秦始皇兵馬俑一號(hào)坑出土弓韜表面紡織品殘留物的紅外光譜及顯微分析研究

楊 璐，黃建華，申茂盛，于孟楠1, ，王麗琴，衛(wèi)引茂

1. 西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院，陜西 西安 710069 2. 秦始皇帝陵博物院，陜西 西安 710600 3. 西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710127 4. 文化遺產(chǎn)研究與保護(hù)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069 5. 陶質(zhì)彩繪文物保護(hù)國(guó)家文物局重點(diǎn)科研基地，陜西 西安 710600

引 言

秦始皇兵馬俑是世界文化遺產(chǎn)，是我國(guó)古代文明的金色名片。近年來，隨著秦兵馬俑一號(hào)坑第三次考古發(fā)掘工作的開展，遺址新出土了大量珍貴的遺跡遺物，引起了廣泛的社會(huì)關(guān)注。尤其值得注意的是，在一號(hào)坑G11甬道新出土了一片暗色的土塊(見圖1)，土塊表面附著有紡織品的痕跡。根據(jù)土塊的顏色以及其與碳化弓弩和箭匣一起出土的組合方式，推測(cè)該遺跡為糟朽的弓韜。

圖1 秦始皇兵馬俑一號(hào)坑弓韜遺跡的出土位置

弓韜是古代常見的軍事裝備，是盛放弓以便隨身攜帶的容器，在畫像磚、墓葬壁畫、石雕中都出現(xiàn)過。古文獻(xiàn)中也有對(duì)弓韜的記載，如《詩(shī)經(jīng)·周頌·時(shí)邁》中就有“載櫜弓矢”，唐孔穎達(dá)的疏文為：“櫜者，弓衣，一名韜。故內(nèi)弓於衣謂之韜弓”。此外，《周禮注疏》中也有“以衣韜其弓，謂之弓韜?！钡氖栉?。弓韜的材質(zhì)一般為皮革，多用虎皮或豹皮縫制而成，故有所謂“虎韔豹韜”之說[1]。

圖2是本次發(fā)掘出土的弓韜遺跡，從圖中可以看出遺跡主體呈黑色，應(yīng)為皮革降解后的產(chǎn)物，這符合其多為皮質(zhì)的說法。但在黑色的皮革降解物表面還發(fā)現(xiàn)了紡織品的痕跡。這一現(xiàn)象在古文獻(xiàn)中未見記載，也沒有前人做過相關(guān)研究。為了進(jìn)一步發(fā)掘文物所承載的歷史信息，更科學(xué)、準(zhǔn)確的復(fù)原古代傳統(tǒng)工藝，本文作者在文物出土的第一時(shí)間對(duì)該遺跡表面的紡織品殘留物進(jìn)行了提取及分析研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品制備

1.1.1 紅外光譜分析樣品的制備

使用手術(shù)刀對(duì)遺跡表面的紡織品殘留物進(jìn)行采樣剝離。將剝離的樣品在烘箱中干燥后置于瑪瑙研缽中研磨至粉狀。向樣品中加入干燥的KBr(光譜純)并混合均勻，使用壓片夾具在20 MPa壓力下壓制樣片，以備紅外光譜分析。

1.1.2 顯微結(jié)構(gòu)觀察樣品的制備

用手術(shù)刀從遺跡表面剝?nèi)【哂幸欢ê穸鹊臍埩粑飿訅K，將樣塊粘附于導(dǎo)電膠上，并將其置于干燥器中干燥，以備顯微觀察。

1.2 儀器及測(cè)試條件

紅外光譜分析使用德國(guó)布魯克公司生產(chǎn)的TENSOR 27型傅立葉紅外光譜儀。樣品和背景的掃描次數(shù)為32次，波數(shù)范圍為4 000～500 cm-1，分辨率為4 cm-1。

顯微結(jié)構(gòu)觀察使用捷克泰思肯公司生產(chǎn)的VEGA-3XMU型掃描電子顯微鏡，以及日本浩視公司生產(chǎn)的Hirox KH7700型三維視頻顯微鏡。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的紅外光譜分析

圖3 弓韜遺跡表面紡織品痕跡的紅外吸收光譜Fig.3 The FTIR spectra of the textile residues on the surface of the bag for storing bows

苧麻是蕁麻科苧麻屬灌木植物，原產(chǎn)于我國(guó)。我國(guó)苧麻種植面積和原料產(chǎn)量占世界的95%以上，故苧麻被譽(yù)為中國(guó)草。古文獻(xiàn)中就曾有苧麻使用的記載，如在《詩(shī)經(jīng)·國(guó)風(fēng)·陳風(fēng)·東門之池》中有：“東門之池，可以漚麻。東門之池，可以漚苧”，其中的“苧”即指苧麻。考古發(fā)掘中也有苧麻出土的實(shí)例，如河姆渡遺址就曾出土過苧麻繩索和苧麻葉，浙江錢山漾新石器時(shí)代遺址也曾出土過苧麻織物，江西靖安東周墓葬出土過苧麻方孔紗等[7]。

2.2 樣品的顯微結(jié)構(gòu)觀察

為了研究樣品的顯微結(jié)構(gòu)，采用掃描電子顯微鏡對(duì)紡織品殘留物進(jìn)行了顯微觀察，結(jié)果見圖4。從圖4中可以看出，樣品表面形態(tài)較均一，呈細(xì)微片狀壘結(jié)，未見平行排列的纖維以及表面的節(jié)理信息。這是由于紡織品長(zhǎng)時(shí)間埋藏、降解，導(dǎo)致其顯微結(jié)構(gòu)已完全消失。電鏡下觀察到的應(yīng)該是紡織品纖維降解后，土質(zhì)填充入其留下孔洞的表面狀況。

圖4 土塊表面紡織品痕跡的掃描電鏡照片F(xiàn)ig.4 SEM picture of the textile residues

雖然物理結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全破壞、消失，但殘留物經(jīng)緯線留下的痕跡依然能夠提供一定的紡織信息。實(shí)驗(yàn)使用三維視頻顯微鏡拍攝了經(jīng)緯線痕跡的顯微照片(見圖5)，并利用顯微鏡標(biāo)尺對(duì)經(jīng)緯線的直徑、編織密度等參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量。共測(cè)量了不同經(jīng)緯線或同一經(jīng)緯線不同部位的99個(gè)直徑數(shù)據(jù)，其中經(jīng)線56個(gè)，緯線43個(gè)。對(duì)殘留物線徑數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)區(qū)間估計(jì)分析可知，其經(jīng)線直徑的平均值在95%置信水平下為(0.965±0.029) mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.215 mm；其緯線直徑的平均值在95%置信水平下為(0.982±0.019) mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.126 mm。為了進(jìn)一步研究經(jīng)緯線徑差異是否顯著，對(duì)兩種線徑進(jìn)行了獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果見表1。從表中可以看出，紡織品殘留物經(jīng)、緯線直徑的t檢驗(yàn)結(jié)果為：t=-0.454，p=0.651>0.05，無法拒絕零假設(shè)，說明經(jīng)線與緯線直徑差異不顯著。這反應(yīng)出在制作弓韜表面紡織品時(shí)，經(jīng)緯線可能為統(tǒng)一制作，不存在經(jīng)線與緯線的區(qū)分使用。樣品經(jīng)緯線直徑與同時(shí)代秦咸陽(yáng)宮出土的大麻痕跡的經(jīng)緯線直徑基本相當(dāng)[8]。但對(duì)比相近時(shí)代的其他文物樣品，可以看出其經(jīng)緯線的直徑并非十分細(xì)致。如時(shí)代稍早的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期湖南長(zhǎng)沙楚墓出土的苧麻織物，其經(jīng)緯線徑已經(jīng)達(dá)到了0.30～0.45 mm。

圖5 紡織品殘留物經(jīng)緯線的光學(xué)顯微照片F(xiàn)ig.5 Optical microscope image of longitudinal and weft lines of the textile residues

表1 紡織品殘留物經(jīng)線、緯線直徑的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果Table 1 Independent sample t-test results of warp and weft diameters of the textile residues

此外，通過顯微鏡觀察計(jì)算了經(jīng)緯線的密度水平。樣品的經(jīng)緯線密度為9×9根·cm-2。對(duì)比齊國(guó)故城闞家寨出土紗的經(jīng)緯密度15×15根·cm-2 [9]以及西周倗國(guó)墓地出土荒帷痕跡的經(jīng)緯密度38×24根·cm-2 [10]可知，樣品的紡織痕跡經(jīng)緯稀疏，密度并未達(dá)到制作服飾的要求。秦俑一號(hào)坑發(fā)掘出土的戰(zhàn)車遺跡中也曾發(fā)現(xiàn)過苧麻制成的幕簾，其經(jīng)緯密度為15×15根·cm-2 [11]，也高于本研究的紡織品痕跡。

由此可見，弓韜表面的紡織品織線較粗、織物密度稀疏，應(yīng)無法達(dá)到對(duì)弓韜表面的裝飾作用。

3 結(jié) 論

秦俑一號(hào)坑出土的弓韜并非僅僅是由皮革制作而成，其表面還曾纏繞過苧麻質(zhì)地的紡織品。從痕跡的經(jīng)緯線徑及其織物密度可知，該紡織品制作并不精細(xì)，難以在弓韜表面起到有效遮擋和裝飾的作用。苧麻纖維的橫截面有中空結(jié)構(gòu)可吸收汗液、透氣性好、傳熱導(dǎo)濕快，再加之苧麻表面摩擦系數(shù)較大，故其作用可能是包裹弓韜以便于徒手抓握。古代用苧麻制作繩索也正是利用了其纖維的這些特性。此外，考慮到苧麻韌皮纖維中纖維素的含量可達(dá)65%～75%，脫膠后麻縷柔軟、強(qiáng)韌，故可能還存在加固弓韜的用途。