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        三星堆遺址二號坑出土部分青銅器表面附著絲綢殘留物的發(fā)現(xiàn)與研究*

        2022-02-24 09:45:38郭建波四川省文物考古研究院
        四川文物 2022年1期
        關(guān)鍵詞:絲織品殘留物掃描電鏡

        郭建波(四川省文物考古研究院)

        蔡秋彤(四川廣漢三星堆博物館)

        羅雁冰(四川大學(xué)考古文博學(xué)院)

        肖 慶(四川省文物考古研究院)

        張躍芬(四川廣漢三星堆博物館)

        謝振斌(四川省文物考古研究院)

        一 絲織品研究概況

        從現(xiàn)有資料看,新石器時代就有了絲綢實物的發(fā)現(xiàn),如滎陽青臺遺址[1]、吳興錢山漾遺址[2]分別出土了絲織品。商代發(fā)現(xiàn)的絲綢多附著在器物表面上,如玉器、青銅器[3]上。但商代絲綢實物卻發(fā)現(xiàn)很少,發(fā)現(xiàn)地點也多集中在北方;西周及后期,絲綢印痕和實物就均有發(fā)現(xiàn),且確認了多種工藝復(fù)雜的織物組織結(jié)構(gòu)和染色體系;歷史時期的絲織品出土較多、研究成果也比較豐富。面對如此多的絲織品出土,我國文物保護人員已經(jīng)在紡織品研究中做出了出色的成績,特別是在絲織品研究上有了重大成就,提出了一系列的分析研究絲織品種類、工藝、老化的方法。張翠蘭、陳跟平[4]討論了透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)和掃描隧道電鏡(STM)在纖維等高分子材料研究中的應(yīng)用,為絲織品的研究保護提供了技術(shù)借鑒。張曉梅、原思訓(xùn)等人利用紫外——可見光譜(UV--VIS)、紅外光 譜(IR)及化學(xué)分析法對絲織品品種進行了研究[5]。楊建洲、白崇斌[6]還自行研制了一種古絲綢強度測定儀,并通過對絲織品抗拉強度測定,得到堿老化、熱老化對絲織品強度的變化規(guī)律。此外,還有對絲織品的形貌[7]、工藝[8]、種類[9]方面的研究,研究指出古代絲綢與現(xiàn)代蠶絲纖維形態(tài)有著明顯不同,古代絲綢風(fēng)化的“年代特征”是判斷古絲綢真?zhèn)蔚囊罁?jù),且研究表明,掃描電鏡放大1500~2000倍的照片,最適合古絲綢鑒定。

        二 三星堆二號坑出土物附著品分析

        四川廣漢三星堆遺址是夏商時期古蜀文明的標(biāo)志性遺址,1986年,一、二號坑出土了青銅器、金器、玉石器等文物,引起了廣泛關(guān)注。隨著2020年三星堆祭祀?yún)^(qū)新一輪考古工作的開展,對于三星堆文化的深入研究顯得尤為重要。為了獲取更全面的歷史信息并做好相關(guān)文物保護預(yù)案,做了大量的準(zhǔn)備工作,其中對三星堆絲織品的發(fā)現(xiàn)研究就是其中一項重要內(nèi)容。對于絲織品的研究,我們把重點聚焦在了1986年出土的青銅器殘件上。這些殘片被不同程度的打砸、焚燒,致使有些殘片不能拼接成器甚至粘連在一起不可分離,因此對于無法修復(fù)的部分殘片一直擱置在庫房,保留著出土?xí)r的狀態(tài),這為尋找絲織品殘留物提供了可能性。經(jīng)過對三星堆二號坑出土青銅器的再次仔細觀察和研究,發(fā)現(xiàn)在如青銅人頭像、人面具、銅眼泡、青銅蛇、青銅尊等13種類型、40余件器物表面附著有疑似絲綢殘留物。本文擇幾例典型樣品,對紡織材料、工藝及文化價值加以剖析,供大家探討。

        (一)分析樣品信息

        本文所用樣品均來自于三星堆二號坑出土的青銅器,包括有明確器型的青銅器和青銅殘件,共計9件,樣品情況和檢測項目如下(表一)。本文所采用的分析方法均為無損或微損分析,保證了樣品的完整性。

        表一 青銅殘件信息表

        (二)實驗設(shè)備及條件

        1.形貌觀察

        超景深顯微觀察。用日本KEYENCE公司VHX1000數(shù)字顯微鏡觀察殘件表面微痕信息,在不同倍率下觀察和拍攝記錄紡織品殘留。

        掃描電鏡觀察。用日本Hitachi公司S-4800掃描電鏡和Philips公司 FEI INSPECT F掃描電鏡分別對樣品20SXD-K2∶02和K2③∶32、20SXD-K2∶34進行微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)和表截面信息觀察分析。測試條件均為:工作電壓5kV,工作距離9.9~10.6毫米。

        2.紅外光譜分析

        用德國Bruker LUMOS-Ⅱ顯微紅外光譜儀,液氮冷卻MCT檢測器,配合單次反射ATR附件對樣品分子結(jié)構(gòu)進行分析測試。ATR附件材質(zhì)為鍺,折射率為4,紅外光譜掃描范圍為4000~750cm-1,分辨率為4cm-1,每次采樣前均采集空氣作為背景光譜,背景、樣品的掃描次數(shù)均為16次。

        (三)分析結(jié)果

        1.超景深顯微鏡分析結(jié)果

        通過顯微觀察,發(fā)現(xiàn)樣品表面殘留有豐富的絲綢殘留物,并且有明顯的經(jīng)緯組織結(jié)構(gòu)(表二)。

        表二 樣品顯微分析結(jié)果

        續(xù)表:

        從顯微觀察可以看出,每件樣品上都有紡織殘留物。根據(jù)不同的保存情況,可將殘留物分為礦化物、炭化物和實物3種類型。K2③∶ 113紡織品附著在青銅蛇形器中段內(nèi)側(cè)邊沿,殘留面積較大,有平紋和斜編兩種結(jié)構(gòu),有的與銅銹伴生,為礦化物;有的已炭化,呈黑色;還有未見組織結(jié)構(gòu)的麻線或絲線殘留。組織結(jié)構(gòu)較密,經(jīng)緯線寬度約170微米。K2②∶63人頭像上有紡織殘留物與銅銹伴生,呈綠色,均為礦化物。紗線密度較小,個別紗線較粗約160~300微米,可能為紗織物。K2③∶32樣品正、反面都有紡織品殘留,具有明顯的經(jīng)緯組織且均可分為兩層。不同的是一側(cè)為炭化物,類似于20SXD-K2∶33號樣品;另一側(cè)為礦化物。K2③∶183銅眼泡內(nèi)外側(cè)都有紡織品殘留,賦存在銅銹下方,只有極小位置因銅銹剝離而露出。19SXD-K2∶098樣品表面殘留有較多的紡織品礦化物,最大區(qū)域為13×7毫米,經(jīng)緯組織明顯、經(jīng)緯密度較小,經(jīng)緯線寬約130微米,孔隙度較大,降解、礦化嚴重。20SXD-K2∶02樣品完全保持了紡織原本的形態(tài),具有清晰的經(jīng)緯組織紋路、質(zhì)地緊密,單根紗線粗度約80~130微米,殘存大小約100×80毫米。20SXD-K2∶33樣品多處殘留紡織品痕跡,有明顯經(jīng)緯組織。經(jīng)辨識,可最少分為5層堆積。20SXD-K2∶34樣品殘留紡織品痕跡,有明顯經(jīng)緯組織,且分層堆積。20SXD-K2∶42-1附著在青銅片表面,殘存量較大,經(jīng)緯組織明顯,其顏色、形態(tài)與實物無異。

        通過觀察各器物,表面均殘留有明顯的經(jīng)緯組織結(jié)構(gòu),有平紋和斜編兩種,其中平紋組織為一上一下結(jié)構(gòu)。僅有蛇形器上附著斜編紋,在平紋附著物的下層,與平紋組織共存。但因殘留面積較小,只能推測可能是以平紋為地,在上面斜編起花。綜合所觀察的顯微形態(tài)分析,有的殘留物呈單層分布,如K2③∶113,有的呈多層分布,20SXD-K2∶33號樣品最多可分5層。同時,因降解程度和附著載體的差異,導(dǎo)致經(jīng)緯線殘存寬度、疏密程度有所不同。K2②∶63、20SXD-K2∶42-1號組織結(jié)構(gòu)較疏松,有均勻分布的孔眼,可能為紗織物。其余樣品組織結(jié)構(gòu)都較緊密、細膩,可能為絹類。

        2.紅外光譜分析結(jié)果

        從紅外光譜圖(圖一)中可以看出,19SXD- K2∶098號樣品在1621.14cm-1和1508.20cm-1處有吸收峰,20SXD-K2∶02號樣品在1571.01cm-1處有吸收峰,20SXD-K2∶34號樣品在1567.06cm-1處有吸收峰。根據(jù)張曉梅對蠶絲紅外光譜分析結(jié)果[10],在1690~1600cm-1、1575~1480cm-1處分別有—C=O伸縮振動和—NH變形振動所產(chǎn)生的特征吸收譜帶。文章還指出有羧基峰的證明有水解作用,無羧基峰的證明未經(jīng)過水解作用。對比可知,19SXD-K2∶098、20SXD-K2∶02、20SXD-K2∶34號樣品具有蠶絲的特征吸收譜帶,可以判定三者材質(zhì)均為蠶絲,即為絲綢殘留物。不同的是19SXD-K2∶098為礦化物殘留,具有—C=O、—NH兩個特征吸收譜帶,證明發(fā)生了較輕的水解作用。20SXD-K2∶02為實物殘留,20SXD-K2∶34為炭化物殘留,只有—NH特征吸收譜帶,炭化過程可能未發(fā)生水解作用。從而表明絲綢的實物、礦化物、炭化物狀態(tài)存在著明顯的紅外光譜特征差別。

        圖一 紅外線光譜圖1.19SXD-K2∶098 2.20SXD-K2∶02 3.20SXD-K2∶34

        3.掃描電鏡分析結(jié)果

        由于樣品形貌特征和掃描電鏡儀器的限制,選擇其中3件典型織物樣品獲得了清晰的掃描電鏡圖。從20SXD-K2∶02、K2③∶32、20SXD-K2∶34樣品的掃描電鏡圖(圖二~四)中可以看出,20SXD-K2∶02顯現(xiàn)出清晰的紡織結(jié)構(gòu)、表面和截面形態(tài)信息,纖維表面平整、截面呈三角形,與現(xiàn)代桑蠶絲的截面形態(tài)一致。K2③∶32、20SXD-K2∶34因樣品炭化或礦化嚴重,所以無法獲取其表面信息,但還保留著清晰的截面形態(tài),只能依其截面形態(tài)作出相應(yīng)判斷。截面顯示有兩兩排列在一起的直徑約為5~18微米的三角形孔洞結(jié)構(gòu),且孔洞邊緣非常平整干凈,孔洞內(nèi)因有機物流失已成空腔,這可能是炭化的結(jié)果。根據(jù)Hearle等對紡織品纖維脆裂特征的類型分析[11],結(jié)合張曉梅[12]、郭丹華[13]等對考古出土絲織品掃描電鏡圖像分析,可以判斷,這幾個樣品斷口處相對光滑,斷裂的原因可能是受熱老化所致。這與三星堆遺址器物埋藏前或埋藏后經(jīng)過火燒[14]這一埋藏現(xiàn)象是相吻合的。從這3件織物纖維微觀形態(tài)可以看出,絲綢實物的表截面形態(tài)與炭化物的表截面形態(tài)存在很大差異,實物除了絲膠流失外,絲素還完全保留著與新鮮蠶絲相同的形態(tài)結(jié)構(gòu),炭化物只殘留有空腔。

        圖二 20SXD-K2∶02掃描電鏡圖1.紡織結(jié)構(gòu)形態(tài) 2.表面形態(tài) 3.截面形態(tài)

        綜上,通過超景深顯微鏡、掃描電鏡、紅外光譜儀對9件樣品的綜合分析,獲取了樣品組織結(jié)構(gòu)、表截面微觀形貌及分子結(jié)構(gòu)。綜合判定得出所分析樣品是具有經(jīng)緯組織結(jié)構(gòu)的絲綢紡織殘留物,并且各分析方法所得結(jié)果也得到了相互補充、印證。

        圖三 K2③∶32掃描電鏡圖 1.表面形態(tài) 2.截面形態(tài)

        圖四 20SXD-K2∶34掃描電鏡圖

        三 討論

        基于以上分析,本文從以下幾點進行了 討論。

        (一)殘留物材質(zhì)及種類

        從微觀形態(tài)和顯微紅外光譜分析判斷,有明顯的顯微組織形態(tài)和紅外光譜特征峰,所分析的樣品材質(zhì)都是絲織物。這證實了三星堆文化時期,就已經(jīng)有了絲綢的使用。從觀察的兩百多件青銅器上發(fā)現(xiàn),在青銅尊、眼泡、銅鈴、人頭像、青銅蛇等13種類型、40件器物上有絲綢附著,殘留物類型包括實物、礦化物、泥化物和炭化物,可以說三星堆絲綢是“大量”存在的,在青銅器上的殘留是一種普遍現(xiàn)象。大部分殘留物都是呈礦化狀態(tài),這與青銅器的銹蝕物有很大關(guān)系,銅銹一方面起到了抑菌的作用,保護絲蛋白不受外界侵害而存留,另一方面,銅銹會沿著絲綢的紋理的生長,從而使絲綢保持了原有形狀并留下痕跡。這為新一輪考古發(fā)掘提供了可靠的指導(dǎo),將有助于在相關(guān)器物上尋找到更多的殘留 信息。

        (二)絲綢的賦存形式

        基于前文所分析的情況,對絲綢的埋藏形式可作出以下判斷,絲綢不只一層,而是呈多層堆積。雖然絲綢殘留的面積很小,但是從局部的分層堆積情況可以作出合理推測,與其他遺址或墓葬器物出土狀況不同的是,三星堆的器物都是經(jīng)過打砸或焚燒后埋入坑中,是一種神圣的祭祀活動?;谶@種情況,絲綢與青銅器或其他器物的關(guān)系,應(yīng)該是器物埋藏后,在器物上覆蓋或包裹著絲綢,或是作為一種重要的祭祀物品。不論以哪種方式,絲綢與青銅器都有著千絲萬縷的聯(lián)系。同時,從附著絲綢的器物出土層位分析,大多集中在二號坑第③層,第②層只包括了一件。這說明了,絲綢出現(xiàn)的情況就是集中在二號坑第③層,是具有特殊指向性的,絲綢的出現(xiàn)是有一定規(guī)律的埋藏。

        (三)三星堆時期的絲綢文化形態(tài)及考古學(xué)價值

        絲綢殘留物的發(fā)現(xiàn)填補了古蜀時期絲綢考古出土的空白,實證了古蜀文明的輝煌。絲綢是一種高貴的奢侈品,直到唐代中期,才較為普遍使用。三星堆絲綢的發(fā)現(xiàn),為深入挖掘三星堆文化時期的經(jīng)濟水平、紡織工藝、文化內(nèi)涵提供了堅實的考古資料。這是截止目前,在眾多青銅器類型上大量發(fā)現(xiàn)商及商以前的遺址或墓葬中的絲綢實物資料,填補了四川紡織考古中無絲綢實物出土的空白。進一步研究三星堆文化時期的絲綢,將有利于解讀、詮釋三星堆文化時期古蜀先民的紡織工藝和用絲制度。同三星堆青銅文明一樣,絲綢也極可能具有獨特而鮮明的古蜀特征,是三星堆祭祀體系中的一個重要元素,與青銅器、玉器、象牙共同構(gòu)建了三星堆的祭祀價值體系。

        四 結(jié)論

        通過對三星堆二號坑出土部分青銅器的仔細觀察與樣品分析,發(fā)現(xiàn)了絲綢殘留物,實證了三星堆文化時期古蜀先民已經(jīng)有了成熟的紡織工藝和技術(shù)水平。通過對青銅器表面附著絲綢殘留物的發(fā)現(xiàn)與研究,填補了古蜀時期蜀地紡織史研究的實物空白,實證了古蜀文明、三星堆文化的輝煌,對于三星堆文化、器物坑性質(zhì)、祭祀形態(tài)、器物埋藏方式的解讀與紡織工藝、水平的研究都具有重要意義。

        附記:文章的完成得到四川省文物考古研究院、四川廣漢三星堆博物館領(lǐng)導(dǎo)和同仁的大力支持,深受陳德安先生的悉心指導(dǎo),中國絲綢博物館周旸研究員也給予了幫助,在此一并表示感謝。

        注釋:

        [1]張松林、高漢玉:《滎陽青臺遺址出土絲麻織品觀察與研究》,《中原文物》1999年第3期。

        [2]浙江省文物管理委員會:《吳興錢山漾遺址第一、二次發(fā)掘報告》,《考古學(xué)報》1960年第2期。

        [3]陳娟娟:《兩件有絲織品花紋印痕的商代文物》,《文物》1979年第12期。

        [4]張翠蘭、陳跟平:《電子顯微鏡在高分子材料研究中的應(yīng)用》,《甘肅科技》2007年第11期。

        [5]a.Zhang X., Berghe I.V., Wyeth P., Heat and moisture promoted deterioration of raw silk estimated by amino acid analysis,Journal of Cultural Heritage, Vol.12:4(2011);

        b.張曉梅、原思訓(xùn):《利用X射線衍射光譜研究絲織品的老化》,《光譜學(xué)與光譜分析》2010年第 1期;

        c.張曉梅、原思訓(xùn):《掃描電子顯微鏡對老化絲織品的分析研究》,《電子顯微學(xué)報》2003年第 5期;

        d.張曉梅、原思訓(xùn):《老化絲織品的紅外光譜分析研究》,《光譜學(xué)與光譜分析》2004年第12期。

        [6]楊建洲等:《古絲綢強度測定儀的研制及其應(yīng)用》,《考古與文物》2006年第3期。

        [7]郭丹華等:《新疆營盤出土絲纖維的形貌分析》,《浙江理工大學(xué)學(xué)報》2009年第5期。

        [8]龔德才、楊軍昌:《一種鑒定古代絲綢的新方法》,《收藏界》2003年第9期。

        [9]楊明等:《江西德安南宋周氏墓紡織品殘片種類與工藝》,《南方文物》1998年第4期。

        [10]同[5]d。

        [11]J.W.S.Hearle, at al.,Atlas of Fibre Fracture and Damage to Textiles 2nd Edition, Woodhead Publishing, 1998, pp.18-20.

        [12]同[5]c。

        [13]同[7]。

        [14]四川省文物管理委員會等:《廣漢三星堆遺址二號祭祀坑發(fā)掘簡報》,《文物》1989年第5期。

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