中國古代玉器科技研究述評

岳超龍 朱 劍

(1.中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所，北京 100044;2.中國科學(xué)院大學(xué)考古學(xué)與人類學(xué)系，北京 100049)

中國古代玉器科技研究述評

岳超龍1朱 劍2

(1.中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所，北京 100044;2.中國科學(xué)院大學(xué)考古學(xué)與人類學(xué)系，北京 100049)

我國玉文化源遠(yuǎn)流長。隨著科技的進(jìn)步，運用多種技術(shù)手段，對考古發(fā)掘出土的古代玉器進(jìn)行材質(zhì)分析、加工工藝、沁蝕機理等方面研究的重要性不言而喻。本文較為系統(tǒng)地梳理、總結(jié)近30年來玉器的科技工作，深入探討了古代玉器加工技術(shù)的起源與發(fā)展脈絡(luò)、玉料來源、環(huán)境對玉質(zhì)的影響等問題，評述了該階段發(fā)表的相關(guān)成果。

古代玉器 玉料來源 加工工藝 受沁機理

1 研究背景

考古發(fā)現(xiàn)證明，我國先民開發(fā)利用玉器的歷史至少在8000年以上。玉器的種類繁多、內(nèi)涵雋永，發(fā)展脈絡(luò)清晰。相對其它遺存而言，中國玉文化不僅歷史悠久，且延綿不斷?！叭绻靡环N文化來代表中華文化，那就是玉文化”①劉國祥.紅山文化與西遼河流域文明起源的模式與特征[A]. 劉國祥, 鄧聰. 玉根國脈(一)： 2011“岫巖玉與中國玉文化學(xué)術(shù)研討會”文集[C]. 北京: 科學(xué)出版社, 2011.153—161.，季羨林先生的這句話十分貼切地體現(xiàn)了我國玉文化的重要性。

科技考古在中國已有幾十年的發(fā)展歷程，各種分析手段、技術(shù)方法不斷被應(yīng)用于考古領(lǐng)域并逐步完善，這為闡釋考古資料提供了新的途徑。玉器雖屬重要的出土文物，但其殘次品甚少，又忌諱有損分析，故而相對青銅、陶瓷等文物而言，對玉器的科技分析、儀器測試頗受限制，嚴(yán)重影響了玉器科技研究的進(jìn)展，這較之玉器研究的重要性來說顯得極不協(xié)調(diào)。

近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)設(shè)備在小型化、便攜性等方面有顯著提升，一些以往只能在實驗室完成的分析，如拉曼光譜分析、X射線衍射圖譜分析、紅外圖譜分析等，經(jīng)過儀器小型化后，可以方便、直接地在庫房或工地進(jìn)行現(xiàn)場分析。同時，各種無損技術(shù)推陳出新，文物無損分析的內(nèi)容和精度等方面也獲得了長足的進(jìn)展。儀器的小型化和無損技術(shù)的革新與進(jìn)步，為玉器的科技分析提供了重要契機。借助技術(shù)進(jìn)步，在未來的時間里，科技人員有望在相關(guān)領(lǐng)域獲取較之以往更為全面和清晰的認(rèn)識，深入推動古玉研究的進(jìn)展。

一般說來，玉器的傳統(tǒng)研究分為材、質(zhì)、工、紋等多個方面，而玉器的科技分析，則聚焦于產(chǎn)地、工藝(即制作或加工方法)和受沁機理等三個方面。

何以為玉？目前學(xué)術(shù)界關(guān)于玉的定義已有較為一致的認(rèn)識。玉的定義一般有廣義與狹義之分，廣義玉即“石之美者”，狹義玉是從自然科學(xué)角度根據(jù)其礦物組成進(jìn)行界定[1]。我國出土玉器材質(zhì)紛雜，不同時期使用的狀況有所不同，因此更適合以廣義概念進(jìn)行界定區(qū)分。提及“玉”，人們第一時間想到的就是“和田玉”，和田玉作為“國玉”地位的形成經(jīng)過了和地方玉料競爭以及與社會主流文化契合的復(fù)雜經(jīng)歷。和田玉是較為寬泛、籠統(tǒng)的稱呼，就學(xué)界而言，稱為以透閃石礦物為主的“閃石玉”更為專業(yè)、明確。出土玉器中閃石質(zhì)玉所占比例反映了經(jīng)濟發(fā)展與文化交流的強弱。玉器始于新石器時代的石器，其功能經(jīng)由從生產(chǎn)工具到飾品，并演變?yōu)槎Y器、權(quán)利象征，不同時期玉料來源表現(xiàn)出不同的特征。新石器時代的玉料多為“就地取材”[2，3]，種類龐雜，來源呈多元化。至歷史時期，閃石質(zhì)玉逐漸成為玉器的主流，但地方玉種仍有發(fā)展，這一時期玉料來源與政治權(quán)利、文化政策、軍事力量等息息相關(guān)。需要指出的是，出土玉器與近現(xiàn)代制作的玉器并不對應(yīng)，這是因為生產(chǎn)力水平的差異，地礦分布及開采地點的變化，再次埋藏的成器產(chǎn)生新的次生變化以及不同時期對玉器審美及要求的不同，因此不能簡單的將現(xiàn)今玉器與玉材的知識直接運用到考古樣品上去探討古人對玉的認(rèn)識與使用。

其次，玉器制作技術(shù)來源于石器，是石器制作發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物。由于缺乏文獻(xiàn)記錄，玉器加工技術(shù)多參照石質(zhì)生產(chǎn)工具的加工進(jìn)行研究，在選料、解料、定型、鉆孔等方面。玉器的加工與石器制作不盡相同，尤其是鉆孔、打磨拋光等，玉器加工技術(shù)更為成熟，這與砣具的出現(xiàn)密不可分?？梢哉J(rèn)為，砣具的出現(xiàn)是玉器制作工藝歷史上的一次革命[4]。新的技術(shù)手段全面揭示了原本隱藏、不易觀察的鉆孔內(nèi)壁、鏤空、底層紋飾等信息。而模擬實驗、顯微觀察、三維圖像立體重建等科學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展與成熟為研究玉器的制作工藝，提供了更多的信息和資料。

受沁機制亦是玉器研究中至關(guān)重要的內(nèi)容。玉器一般只經(jīng)過簡單的形體加工，對原料的物理性能改變不多，但在考古實踐中亦有例外，如玉禮器在祭祀過程中經(jīng)過燔燒、瘞埋等處理后物理性能發(fā)生了變化。就目前現(xiàn)狀而言，對玉器開展的保護(hù)工作相對較少，且主要集中于玉器受沁機理的探討。受沁是玉器在長時間埋藏過程中受溫度、濕度、土壤成分等綜合環(huán)境因素作用的產(chǎn)物，其形成機理比較復(fù)雜。玉器受沁機理是了解玉器變化的重要途徑，可為古玉保護(hù)與鑒定提供依據(jù)。宗教、祭祀等文化行為，亦可能對玉產(chǎn)生作用，也會對玉器形態(tài)造成影響。因此，如何對此進(jìn)行區(qū)分和辨別，雖有研究但仍知之甚少，是一個亟待深入探討的課題。

近30年是中國科技考古全面發(fā)展的時期，科技考古研究在不同領(lǐng)域都取得了重大進(jìn)展。許多高等院校、科研機構(gòu)和文博單位紛紛購買儀器設(shè)備，設(shè)立專業(yè)研究機構(gòu)?？萍伎脊湃瞬诺某掷m(xù)培養(yǎng)，分析方法和各種技術(shù)手段的廣泛應(yīng)用，使得這一時期的科技考古得以全面開展，取得了極為豐碩的成果。因此本文擬從玉器研究內(nèi)容出發(fā)，嘗試綜述評論已有的研究進(jìn)展和成果，借以總結(jié)若干經(jīng)驗與問題，以供相關(guān)學(xué)界參考。鑒于學(xué)術(shù)水平所限，難免掛一漏萬，甚至出現(xiàn)謬誤，還請方家不吝賜教。

2 玉器材質(zhì)及其來源研究

玉器科技考古材料學(xué)方面的研究由來已久。早在20世紀(jì)80年代，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王昌燧即與安徽省文物考古研究所合作，利用X射線衍射(XRD)、透射電鏡、偏光顯微鏡和原子吸收光譜等手段，對凌家灘出土的玉器進(jìn)行測試分析，初步判斷了其工藝和材質(zhì)，并提出當(dāng)時可能已經(jīng)使用旋轉(zhuǎn)的機械工具[5]；在此基礎(chǔ)上，蔡文靜等采用多種手段進(jìn)一步對其材質(zhì)及加工工藝進(jìn)行了探討，指出凌家灘出土玉器的質(zhì)地復(fù)雜，以透閃石玉，即軟玉為主，尚處于玉、石不分的階段。在此之后，相關(guān)研究絡(luò)繹見諸報刊。朱勤文、張敬國[6]通過將凌家灘出土雞骨白古玉器碎片與新疆和田軟玉、遼寧岫巖軟玉進(jìn)行全巖化學(xué)成分對比，確認(rèn)樣品為軟玉，與和田軟玉中白玉、青白玉相當(dāng)，同時推測玉料的形成屬鎂質(zhì)大理巖型，為探討凌家灘出土玉器的玉料來源提供了依據(jù)；孫先如[7]等人對凌家灘遺址閃石類玉器的礦物成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行紅外光譜及XRD分析，確認(rèn)樣品主要為透閃石玉，這一工作為尋找新石器時代古人玉石采集開發(fā)地點提供了重要參考。20世紀(jì)90年代后期，聞廣、荊志淳[8，9]等人亦采用地質(zhì)學(xué)上的巖礦物理、化學(xué)分析手段對玉器殘片進(jìn)行分析，取得了一系列的成果。然而，鑒于這些分析多為破損分析，故難以將其廣泛應(yīng)用于出土玉器的研究之中。

2000年以后，新的無損分析方法，特別是新興大科學(xué)裝置的成功應(yīng)用，有力地推動了出土玉器測試工作的深入開展。相對而言，質(zhì)子激發(fā)X熒光發(fā)射分析法(PIXE)在我國玉器研究中應(yīng)用較多。PIXE是利用質(zhì)子束流、無損定量分析樣品元素組分的方法[10]。該方法靈敏度高，許多元素的分析靈敏度可達(dá)幾個μg/g，早已成熟應(yīng)用于材料、地質(zhì)等領(lǐng)域，近來也被順理成章地用于探索玉器的原料產(chǎn)地。早在1999年，承煥生[11]等較為全面地檢測了不同時期的多種玉料樣品后，認(rèn)為PIXE方法能夠有效和準(zhǔn)確地鑒別玉料種類，又具有無損的優(yōu)點，其應(yīng)用前景不容低估。之后，朱海信[12]等學(xué)者對上海青浦福泉山遺址良渚文化玉器進(jìn)行了專門的PIXE分析，發(fā)現(xiàn)這批玉器材質(zhì)為軟玉、岫玉混雜，岫玉來源應(yīng)非小梅嶺玉礦，而應(yīng)有其它來源，并對受沁機理做了闡釋。張朱武[13]進(jìn)一步探討了PIXE工作的適應(yīng)環(huán)境和工作條件。

隨著工作的不斷開展，PIXE方法已經(jīng)成為玉器分析中常用的方法。然而，人們逐漸認(rèn)識到，僅依賴成分分析顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要結(jié)合結(jié)構(gòu)分析，如利用X射線衍射(XRD)、拉曼光譜分析(Raman)、紅外光譜分析(IR)等技術(shù)，進(jìn)行綜合分析測試，方能更好地解釋玉器材質(zhì)和來源等問題。

結(jié)構(gòu)分析技術(shù)中，拉曼光譜分析近年來發(fā)展迅速。拉曼光譜分析是基于拉曼散射光譜的峰位、峰強、線型、帶寬等分析樣品分子結(jié)構(gòu)并鑒定物質(zhì)組成的方法[14]，多波長激光拉曼光譜儀針對不同吸收帶的樣品可減少熒光背景影響，其峰值強且信噪比更佳[15]。隨著技術(shù)的進(jìn)步，便攜式激光拉曼(LRS)技術(shù)業(yè)已成熟，并獲廣泛應(yīng)用，同時其在文物無損測試技術(shù)上面，也得到不斷改進(jìn)和完善。王榮[16]等曾利用Raman、XRD、PIXE分析，得出785 nm激發(fā)光源的拉曼光譜可以有效克服熒光背景，認(rèn)為進(jìn)一步結(jié)合632.8 nm激發(fā)光源，可以較好地?zé)o損鑒別古代玉器的材質(zhì)，并將該方法成功地應(yīng)用于安徽潛山薛家崗遺址出土玉器的鑒定上[17]。趙虹霞、干福熹[15]等學(xué)者采用復(fù)旦大學(xué)分析測試中心的一臺法國Dilor公司生產(chǎn)的LabRam- 1B型共焦顯微Raman光譜儀對浙江余杭良渚遺址、河南安陽殷墟遺址的出土玉器和新疆現(xiàn)代玉石樣品做了對比分析，并通過對國內(nèi)外已有的5種常見玉石標(biāo)準(zhǔn)譜，成功地對古代樣品進(jìn)行了無損鑒定，系統(tǒng)闡明了激光拉曼光譜技術(shù)在古玉器結(jié)構(gòu)測試和材質(zhì)鑒定中的可行性。

一是著力打造“秦安花椒”品牌，提高市場影響力和競爭力，不斷開拓國內(nèi)外花椒消費市場。二是提升花椒產(chǎn)品品位，優(yōu)化花椒生產(chǎn)、深加工技術(shù)，使花椒產(chǎn)業(yè)向規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、品牌化、園林化的現(xiàn)代發(fā)展模式邁進(jìn)。三是建立花椒營銷體系，健全花椒營銷網(wǎng)絡(luò)，完善銷售渠道，減少中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)產(chǎn)品和市場的有效對接，穩(wěn)定花椒價格，降低銷售成本。四是加快交易市場和信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，構(gòu)建花椒現(xiàn)代物流體系和信息體系。五是相關(guān)政府部門要加大市場監(jiān)管力度，為秦安花椒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。

在此之后，這種聯(lián)合應(yīng)用多種無損的成分和結(jié)構(gòu)分析手段，綜合分析，進(jìn)而開展對古代玉器分析研究的方法逐漸發(fā)展成熟，并獲得學(xué)界廣泛認(rèn)可。典型的工作有2010年，干福熹[18]等學(xué)者采用PIXE、XRD、激光拉曼光譜(LBS)等多種技術(shù)，針對良渚文化遺址群貴族墓葬出土的大量精美玉器，進(jìn)行了全面而系統(tǒng)的分析工作。

相應(yīng)的，這一時期其他相關(guān)玉器研究也大量開展，例如，董俊卿[19]、干福熹[20]、陳聚興[21]、吳沫[22]、張治國[23]、聞廣[8，24- 28]、曹妙聰[29]、朱勤文[30，31]等人運用XRD、Raman、PIXE、掃描電子顯微鏡- X射線能譜儀(SEM- EDX)、能量色散X熒光能譜儀(EDXRF)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)等多種手段分別對殷墟新出土的商代玉器、廣東博羅橫嶺山商周時期玉器、陜西長安灃西西周玉器、江西靖安東周玉器、甘肅崇信于家灣周代玉器、湖北隨州曾侯乙墓出土玉器殘片、江蘇高郵神居山二號漢墓出土玉器、廣西南越王墓出土漢代玉器進(jìn)行了分析測試，并從原料產(chǎn)地、加工工藝、受沁機理、文化交流等多方面進(jìn)行了探討，取得了豐碩的成果。值得一提的是，吳沫對橫嶺山商周時期玉器采用石英質(zhì)樣品的包裹體分析方法，為玉料來源研究提供了新的思路。

如前所述，中國玉器發(fā)展延綿數(shù)千年，一些重要玉礦至今仍在開采。對現(xiàn)代玉器樣品的分析檢測能夠得到不同產(chǎn)地的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，從而為追蹤古代玉器的玉料來源提供參考依據(jù)。研究者從不同角度出發(fā)，分別對現(xiàn)代常見玉礦玉料的成礦原理[32]、結(jié)構(gòu)成分[33- 39]、分析方法[40- 47]等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，對和田玉、獨山玉、岫巖玉以及歷史上和中國存在交流的俄羅斯軟玉、緬甸軟玉等進(jìn)行分析，給出了這些礦物的組成和明確的譜學(xué)特征。通過對比出土玉器與現(xiàn)代玉礦樣品的結(jié)構(gòu)成分，對玉料的產(chǎn)地研究也取得了一定收獲。20世紀(jì)90年代，隨著江蘇溧陽小梅嶺透閃石的發(fā)現(xiàn)，考古和地質(zhì)學(xué)界多數(shù)人認(rèn)為梅嶺玉應(yīng)當(dāng)是良渚遺址出土透閃石玉器的來源[25，48- 51]。而干福熹[18]等人則根據(jù)特征元素鍶(Sr)的示蹤作用指出，良渚透閃石玉器并非來自小梅嶺玉礦，考慮到良渚文化的分布地域與古人的活動范圍，似應(yīng)源自天目山余脈。紅山文化玉器來自本地(岫巖)的觀點在學(xué)界確鑿無疑。一般認(rèn)識，紅山文化玉器主要為岫玉與部分閃石玉，岫玉來自岫巖本地，而閃石玉可能來自新疆、中原地區(qū)。新的材質(zhì)分析工作[40]表明紅山文化玉器基本為閃石質(zhì)玉，與岫巖河磨玉的材質(zhì)、成分極為近似，故而，紅山文化的玉器確為本地原料，但非岫玉(蛇紋石玉)，而為河磨玉(閃石質(zhì)玉)，即所謂的岫巖老玉。這一工作為出土玉器的玉料正源提供了關(guān)鍵信息。

隨著多種技術(shù)的應(yīng)用以及分析案例的不斷增加，對玉器科技分析的宏觀認(rèn)識也得到加強。趙虹霞[52]等人在總結(jié)、綜述PIXE、XRD、LRS技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對透閃石-陽起石型、蛇紋石型、長石型、青金石和綠松石等五種常見的玉石進(jìn)行了系統(tǒng)分析，著重討論了河南安陽殷墟與浙江余杭良渚遺址群出土玉器的質(zhì)地與來源，闡述了科技分析在玉器溯源工作中的作用和方向。干福熹[1]回顧并總結(jié)了中國出土玉器研究工作的進(jìn)展，介紹了古代玉器的定義與分類標(biāo)準(zhǔn)，探討了中國古玉器質(zhì)地和玉料來源，指出了中國古代玉器科技分析和研究中存在的問題，這對今后的玉器研究有著重要的指導(dǎo)意義。

3 玉器制作工藝研究

古代玉器的加工制作必然會在器物表面殘留加工的痕跡。雖經(jīng)過打磨、拋光等后期處理，但高倍顯微鏡等儀器仍能揭示其蛛絲馬跡，從而反推出古代玉器的制作工藝。人們知道，微痕分析最初應(yīng)用于石器分析[53]，之后方拓展至玉器領(lǐng)域。一般說來，玉器制作工藝主要包括玉料的切割、鉆孔與砣具的產(chǎn)生和運用等。目前，對玉器制作工藝的探討主要采用顯微觀察和模擬實驗兩種方法。近年發(fā)展迅速的三維重建技術(shù)為玉器工藝的復(fù)原分析提供了新的有效途徑[54，55]。超精細(xì)硅膠翻膜的掃描電鏡觀察使原初普通顯微鏡無法看到的玉器加工痕跡清晰顯現(xiàn)，而硅膠膜切割的便利以及重復(fù)使用的優(yōu)點，可最大程度保護(hù)文物安全并提取玉器工藝信息。綜合現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展及研究的現(xiàn)狀，超精細(xì)硅膠模觀察方法是目前探討玉器微痕及加工工藝等問題最為行之有效的方法。

玉器微痕顯微觀察的設(shè)備主要有光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡[56]。牟永抗[57]最早對線切割面進(jìn)行了總結(jié)；鄧聰[58- 60]對東亞地區(qū)古代玉器的線切割、管鉆技術(shù)進(jìn)行了梳理，對線切割、砣切割、砣具、管鉆、軸承系統(tǒng)等問題進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。早期研究認(rèn)為，殷墟時，砣具已然成熟[61]。至于砣具究竟起源于何時，學(xué)術(shù)界討論激烈，而凌家灘遺址則是史前時期有無砣具的爭論焦點[62- 67]。楊建芳[68]對比分析了一系列存在爭議的玉器微痕后，明確指出，砣具在中國出現(xiàn)的時間不早于春秋時期。無論如何，這些討論表明顯微觀察在探討古代玉器制作工藝上具有不可替代的作用，同時也為進(jìn)一步探討玉器制作的相關(guān)問題提供了借鑒。干福熹[18]等人分析了良渚遺址群出土玉器后認(rèn)為，當(dāng)時玉器的加工工具應(yīng)為專門選擇的燧石、葉臘石質(zhì)火成巖和硅線石等；陳啟賢[69]針對微痕觀察分析方法在古玉研究中的功用開展了相關(guān)模擬實驗并進(jìn)行了總結(jié)。此外，馬蕭林[70]、王榮[71]、張敏[72]、萬俐[73]、王強[74]、王方[75]、呂曼[76]等分別對河南靈寶西坡遺址、安徽潛山薛家崗遺址、江蘇句容城頭山遺址、良渚文化諸遺址、海岱地區(qū)新石器時代遺址、四川成都金沙遺址、江蘇蘇州真山大墓出土的玉器進(jìn)行了加工工藝的研究，為不同時期、不同地域的玉器加工特征提供了參考標(biāo)準(zhǔn)。

模擬實驗是對古代治玉工藝的有益探索。通過不同條件的設(shè)定，對切割、鉆孔痕跡進(jìn)行觀察，對比出土玉器上的微痕能夠得到較為準(zhǔn)確的工藝信息。鄧聰[77，78]對古代玉器制作工藝的模擬實驗進(jìn)行了總結(jié)，并從凌家灘遺址出土的、存在制作工藝爭論的水晶耳珰入手，采用麻繩、水晶、海砂等材料成功制作出相似的耳珰，對比加工痕跡認(rèn)為當(dāng)時并未出現(xiàn)砣具。席永杰[79]等人利用麻繩、河砂對岫巖軟玉進(jìn)行實驗，得到了切割玉器的時間、效率等信息，并指出所需注意的問題等，他還利用弓式手動鉆具得到了與紅山文化玉器相似的鉆孔，為了解紅山文化玉器的制作提供了參考。張敬國[80]等人對和田玉料采用麻繩、建筑用砂進(jìn)行了針對性實驗；鄧聰[81]等人采用葉臘石進(jìn)行了切割實驗，對微痕進(jìn)行了觀察對比。鄭州大學(xué)靳松安[82]等學(xué)者使用麻繩、皮繩、竹片等對南陽獨山玉進(jìn)行了切割模擬。這些工作，使得我們對不同玉料的加工有了進(jìn)一步認(rèn)識。通過模擬實驗，對于史前時期不同地域不同質(zhì)地玉器的切割與鉆孔有了較為直觀可靠的了解，并為下一步微痕分析工作的展開提供了基礎(chǔ)。

目前，利用掃描電鏡，觀察超精細(xì)硅膠覆膜的方法，是探知古玉加工工藝的最為可行的新思路和新方法。超精細(xì)硅膠膜材料來自現(xiàn)代牙科醫(yī)學(xué)，利用其流動性及凝固定型的特征，廣泛應(yīng)用于牙齒形態(tài)觀察，病患部位塑形翻模等領(lǐng)域。對玉器考古樣品而言，其流動性、非粘附性、易塑性、非滲透性及高精度表面反饋等特點，能夠直接應(yīng)用于玉器表面微痕取樣工作。這一方法國外學(xué)者有系統(tǒng)而廣泛的應(yīng)用[83- 87]。中國出土玉器研究方面，中國社會科學(xué)院考古研究所[88]對二里頭出土玉器進(jìn)行了研究嘗試并取得了顯著效果，對于玉器表面工具及紋飾加工順序都有令人耳目一新的認(rèn)識。葉曉紅[89]等人利用這一方法對河南桐柏月河一號春秋墓出土的玉器進(jìn)行分析，初步判斷春秋晚期玉器陰刻工藝已成熟使用了添加解玉砂的旋轉(zhuǎn)砣具技術(shù)。此外，岳超龍[90]等人利用這一方法，對殷墟出土的兩件柄形器進(jìn)行觀察，成功復(fù)原了白云石質(zhì)柄形器的加工流程，反映出殷墟時期玉石制作已經(jīng)專業(yè)化、系統(tǒng)化。同時，利用微痕分析，將加工制作與功能使用聯(lián)系起來，綜合判斷和了解玉器的喪葬禮儀等功能。相關(guān)研究工作的進(jìn)展，為玉器原始功能探索提供了新的研究思路。

4 玉器受沁機理的分析和研究

玉石成器，其后無論在地上或地下，總是會受到自然環(huán)境的影響。這種脫離原始狀態(tài)后發(fā)生的變化，一般統(tǒng)稱為次生變化。而玉器界常把埋藏環(huán)境造成的變化稱為受沁或風(fēng)化。無疑，對受沁相關(guān)內(nèi)容的研究，特別對了解玉器在埋藏環(huán)境中的變化以及對出土玉器的保護(hù)等方面，皆具有重要的意義。

次生變化或受沁，從現(xiàn)象而言主要分為顏色、透明度和光澤度變化等。其中，顏色變化的特征最為明顯，因而常用于表征受沁現(xiàn)象，如白化、黑化、黃化、綠化、黑化、褐化等。黑化、黃化、綠化、黑化、褐化等主要與(過渡)金屬離子致色相關(guān)，而特別普遍的玉器白化現(xiàn)象則主要涉及玉質(zhì)疏松，因而通常最受關(guān)注[91]，例如，良渚和凌家灘出土的雞骨白古玉。早在20世紀(jì)90年代，聞廣已明確指出，包括良渚玉器在內(nèi)的出土白化玉器是由于玉質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松所致[92]。此后，很多學(xué)者都對良渚玉器的白化現(xiàn)象進(jìn)行了分析，王榮曾對2007年以前的工作，進(jìn)行過系統(tǒng)的梳理和總結(jié)[93]。2011年，干福熹[18]團(tuán)隊在對大量良渚玉器進(jìn)行無損分析的基礎(chǔ)上，通過對玉器表面受沁部位與未受沁部位的化學(xué)成分分析，認(rèn)為透閃石型玉器受淋濾作用影響，表面氧化鎂(MgO)和氧化鈣(CaO)流失，二氧化硅(SiO2)含量升高，SiO2在玉石表面膠結(jié)而阻止了MgO和CaO的進(jìn)一步流失，在玉器表面形成玻璃光澤的“包漿”；蛇紋石型玉器則由于MgO易流失而導(dǎo)致玉器明顯受沁。對凌家灘白化玉器的研究稍晚，2001年，臺灣學(xué)者方建能[94]和林泗濱[95]等首先開展了一些研究工作，指出凌家灘玉器的玉質(zhì)幾乎都有次生變化，很多玉器的原初玉質(zhì)極為均勻細(xì)致，故而其白化現(xiàn)象也極為均勻，然而，若玉質(zhì)不均勻，則不同的風(fēng)化差異將導(dǎo)致不同的沉積層紋或斑晶。研究表明，白化后，孔隙度加大，比重和硬度皆有所降低。2002年，朱勤文[96]等人利用偏光顯微鏡、礦物折射率、FTIR、XRD及LRS等手段對凌家灘出土玉器碎片進(jìn)行分析，確定其材質(zhì)均為軟玉，雞骨白部分的物理性能均已發(fā)生改變，但未能合理解釋雞骨白的成因。同年，馮敏[97]等開始對凌家灘遺址出土玉器的受沁狀況進(jìn)行了相關(guān)研究。通過綜合考慮古代玉器不同的埋藏環(huán)境和風(fēng)化影響等條件，發(fā)現(xiàn)凌家灘雞骨白玉器存在“外實內(nèi)松”的現(xiàn)象，指出其表面具粘手感、手觸之后留下指紋印跡的現(xiàn)象與高嶺石在玉器表面的富集有關(guān)。之后，馮敏、王榮[93]等又以“古玉器受沁機理”為題對我國南方地區(qū)、不同材質(zhì)的玉器的受沁情況進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。他們分別用粉末狀與塊狀玉料開展模擬實驗，在此基礎(chǔ)上，對良渚文化透閃石玉器和凌家灘遺址蛇紋石玉器的受沁過程進(jìn)行了跟蹤探討，發(fā)現(xiàn)“外實內(nèi)松”白化玉器的受沁過程先后經(jīng)歷風(fēng)化淋濾和滲透膠結(jié)兩個階段。這一研究成果對解釋玉器埋藏過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)和顏色的變化動因，對保護(hù)出土的雞骨白類玉器以及玉器辨?zhèn)蔚榷加兄匾膮⒖純r值。

其它地區(qū)的相關(guān)研究亦有進(jìn)展，如吳沫[22]等人分析廣東橫嶺山商周時期白色玉器后認(rèn)為，在酸性土壤的長期腐蝕下，透閃石質(zhì)玉器的結(jié)構(gòu)變得疏松，致使透閃石玉石的晶體孔隙度增大，玉石對光的漫反射作用增強，呈現(xiàn)白色和不透明的外觀。張治國[23]對甘肅于家灣周墓出土玉器的受沁部位與未受沁部位進(jìn)行化學(xué)成分和掃描電鏡對比分析，認(rèn)為玉器在埋藏土壤的長期作用下，隨著所含硅、鎂元素大量流失，其結(jié)構(gòu)逐漸疏松，形成白色和不透明的外觀。觀察發(fā)現(xiàn)，其受沁處的微觀形貌呈島嶼狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)已遭受一定程度的破壞。研究顯示，上述不同地域白化玉器的受沁機制十分相近。

與此同時，一些新的認(rèn)識不斷形成，如新技術(shù)的應(yīng)用為研究出土玉器受沁機理提供了更為有效的工具等。曾楠[47]將光學(xué)相干層析(OCT)方法應(yīng)用于玉石檢測。該方法表明OCT圖像特征可直觀顯示古代玉器鈣化沁色部分不同的光學(xué)特性，可以預(yù)言，OCT成像技術(shù)在辨別古代玉器鈣化沁色特征上具有一定的應(yīng)用前景。丁思聰[98]等人在評述古代玉器受沁機理研究工作的基礎(chǔ)上，提出了“次生變化”的新概念；借助考古學(xué)研究中的功能分類、“微環(huán)境”復(fù)原和文化研究等理論，闡釋古玉的受沁機制，向我們展示了一個全新的視角。王榮[99]等的研究指出，嚴(yán)重白化的玉器已屬于脆弱性文物，針對這類受沁古玉器在制定展陳設(shè)施或保存措施時，更應(yīng)規(guī)范其保存環(huán)境。為此，他們進(jìn)行了相對濕度的模擬實驗，在實驗的時間尺度范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)致密的透閃石玉器和蛇紋石玉器能適應(yīng)各種濕度條件，而中高濕度的環(huán)境條件有利于結(jié)構(gòu)相對疏松的透閃石玉器、蛇紋石玉器以及蛇紋石化的方解石的保存。他特別強調(diào)，不適宜的濕度環(huán)境將對玉器文物產(chǎn)生永久性的破壞，它是導(dǎo)致許多博物館內(nèi)玉器產(chǎn)生各種病癥的主要原因，應(yīng)該引起足夠的重視。王昌燧[100]在對古代玉器受沁機制開展相關(guān)研究工作的基礎(chǔ)上，提出古代玉器受沁蝕變存在南北方差異，同一遺址內(nèi)，蛇紋石玉與透閃石玉的受沁程度也存在差異等問題，對這些問題的深入探討，應(yīng)有著重要的現(xiàn)實意義。

5 結(jié)語

通過對近年出土玉器科技分析工作的回顧，可以看出利用科技手段對中國出土玉器的研究集中在玉料產(chǎn)地、制作工藝和沁色機理等多個方面，測試手段從少到多，使用儀器漸趨多元、精密，分析方法日臻成熟，業(yè)已取得豐碩的成果，但也存在著諸多問題。

目前對我國古代的玉料種類、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及分布基本達(dá)成了共識，但對玉料產(chǎn)地的研究卻存在著較大的分歧，各地透閃石的主成分是一致的[35]，拉曼光譜尚難確認(rèn)玉器亞種，在中國古代玉礦分布廣泛，玉料種類繁雜，要想確認(rèn)玉器原料的產(chǎn)地確實存在一定困難。干福熹等學(xué)者對微量元素分析并示蹤的方法雖然取得了比較顯著的成果，有一定的應(yīng)用前景，但同時也面臨著微量元素數(shù)據(jù)庫建設(shè)不足等問題。因此，只有建立全面而系統(tǒng)的中國現(xiàn)代玉礦與不同地域出土玉器的微量元素數(shù)據(jù)庫，這一方法的優(yōu)越性才能實現(xiàn)。此外，由于早期科技分析工作需要對樣品有損分析而使獲得樣品受到很大的限制，隨著無損分析技術(shù)日益成熟，數(shù)據(jù)庫的建立已經(jīng)變得并不遙遠(yuǎn)。

玉器原料及其來源、制作工藝與受沁機理的探討，對認(rèn)識玉器在古代社會發(fā)展中所起作用，對出土玉器的保護(hù)和傳世玉器的辨?zhèn)蔚榷季哂兄匾饬x。但對于歷史時期出土玉器的研究還存在明顯不足，這將為了解中國玉文化的發(fā)展與傳承帶來一定的缺憾。

在考古材料豐富、分析技術(shù)成熟、社會需求不斷提高的新形勢下，傳統(tǒng)考古工作者需要與科技考古領(lǐng)域的專家通力合作，認(rèn)真分析玉器研究領(lǐng)域的癥結(jié)所在，積極拓寬科研思路，嘗試多種分析測試手段的交叉應(yīng)用，將中國玉文化科學(xué)研究推上一個新臺階。

致謝感謝中國科學(xué)院大學(xué)王昌燧教授、宋國定教授對本文撰寫、修改給予的指導(dǎo)與幫助；感謝中國社會科學(xué)院考古研究所唐際根研究員對于行文思路的建議；感謝復(fù)旦大學(xué)文物與博物館學(xué)系王榮副教授對玉器風(fēng)化研究提供的建議與幫助。

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ProgressReviewoftheRecentlyScientificStudyonChineseAncientJade

YUE Chaolong1ZHU Jian2

(1.InstituteofVertebratePaleontologyandPaleoanthropology，ChineseAcademyofSciences，Beijing100044，China2.DepartmentofScientificHistoryandArchaeometry，SchoolofHumanities，UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)

Ancient jade serves as an important symbol of Chinese traditional culture. Jade culture has a long history in China. The study of it is a critical part of Chinese tradition. The interdisciplinary study of cultural heritage has become a scholarly key point in archaeological jade. The past 30 years have witnessed great progress in research on ancient jade， with the involvement of basic theory and the technological application of many science subjects. This paper summarizes the research status， methodology and prospects in the research on the origin of material， carving technology of jade and secondary change of Chinese ancient jade．

Chinese ancient jade， the origin of materials， carving technology of jade， secondary change

2016- 12- 07；

：2017- 01- 21

岳超龍，1988年生，河南封丘人，理學(xué)碩士，中國科學(xué)院大學(xué)博士研究生，研究方向為商周考古，玉器考古；朱劍(通訊作者)，江蘇常州人，理學(xué)博士，中國科學(xué)院大學(xué)副教授，研究方向為科技考古、X射線技術(shù)。

中國自然科學(xué)基金(編號：U1432243)。

N092∶K854

A

1673- 1441(2017)01- 0111- 12