhóm đá riêng có nguồn gốc từ vũ trụ.
Đá là một loại vật liệu gắn liền với lịch sử phát triển của loài người, thể hiện rõ nét nhất trong thời đại đồ đá con người đã biết dùng đá để làm vũ khí tự vệ, săn bắn, cơng cụ sản xuất. Mỗi loại đá có những đặc trưng về hình dáng, cấu tạo, độ cứng khác nhau nên chúng được sử dụng với mục đích khác nhau.Ví dụ, đá lửa và đá phiến silic được mài sắc (hay được đẽo) để làm công cụ cắt gọt và vũ khí, trong khi đá basalt và đá sa thạch được dùng làm cơng cụ (ground stone). Qua q trình nghiên cứu, phân tích các loại cơng cụ đá ở những khu vực khác nhau, con người thời đại mới đã hiểu biết kỹ lưỡng hơn về nguồn gốc của các di vật bằng đá này, về những đặc trưng sinh hoạt, đặc trưng lịch sử, kiểu tổ chức xã hội, nguồn thức ăn
được khai thác, hay sự thích nghi theo các kiểu khí hậu khắc nghiệt theo từng khu vực, cũng như các mơ hình di trú trong quá khứ.
II.2. Khảo cổ học tiền sử Tây Nguyên
Tây nguyên là vùng cao nguyên gồm 5 tỉnh là Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông và Lâm Đồng, với tổng diện tích 56.119 km2, dân số 5.282.000 người (số liệu thống kê năm 2011), có vị trí quan trọng về kinh tế, chính trị, văn hóa và an ninh, quốc phịng của đất nước.
Lịch sử phát hiện và nghiên cứu khảo cổ học Tây Nguyên được chia thành 2 giai đoạn với mốc là trước và sau năm 1975.
Giai đoạn trước 1975
Những phát hiện khảo cổ học ở Tây Nguyên được biết vào những năm cuối thế kỷ XIX đầu XX, do các giáo sĩ và sĩ quan người Pháp thực hiện. Giai đoạn trước 1975, khảo cổ học Tây Nguyên ngủ yên trong sự quên lãng, vấn đề nghiên cứu các văn hóa cổ chưa được quan tâm, hầu như khơng có phát hiện và nghiên cứu khảo cổ nào.
Giai đoạn sau 1975
Sau 1975, khi miền Nam hoàn tồn được giải phóng, khảo cổ học các tỉnh Tây Nguyên thực sự chuyển mình với một loại các chương trình, dự án nghiên cứu do Viện Khảo cổ học thực hiện và đã có rất nhiều phát hiện, khai quật khảo cổ mới. Cho đến nay ở Tây Nguyên đã phát hiện hơn 100 địa điểm khảo cổ học thời tiền sử, trong đó 21 di chỉ đã được khai quật: Lung Leng, Thôn Năm, Thôn Ba, Sui Rôi, Sa Nhơn, Đăk Mút, Đăk Rei (Kon Tum), Taipêr và Làng Ngol (Gia Lai), Đồi Nghĩa (Đăk Nông), Buôn Triết, Dhaprông và Chư K’tu (Đăk Lăk).. đáng chú ý nhất là các cuộc khai quật di tích Cát Tiên, khu mộ Đại Lào (Lâm Đồng).
Đây là nguồn tư liệu quan trọng cho việc nhận thức giai đoạn tiền sử ở Tây Nguyên nói chung và vấn đề cơng xưởng chế tác cơng cụ đá nói riêng có giá trị đặc biệt quan trọng đóng góp vào q trình nghiên cứu lịch sử văn hóa Tây Ngun.Tuy nhiên, các di tích khảo cổ học tiền sử ở Tây Nguyên mới được nghiên cứu và cơng bố sơ bộ, cịn rất nhiều câu hỏi mà các nhà khảo cổ học đang cố gắng tìm lời giải đáp. Mục đích của khóa luận này là nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích kích hoạt nơtrơn trên lị phản ứng và các kỹ thuật xử lý thống kê để nghiên cứu thử nghiệm nguồn gốc của các công cụ đá thời tiền sử ở một vài di chỉ khảo cổ trên địa bàn Tây Ngun. Cơng việc này góp phần bổ sung một phần nhỏ nguồn tư liệu cho việc nghiên cứu lịch sử Tây Nguyên.
I. Khu vực nghiên cứu
Trong khn khổ đề tài khóa luận, các di vật khảo cổ bằng đá được thu thập chủ yếu ở các khu vực thuộc 2 tỉnh Gia Lai và Đăk Nông trên địa bàn Tây Nguyên.
Khu vực Gia Lai
Khảo cổ học Gia Lai được biết đến lần đầu với công bố của P.B.Lanfont vào năm 1956. Từ sau năm 1975 đến nay, Viện khảo cổ học và Sở Văn hóa thơng tin Gia Lai đã tiến hành điều tra, thám sát và phát hiện 36 địa điểm khảo cổ học tiền sử. Trong đó 5 di chỉ đã được khai quật là Biển Hồ, Trà Dôm, Thôn Bảy và Taipêr. Các di vật khảo cổ bằng đá bao gồm mảnh tước, phiến tước được thu thập ở các vị trí sau:
Số lượng Vị trí Chú thích
6 mảnh tước Ia Mơr[*] Xã Ia Mơr, huyện Chư
5 mảnh tước + 1 phiến tước
Suối Bích Huyện Chư Prông, tỉnh Gia Lai
2 mảnh tước + 1 phiến
tước Suối Brong Huyện Chư Prông, tỉnhGia Lai
[*] Trung tâm Ia Mơr gồm một số di tích ở huyện Chư Prơng (Gia Lai), tại đây chun chế tạo rìu có vai và bơn hình răng trâu, ngun liệu chính là đá phtanite, hiếm đá opal và silex. Trong trung tâm này, di tích Ia Mơr là nơi khai thác và sơ chế tạo phôi công cụ rồi cung cấp cho các công xưởng Đông Hải, Thơn Bảy, Ia Nhim 2, có thể cả Taipêr, Làng Ngol, Soi Tre, Đắc Giang hoàn thiện và xuất xưởng. Sản phẩm từ cơng xưởng Ia Mơr có mặt trong văn hóa Lung Leng (Kon Tum), Biển Hồ (Gia Lai);
Khu vực Đăk Nông
Từ năm 1975 đến nay, trên đất Đăk Nông đã phát hiện 21 địa điểm khảo cổ học tiền sử, trong đó 1 địa điểm đã được khai quật, đó là đồi Nghĩa Trang. Ở khu vực Đăk Nông tập trung thu thập mẫu đá tại 2 vị trí: Suối 4, xã Nhân Đạo, huyện Đắk
R'Lấp và Thơn 8A-Thơn 8B nằm ở phía tây của xã Đắc Will, huyện Cư Jut.
Các di vật khảo cổ bằng đá bao gồm mảnh tước, phiến tước, hạch đá, đá nguyên liệu được thu thập ở các vị trí sau:
Số lượng Vị trí Chú thích
9 mảnh tước Suối 4 Suối 4, Xã Nhân Hạo, Huyện Đắk R'Lấp 10 hạch đá + 7 mảnh tước + 2 phiến tước + 1 đá nguyên liệu + 3 phác vật + 1 mảnh tách+ 1 chưa định hình
Thơn 8[*] Nguyễn Viết Xn và Gị Ơng Trịnh ở Thôn 8, Xã Đắc Will, Huyện Cư Jut
[*] Trung tâm Thơn Tám gồm một số di tích ở xã Đắk Wil, huyện Chư Jut (Đăk Nơng), sản phẩm từ các cơng xưởng này là rìu hình bầu dục, làm từ đá silex, basalt và đá chert, hình dáng cơng cụ gần với rìu bầu dục văn hóa Hịa Bình. Các sản phẩm ở đây phân bố trong khu vực Đăk R’lấp (Đăk Nông).
Chương 2
THỰC NGHIỆM
I. Thu thập mẫu
Trong khn khổ khóa luận này, bước đầu tiên là tập trung tìm hiểu, khảo sát và chọn lọc đối tượng di vật nghiên cứu tại các khu di tích cơng xưởng đã được khai quật trên địa bàn 2 tỉnh Gia Lai và Đăk Nông. Ở khu vực Gia Lai tại 3 vị trí Ia Mơr, Suối Brong và Suối Bích thuộc huyện Chư Prông thu thập được chủ yếu là mảnh
tước và phiến tước. Ở khu vực Đăk Nơng thu thập tại 2 vị trí Suối 4 và Thơn 8, vị
trí Suối 4 thu thập điều tra được 5 mảnh tước, thu thập kiểm tra được 4 mảnh tước, vị trí Thơn 8 thu thập ở Nguyễn Xuân Viết được 2 hạch đá và 1 đá ngun liệu, thu thập ở Gị Ơng Trịnh được 5 hạch đá và 5 mảnh tước, ngoài ra thu thập điều tra và thám sát thêm ở các vị trí rất nhiều mảnh tước, phiến tước, phác vật và đá nguyên liệu. Danh sách vị trí lấy mẫu, phân loại, màu sắc, khối lượng, kí hiệu của 48 mẫu
Hình 2.1a. Một số mảnh tước, phiến tước thu thập được ở Suối 4-Đăk Nông
Bước tiếp theo tiến hành chọn lọc 48 mẫu di vật đá thuộc các nhóm di vật đặc
trưng của từng di tích đã được chọn lọc. Sau đó tất cả các mẫu được chuyển về
phịng thí nghiệm để phân loại, mã hóa và tiến hành chuẩn bị mẫu cho phân tích
kích hoạt nơtrơn.
Hình 2.1b. Một số mẫu đá thu thập đã được phân loại mã hóa
II. Xây dựng quy trình phân tích mẫu
II.1. Chuẩn bị mẫu phân tích
Tại phịng chuẩn bị mẫu INAA, các mẫu đá được làm sạch bề mặt, rửa sạch đất, sấy khơ, sau đó được đập vỡ bằng dụng cụ thép khơng rỉ, cho vào cối nghiền mịn tới khoảng 200 mesh và trộn đều. Đem mẫu đi sấy ở nhiệt độ 1050C trong 3 giờ sau đó tiến hành xác định khối lượng và đóng gói mẫu. Các mẫu được chuẩn bị cho
