何家村唐代窖藏寶石及玻璃碗檢測報告*

盧軒 劉子信 賀達(dá)炘 劉翔

（1.陜西歷史博物館；2.北京大學(xué)考古文博學(xué)院）

1970年10月，陜西西安南郊何家村省公安廳下屬某收容所基建工地（今陜西省國家安全廳所在地）出土一批唐代窖藏文物，總計一千余件，分別裝在兩個陶甕和一個銀罐內(nèi)，今稱“何家村唐代窖藏”[1]。何家村唐代窖藏中有16塊寶石、1件玻璃碗及1件水晶長杯，均放在一個蓮瓣紋提梁銀罐中。韓建武對這些文物作過鑒定[2]，2015年1月，陜西歷史博物館研究人員盧軒等對玻璃碗作過成分檢測。2017年4月，我們前往陜西歷史博物館對何家村唐代窖藏的寶石、玻璃碗及水晶長杯重新作了成分檢測，現(xiàn)將我們的研究成果公布如下。

一、檢測方法

（一）便攜式X射線熒光分析儀（P-XRF）

我們使用的是美國熱電公司（Thermo Scientific）生產(chǎn)的Niton XL3t GOLDD+型儀器。設(shè)備采用銀（Ag）靶激發(fā)X射線，激發(fā)電壓6-50kV，X射線焦斑直徑約3毫米。該儀器將元素分為四類：1）Light Elements，包括Al、P、Si、Cl、S、Mg 等；2）High Elements，包 括 Ba、Sb、Sn、Cd、Pd、Ag等；3）Low Elements，包括 Cr、V、Ti、Ca、K 等；其余歸入Main Elements。檢測時以Main、Low、High、Light的順序依次進(jìn)行。我們設(shè)置每類元素檢測30秒，共計120秒左右，此時檢測數(shù)值基本穩(wěn)定。檢測時未使用真空腔。檢測模式為Mining Cu/Zn（圖二）。

該型P-XRF可檢測的元素范圍為Mg～U，不能檢測原子序數(shù)小于12的鎂（Mg）元素，因而所得數(shù)值為相對含量。

在檢測之前，我們以美國康寧玻璃博物館的古玻璃標(biāo)樣C（鉛鋇玻璃）對儀器的穩(wěn)定性作了測試。我們按上述設(shè)置檢測了十個數(shù)據(jù)，分別計算了各元素檢測值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD%，見表一），其中，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%的占75%，小于20%的占83.3%，說明該機(jī)器的整體穩(wěn)定性較高。在利用檢測所得數(shù)據(jù)時，要根據(jù)表一的試驗結(jié)果有所取舍。

（二）MicroXRF分析儀

該儀器為美國EDAX公司生產(chǎn)，型號為ORBIS，X射線靶材為銠（Rh）。測試條件：KV：30，UA：500，300 UM-SPOT，TC: 12.8USECS。 檢測時長150秒左右，此時檢測數(shù)值基本穩(wěn)定（圖一）。

圖一 MicroXRF檢測譜圖

二、檢測結(jié)果與分析

（一）凸環(huán)紋玻璃碗

圖二 P-XRF檢測譜圖

表一 P-XRF有關(guān)元素檢測值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

這件玻璃碗高9.7、口徑14.3、底徑10.3厘米，陜歷博藏品號：七一285，肉眼觀察為淡黃色，透明。采用MicroXRF檢測時，將預(yù)檢測部位用無水乙醇擦拭干凈，采用P-XRF檢測時，檢測位置均選在玻璃碗外壁中部表面潔凈處，但由于環(huán)境限制，為保證文物安全，樣品未作特殊處理，因此這里測得的P-XRF數(shù)據(jù)僅作參考。另外，兩種儀器均不能區(qū)分元素離子的不同價態(tài)，在處理檢測數(shù)據(jù)時，參照古玻璃檢測的國際習(xí)慣，將其歸為同一價態(tài)，以便對比研究。

從檢測結(jié)果（表二）看，該凸環(huán)紋玻璃碗為鈉鈣硅酸鹽玻璃（Na2O-CaO-SiO2），K2O含量為3.91～4.42%，Al2O3含量為3.14～3.58%，MgO含量基本高于1.5%，未檢測到Ba和Pb。無獨有偶，大英博物館收藏的一件凸環(huán)紋玻璃器殘片（藏品號1907.11-11.14），也屬于高鉀的鈉鈣硅酸鹽玻璃。這塊玻璃殘片（采集品編號T.M.001.e.）是斯坦因1907年在新疆和田Moji（今皮山縣木吉鄉(xiāng)）塔古寨（Tagujai）遺址采集的，長1.6、寬0.6厘米[3]。羅伯特·布里爾（Robert Brill）對其作了成分檢測[4]，檢測結(jié)果顯示，這片玻璃K2O和Al2O3的含量分別為5.18%、4.97%，MgO含量為3.67%（表三）。

美國古玻璃專家布里爾分析了絲綢之路沿線遺址出土大批古代玻璃，發(fā)現(xiàn)K2O及MgO的含量是區(qū)分玻璃產(chǎn)地的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。以天然泡堿為助熔劑的羅馬玻璃，K2O及MgO的含量低于2%；薩珊-伊斯蘭玻璃、中亞玻璃以植物灰（草木灰）為助熔劑，K2O及MgO的含量高于2%，其中，薩珊-伊斯蘭植物灰玻璃的K2O含量約為2%～4.5%，中亞植物灰玻璃的K2O含量高于4%。他據(jù)此將新疆和田塔古寨遺址玻璃殘片歸為中亞植物灰玻璃[5]。何家村唐代窖藏的凸環(huán)紋玻璃碗與新疆和田塔古寨遺址發(fā)現(xiàn)的玻璃殘片屬于高鉀的鈉鈣玻璃，當(dāng)為中亞植物灰玻璃器。

（二）寶玉石及水晶長杯

在何家村唐代窖藏中，共有藍(lán)寶石7塊（編號“七一421-422”，檢測了其中四塊）、玫瑰紫寶石2塊（編號“七一424”）、黃精1塊、綠瑪瑙6塊（編號“七一425”），計16塊；水晶八曲長杯高2.9、長9.5、寬5.5、壁厚0.1厘米；陜西歷史博物館藏品號：七一284。盛裝這些文物的銀罐器蓋內(nèi)側(cè)墨書“頗黎等一六段”、“琉璃盃椀各一”，當(dāng)分指這16塊寶玉石、水晶長杯和前述凸環(huán)紋玻璃碗。根據(jù)我們的檢測結(jié)果，這17件文物以材質(zhì)分類，共有兩種：一種是剛玉（Corundum），另一種是石英（Quartz）。

表二 玻璃器化學(xué)成分表

1．剛玉（Corundum）

剛玉（Corundum），主要成分為Al2O3，密度約為4g/cm3，折射率均為1.762～1.770（+0.009, -0.005），雙折射率0.008～0.010；摩氏硬度均為9。國際珠寶學(xué)界將剛玉寶石分為紅寶石和藍(lán)寶石兩大品種，但兩者的界線一直存在爭議，至今尚未統(tǒng)一。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)將紅色剛玉寶石定名為紅寶石（Ruby），常見顏色有紅、橙紅、紫紅、褐紅色；除此之外，其他所有剛玉寶石都稱為藍(lán)寶石（Sapphire），常見顏色除藍(lán)色、藍(lán)綠外，還有綠、黃、橙、粉、紫、黑、灰、無色。紅寶石所含微量元素包括Cr、Fe、Ti、Mn、V，藍(lán)寶石所含包括 Fe、Ti、Cr、V、Mn，其中，Cr3+是紅寶石顯紅色的主要原因，而藍(lán)寶石的藍(lán)色由Ti4+和Fe2+共同作用產(chǎn)生。剛玉在珠玉石分類體系中屬于天然寶石類[6]。

紅寶石的主要產(chǎn)地有緬甸、泰國、斯里蘭卡、越南、坦桑尼亞以及中國的安徽、青海、黑龍江、云南等地。緬甸紅寶石以“鴿血紅”享譽世界。舊大陸的藍(lán)寶石產(chǎn)地主要有斯里蘭卡、緬甸、泰國、柬埔寨、克什米爾地區(qū)以及中國山東、海南、江蘇、黑龍江、青海等地[7]。

何家村窖藏里的剛玉寶石包括7塊藍(lán)寶石、2塊玫瑰紫寶石和1塊“黃精”。這里面“玫瑰紫寶石”呈紫紅色，實際是紅寶石；“黃精”實則為黃色的藍(lán)寶石，《簡報》稱之為“黃精”[8]，《花舞大唐春》稱作“黃玉石”[9]，寶玉石鑒定專家韓建武稱之為“黃寶石”，認(rèn)為它的礦物學(xué)名為“黃玉”（英文名Topaz），“黃玉，中國古稱‘黃精’……現(xiàn)代礦物學(xué)上黃玉又稱黃晶，實際更確切的稱呼應(yīng)為黃寶石，因為‘黃晶’易同黃水晶相混，‘黃玉’又易同軟玉中的黃玉相混。此外黃寶石也不一定專指黃色，只要是由Topaz礦物形形成的寶石，無論何種顏色，一律統(tǒng)稱為黃寶石”[10]。

表三 寶玉石器元素成分表

我國最新的珠寶玉石定名標(biāo)準(zhǔn)對“托帕石”“黃玉”“黃晶”的使用有專門標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[11]?！巴信潦睘樘烊粚毷Q，其礦物學(xué)名為黃玉（Topaz），Topaz之名來自紅海的一個產(chǎn)黃玉的島嶼舊稱Topazios（即今扎巴賈德島）。托帕石的主要成分為Al2SiO4（F, OH）2，其中 F-:OH-等于 3:1-1:1；可含有 Li、Be、Ga等微量元素，粉紅色者可含Cr。摩氏硬度為8，密度約3.53g/cm3，折射率1.619-1.627左右。托帕石的常見顏色有無色、黃棕色—褐黃色、淺藍(lán)色—藍(lán)色、粉紅色—褐紅色，極少數(shù)顯綠色色調(diào)。世界上絕大部分托帕石產(chǎn)于巴西，此外，斯里蘭卡、俄羅斯烏拉爾山、緬甸、美國、澳大利亞及我國內(nèi)蒙古、江西和云南等地也有產(chǎn)出[12]。所謂“黃晶”（Citrine），專指淺黃、中至深黃色的水晶（Rock Crystal），屬于水晶類天然寶石，礦物名稱為石英，主要成分是SiO2，可含有Ti、Fe、Al等元素[13]。黃晶的顏色晶體中成對占位的Fe2+有關(guān)，它常與紫晶及水晶晶簇伴生，自然界產(chǎn)出較少；市面上流行的天然黃晶多是用紫晶加熱處理制成的[14]。

那么，托帕石（Al2SiO4（F, OH）2）中，Al、Si的理論含量分別為 29.49～29.65%、15.35～15.43%；黃晶（SiO2）中Si的理論含量為46.76%；紅、藍(lán)寶石（Al2O3）中Al的理論含量為52.94%。從檢測數(shù)據(jù)看（表三），“玫瑰紫寶石”的組成元素（Al(Si, Cr , Fe , Ti,etc.)）主要是Al、幾乎不含Si，與“藍(lán)寶石”主要組成元素Al（Si, Fe, Ti等）相同，屬于剛玉類紅寶石；而“黃精”主要組成元素Al（Si,Fe, Ti等）也是Al，幾乎不含Si，與“托帕石”或“黃晶”的元素組成差異明顯，而與我們檢測的其他剛玉類寶石一致，其色為淺黃，應(yīng)稱為“黃色藍(lán)寶石”。

據(jù)韓建武檢測，這塊黃色藍(lán)寶石的點測折射率約為1.63，與剛玉的折射率（1.762～1.770）有別，而與黃玉的折射率（1.619～1.627）接近，這或許是他將該寶石誤判為托帕石（黃玉）的原因。

圖三 何家村唐代窖藏寶石

另外，我們所檢測的4塊藍(lán)寶石和2塊紅寶石均有鉆孔（圖三）。其中，藍(lán)1寶石沿其長軸通體穿孔，孔徑達(dá)3毫米左右；其它寶石鉆孔位于寶石邊緣，孔徑多在1毫米左右；藍(lán)2寶石的鉆孔里還殘留一截銅絲；紅2寶石邊緣穿孔多達(dá)七八處，除一處外均未鉆透，有一處還因鉆孔崩掉一大塊，這可能與剛玉硬度大、鉆孔難有關(guān)。鉆孔的存在，說明這些寶石原本是作為裝飾品組裝在其他物品上使用的。

2.石英（Quartz）

何家村窖藏石英類寶玉石包括6塊“綠瑪瑙”（館藏號“七一425”）和1件水晶長杯（館藏號“七一284”。正如韓建武指出的，所謂“綠瑪瑙”應(yīng)改稱“綠玉髓”，“自然界中是不見綠瑪瑙的，所謂綠瑪瑙均為人工染色而成，所以還是稱綠玉髓為確”[15]。

實際上，“玉髓”（Chalcedony）、“瑪瑙”（Agate）和“水晶”（Rock Crystal）的組成礦物都是石英，主要成分是SiO2，但前兩種歸于天然玉石類，后一種歸為天然寶石類[16]。其中，玉髓（又稱石髓）為隱晶質(zhì)石英的變種之一，所含微量元素還可有Fe、Al、Ti、Mn、V等，種類包括瑪瑙（Agate）、白玉髓、藍(lán)玉髓、綠玉髓和黃玉髓（黃龍玉）五種。其中，綠玉髓由Fe、Cr、Ni等雜質(zhì)元素致色，或由均勻分布的細(xì)小綠泥石、陽起石等綠色礦物致色。現(xiàn)代綠玉髓主要產(chǎn)自澳大利亞，因此又稱為澳洲玉或澳玉，由Ni致色?，旇蔷哂型膶訝詈鸵?guī)則條帶狀的玉髓，有白、紅、綠、黑等色瑪瑙，以條帶分類時稱縞瑪瑙，包括條紋瑪瑙和纏絲瑪瑙兩種，以雜質(zhì)或包體分類則有苔紋瑪瑙、火瑪瑙和水膽瑪瑙等。自然界有綠瑪瑙，但非常少，天然綠瑪瑙鮮有顏色特別鮮艷的，多呈灰綠色，由細(xì)小的綠泥石致色。市面上的綠瑪瑙多是人工染色而成的[17]。水晶則屬于顯晶質(zhì)石英。

何家村綠玉髓的元素組成為Si（Ni, Al, Zn等），主要致色元素為Ni。水晶長杯的元素組成為Si（Mg, Al等）。

三、結(jié)論

我們采用MicroXRF和P-XRF檢測儀對何家村唐代窖藏出土的玻璃碗、水晶長杯和寶玉石作了定量、定性分析，并據(jù)珠寶玉石定名、鑒定的最新國家標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)寶玉石作了名稱規(guī)范。據(jù)我們檢測，何家村窖藏凸環(huán)紋玻璃碗為高鉀的鈉鈣硅酸鹽玻璃（Na2O-CaO-SiO2, hi K2O），與新疆和田塔古寨遺址采集的凸環(huán)紋玻璃片均屬中亞玻璃。何家村窖藏的所謂“黃精”（“黃晶”）或“黃玉石”，元素組成為Al（Si,Fe, Ti等），礦物名稱應(yīng)為剛玉（Corundum），而非黃玉（Topaz），寶石名應(yīng)為黃色藍(lán)寶石（Sapphire）?！懊倒遄蠈毷钡膶毷麨榧t寶石（Ruby），元素組成為Al（Si, Cr , Fe , Ti等），其他藍(lán)寶石的元素組成為Al（Si, Fe, Ti等），這兩種寶石的礦物名稱也是剛玉。水晶（Ro crystal）長杯的元素組成為Si（Mg, Al等）；綠玉髓（Chalcedony）的元素組成為Si（Ni, Al,Zn等），顯色元素為Ni；兩者的礦物名稱均為石英（Quartz），前者為顯晶質(zhì)，屬于天然寶石；后者為隱晶質(zhì)，屬于天然玉石。

[1]a.陜西省博物館革委會寫作小組，陜西省文管會革委會寫作小組.西安南郊何家村發(fā)現(xiàn)唐代窖藏文物[J].文物，1972（1）：30-42.b.陜西歷史博物館，北京大學(xué)考古文博學(xué)院等編.花舞大唐春：何家村遺精粹[M].北京：文物出版社，2003.

[2]韓建武.西安何家村唐代窖藏寶石玉器[J].收藏家，2001（3）：6-13.

[3]a.The British Museum. Collection Online：Vessel[DB/OL].[2017-05-10].http:// www.britishmuseum.org/research/collection_online/collection_object_details.aspx?objectId=229735&partId=1&searchText=stein,+glass&page=2. b. M. Aurel Stein.ANCIENT KHOTAN：Detailed Report of Archaeological Explorations in Chinese Turkestan [M].Oxford：The Clarendon Press.1907：110-115, Pl.LII.

[4]Robert Brill & Colleen P. Stapleton.Chemical Analyses of Early Glasses [M].vol.3. New York：The Corning Museum of Glass. 2012：167.

[5]羅伯特·布里爾.拋磚引玉——2005年上海國際玻璃考古“絲綢之路古玻璃”專題研討會開幕詞[C]// 馬波譯，田守云校，干福熹主編.絲綢之路上的古代玻璃研究[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2007：30-47.

[6]a.中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：珠玉寶石鑒定（GB/T 16553—2010）[S]. 2011-02-01. b. 張蓓莉主編. 系統(tǒng)寶石學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2006：195.

[7]同[6]b：198-211.

[8]同[1]a.

[9]同[1]b：293（附《陜西歷史博物館藏何家村遺寶一覽表》）.

[10]同[2].

[11]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：珠寶玉石名稱（GB/T 16552—2010）[S]. 2011.02.01：附錄A《珠寶玉石名稱》。

[12]同[6]b：316-319.

[13]同[6]a.

[14]同[6]b：264.

[15]同[2].

[16]同[11].

[17]同[6]b：375-377.