吳 晨 , 劉 松, 梁 云, 趙鳳燕, 李青會(huì), 王建新

1. 西安市文物保護(hù)考古研究院, 陜西 西安 710068

2. 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所, 上海 201800

3. 西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院, 陜西 西安 710069

引 言

2017年—2018年度, 中烏聯(lián)合考古隊(duì)在烏茲別克斯坦拜松市拉巴特墓地發(fā)掘墓葬94座, 出土了種類豐富的文物, 其中珠飾文物極具代表性, 共出土1 500余件, 包括骨貝、 瑪瑙、 綠松石、 水晶、 玻璃、 青銅等材質(zhì), 集中于墓主頭部、 頸部、 手腕和腰間等部位[1-2]。 本文選取其中典型人造硅酸鹽質(zhì)珠飾殘樣, 進(jìn)行化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)分析, 結(jié)合工藝特點(diǎn), 探討其產(chǎn)地來源, 以期為該地文化交流與傳播的研究提供相關(guān)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品

本研究共選取珠飾文物樣品13件, 皆為考古現(xiàn)場(chǎng)采集的文物殘塊, 形制不完整, 但材質(zhì)、 呈色代表了該墓地出土人造硅酸鹽珠飾的主要類型, 可初步反映該墓地人造硅酸鹽珠飾特點(diǎn)。 表1所列為本次分析樣品的編號(hào)、 呈色、 形貌等信息, 以及樣品原形制的參考標(biāo)本; 這些參考標(biāo)本皆和相應(yīng)樣品出土于同一墓葬, 形貌和呈色與樣品相近。

表1 烏茲別克斯坦拜松市拉巴特墓地珠飾樣品基本信息

1.2 儀器及參數(shù)

1.2.1 超景深三維顯微系統(tǒng)(OM)

日本基恩士VHX-5000型超景深三維顯微系統(tǒng), 在20×至1 000×倍率下觀察樣品表面結(jié)構(gòu)及加工微痕等。

1.2.2 掃描電子顯微鏡-能譜分析(SEM-EDS)

日本日立公司S4800場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡, 配備布魯克(BRUKER)能譜儀, 工作電壓20 kV、 電流10 μA。 采用無標(biāo)樣的ZAF法對(duì)樣品進(jìn)行定量分析。

1.2.3 能量色散型X射線熒光光譜儀(EDXRF)

日本OURSTEX公司100FA型能量色散型X射線熒光光譜儀。 Pd靶, 電壓40 kV, 最大功率50 W, 束斑直徑為2.5 mm; 配備低真空樣品腔, 測(cè)試時(shí)腔體壓力400～600 Pa。 由于樣品表層多有風(fēng)化現(xiàn)象, 為盡量減少風(fēng)化產(chǎn)物對(duì)分析結(jié)果準(zhǔn)確性的影響, EDXRF分析測(cè)試點(diǎn)皆為樣品靠中心、 顏色均勻部位。

1.2.4 激光拉曼光譜儀(Raman)

法國(guó)Horiba公司LabRAM XploRA型激光共焦拉曼光譜儀。 激光波長(zhǎng)532 nm; 激光功率25 mW, 拉曼頻移范圍為70～8 000 cm-1, 100×物鏡。

2 結(jié)果與討論

2.1 材質(zhì)屬性分析

受風(fēng)化作用影響, 玻璃基體中的主要助熔劑(Na2O、 K2O)有不同程度的流失, 使玻璃中的Al2O3、 MgO、 Fe2O3等組分的百分含量有一定程度的增加[3], 對(duì)玻璃體系的判定造成了一定的困難。 本文綜合考慮了Na2O、 K2O、 MgO、 CaO、 Al2O3、 PbO, 及微量元素Zr、 Sr等組分含量, 對(duì)所分析玻璃樣品所歸屬可能的玻璃體系進(jìn)行了初步判定。 根據(jù)化學(xué)成分(表2)和物相結(jié)構(gòu)分析結(jié)果, 13件樣品材質(zhì)可分為費(fèi)昂斯和玻璃兩大類。

表2 烏茲別克斯坦拜松市拉巴特墓地珠飾樣品化學(xué)成分定量分析結(jié)果

2.1.1 費(fèi)昂斯

樣品2017RBTM23： S3的EDXRF分析結(jié)果顯示, 其SiO2含量高達(dá)89.95%, 而助熔劑Na2O(2.27%)、 K2O(0.21 %)、 CaO(0.59%)和Al2O3(2.64%)含量較低, 是典型的費(fèi)昂斯成分特征[4]。 從樣品的拉曼圖譜(圖1)也可以看出, 樣品拉曼特征峰主要位于124、 200、 461和1 156 cm-1等附近位置, 與石英的拉曼特征峰一致, 說明樣品中主要晶體為石英, 這與費(fèi)昂斯制品中SiO2含量高是相吻合的。 樣品截面呈現(xiàn)淡綠色, 化學(xué)成分含有Fe2O3(0.74%)和CuO(1.67%), Cu、 Fe可能為此件費(fèi)昂斯制品的主要呈色元素。

圖1 樣品2017RBTM23： S3特征拉曼圖譜

為進(jìn)一步了解該費(fèi)昂斯樣品的原料和結(jié)構(gòu)信息, 使用SEM-EDS對(duì)樣品2017RBTM23： S3剖面進(jìn)行分析。 從掃描電鏡背散射圖像(圖2)看, 該樣品整體結(jié)構(gòu)以石英顆粒為主, 可見較多隙間玻璃相(IPG)。 樣品剖面未見明顯釉層, 也無連續(xù)玻璃相, 雖與樣品風(fēng)化有一定關(guān)系, 但剖面較多隙間玻璃相的分布, 推測(cè)該樣品風(fēng)干法制作的可能性較大[5]。

圖2 樣品2017RBTM23： S3 背散射電子像

對(duì)隙間玻璃相(IPG)(圖3)進(jìn)行EDS成分分析, 多點(diǎn)測(cè)量取平均值, 分析結(jié)果如表3所示。 EDS成分分析顯示, 該樣品的玻璃相SiO2含量為69.0%。 樣品主要助熔劑Na2O含量在16.7%, K2O含量在2.2%, Na2O/K2O比值7.59, 為富鈉類型助熔劑[6]。 3%的CuO和0.9%的Fe2O3, 說明該費(fèi)昂斯主要的呈色元素為Cu和Fe。

圖3 樣品2017RBTM23： S3 能譜分析區(qū)域

表3 樣品2017RBTM23： S3 SEM-EDS成分分析(wt%)

結(jié)合樣品化學(xué)成分和剖面結(jié)構(gòu), 該費(fèi)昂斯制品在成形過程中可能使用風(fēng)干法, 一些含銅的著色劑原料可能與有機(jī)粘合劑(如樹膠等)一起添加到胎體混合料中, 并且在成形過程中添加了堿水助熔劑[7]。

2.1.2 玻璃

根據(jù)化學(xué)成分分析結(jié)果, 玻璃可分為鈉鈣硅酸鹽玻璃(簡(jiǎn)稱鈉鈣玻璃)、 鈉鋁硅酸鹽玻璃(簡(jiǎn)稱鈉鋁玻璃)、 鉀硅酸鹽玻璃(簡(jiǎn)稱鉀玻璃)等三種主要種類。 其中, 根據(jù)助熔劑不同, 鈉鈣玻璃又可分為泡堿型鈉鈣玻璃、 植物灰型鈉鈣玻璃和高鎂鈉鈣玻璃; 鈉鋁玻璃分為植物灰型鈉鋁玻璃和礦物堿型鈉鋁玻璃。

樣品中2017RBTM38： S1的Na2O含量為9.01%, CaO的含量為7.00%, MgO和K2O的含量極低, 與泡堿型鈉鈣玻璃成分特征一致[8-9]; 推測(cè)樣品2017RBTM38： S1為泡堿型鈉鈣玻璃。 該樣品Zr含量?jī)H47 μg·g-1, Sr含量達(dá)到366 μg·g-1, 很可能使用了沿海地區(qū)的沙子作為原料, 沙子中的貝殼為玻璃提供了鈣源[10-12]。

樣品2018RBTM71： S1中CaO、 MgO、 K2O的含量分別為7.63%、 2.49%和5.86%, 有植物灰型鈉鈣玻璃的特征; 但該樣品中K2O和Al2O3含量均較高, 分別達(dá)到5.86%和4.16%, 為高鉀高鋁植物灰型鈉鈣玻璃。

圖4給出了所分析的鈉鈣玻璃部分組分和微量元素的二維分布圖, 樣品2017RBTM17： S2、 2017RBTM19： S1、 2017RBTM23： S2、 2017RBTM30： S1、 2018RBTM81： S1中MgO的含量水平較高, 含量范圍在4.37%～12.13%; 同時(shí)其Sr、 Zr的含量水平較高, 含量范圍分別為740～1 518和149～388 μg·g-1, 在化學(xué)成分特征方面具有明顯共性特征, 同屬于高鎂鈉鈣玻璃[13]。 此類高鎂鈉鈣玻璃樣品中K2O的含量均較低, 其含量范圍為0～0.53%, 表明其助熔劑主要來源應(yīng)該為礦物堿。

圖4 鈉鈣玻璃組分散點(diǎn)圖

樣品2017RBTM23： S4、 2017RBTM38： S3、 2018RBTM84： S1 CaO含量范圍為4.77%～6.25%, 同時(shí)其Al2O3的含量水平較高, 含量范圍為4.74%～10.74%, 這與南亞地區(qū)的富鋁型鈉鈣玻璃較為相似[14]。 樣品2017RBTM38： S3中MgO和K2O的含量分別為4.00%、 1.85%, 表明其助熔劑主要來自于植物灰, 為植物灰型鈉鋁玻璃; 而另外兩件樣品(2017RBTM23： S4、 2018RBTM84： S1)與礦物堿型鈉鋁玻璃的成分較為相似, 主要助熔劑來自于礦物堿, 為礦物堿型鈉鋁玻璃。

鉀硅酸鹽玻璃, 簡(jiǎn)稱鉀玻璃, 玻璃基體的主要助熔劑為K2O。 通常來說, K2O含量不低于10%, 但風(fēng)化作用也會(huì)導(dǎo)致K2O大量流失, 故而玻璃器樣品中檢測(cè)到K2O的含量可能會(huì)低于10%[15]。 分析樣品2017RBTM17： S1、 2017RBTM38： S2其化學(xué)組成中SiO2含量為77.88%、 66.27%, K2O含量為13.01%、 7.66%; CaO含量為1.76%、 2.09%, Al2O3的含量為2.63%、 1.68%, 符合鉀玻璃的化學(xué)組成, 依據(jù)鉀玻璃中CaO和Al2O3含量劃分鉀玻璃亞類, 兩件樣品皆為中等鈣鋁型鉀玻璃[16]。

2.2 產(chǎn)地來源探討

2.2.1 費(fèi)昂斯及玻璃化學(xué)成分體系所反映的產(chǎn)地來源

拉巴特墓地出土了大量費(fèi)昂斯珠飾, 在器型上包括瓜棱形、 草莓形、 魚形、 玉米形、 瓶型、 拳頭形等, 這些類型的費(fèi)昂斯珠飾在西亞地區(qū)較為流行[17]; 其中具有雌性頭部形象的斯芬克斯形象和代表酒神崇拜[18]的陰莖形墜飾, 則表明了拉巴特墓地所在地區(qū)的文化受到了希臘文化的影響。 而從已分析2017RBTM23： S3費(fèi)昂斯樣品化學(xué)成分來看, 使用了富鈉類型的助熔劑, 為西亞地區(qū)常用的助熔劑類型。 該墓群費(fèi)昂斯制品與西亞地區(qū)有關(guān), 但由于僅分析了一件樣品, 費(fèi)昂斯是否有多種來源, 還需進(jìn)一步分析討論。

鈉鈣玻璃通常被認(rèn)為是西方玻璃的主要類型, 本次分析樣品中7件都屬于這一體系。 根據(jù)助熔劑不同, 拉巴特墓地的鈉鈣玻璃樣品可分為泡堿型鈉鈣玻璃、 植物灰型鈉鈣玻璃和高鎂鈉鈣玻璃三個(gè)亞類。 在同歷史時(shí)期, 泡堿型鈉鈣玻璃是地中海東岸以及埃及地區(qū)的典型玻璃體系[11]。 植物灰型鈉鈣玻璃, Brill等[19-21]研究認(rèn)為K2O含量可用于區(qū)分中亞和西亞的植物灰型鈉鈣玻璃, 富鉀型鈉鈣玻璃(K2O>4%)主要發(fā)現(xiàn)于中亞地區(qū), 尤其阿富汗地區(qū)較為常見, 樣品2018RBTM71： S1與文獻(xiàn)公布中亞類型玻璃成分一致, 推測(cè)可能與中亞地區(qū)聯(lián)系緊密。 目前對(duì)于高鎂鈉鈣玻璃的報(bào)道較少, 高鎂鈉鈣玻璃產(chǎn)地、 來源的進(jìn)一步判斷尚無太多研究資料支撐, 還需后期進(jìn)一步分析和討論。 參考相關(guān)文獻(xiàn)[22], 在此僅提出該類型玻璃可能是利用西亞技術(shù)采用本地原料進(jìn)行制作的推測(cè)。

本次分析樣品鈉鋁玻璃可分為植物灰型鈉鋁玻璃和礦物堿型鈉鋁玻璃兩大類。 植物灰型鈉鋁玻璃[14]目前發(fā)現(xiàn)有三種亞類。 第一種亞類為玻璃飾品, 發(fā)現(xiàn)于巴基斯坦、 印度北部、 中國(guó)新疆、 孟加拉共和國(guó)。 此種類型的玻璃產(chǎn)地可能為Bara(巴基斯坦), 年代集中在公元前2世紀(jì)至公元2世紀(jì)。 另外兩種亞類的鈉鋁玻璃出現(xiàn)時(shí)間較晚, 為公元9世紀(jì)之后。 另兩個(gè)亞類中, 其中一個(gè)亞類的鈉鋁玻璃僅用于制作珠子, 發(fā)現(xiàn)于非洲的Sub-Saharan; 而另外一種則主要用于器皿制作, 發(fā)現(xiàn)于Sumatra島和Kenya。 上述兩種亞類的鈉鋁玻璃的產(chǎn)地目前尚不清楚。 從遺址時(shí)代和所處地理位置分析, 本次分析的拉巴特墓地植物灰型鈉鋁玻璃多與第一種亞類有關(guān), 很有可能與巴基斯坦及印度北部該類型玻璃產(chǎn)區(qū)有關(guān)。 相較于植物灰型鈉鋁玻璃, 礦物堿型鈉鋁玻璃[14]在空間和時(shí)間上有著廣泛分布, 在印度、 非洲、 中國(guó)、 韓國(guó)、 日本、 東南亞等地均有發(fā)現(xiàn)。 此種類型玻璃體系大致可分為5個(gè)亞類, 其中亞類1(Al2O3含量5%～16%, CaO 含量1%～9%, MgO含量0.15%～4%)與本次分析所發(fā)現(xiàn)的礦物堿型鈉鋁玻璃聯(lián)系較為密切。 此亞類玻璃出現(xiàn)時(shí)間較早, 為公元前4世紀(jì)至公元5世紀(jì), 地點(diǎn)集中在印度南部和斯里蘭卡; 在部分東南亞地區(qū)也發(fā)現(xiàn)有大量的此種類型的玻璃。

鉀玻璃是印度、 東南亞和我國(guó)華南、 西南等地區(qū)特有的一種玻璃體系。 鉀玻璃的生產(chǎn)制作存在多個(gè)中心, 漢代交州刺史部(今越南北部地區(qū))是當(dāng)時(shí)的中心之一, 東南亞、 印度地區(qū)也存在制作中心。 根據(jù)現(xiàn)已發(fā)表的鉀玻璃數(shù)據(jù), 在印度、 東南亞和中國(guó)等地區(qū), 低鋁型鉀玻璃數(shù)量較少, 其比例低于5%, 低鈣型鉀玻璃和中等鈣鋁型鉀玻璃數(shù)量比例則高達(dá)41%和49%。 中等鈣鋁型鉀玻璃是分布最廣泛的一類, 在中國(guó)、 印度、 泰國(guó)、 緬甸、 柬埔寨等地區(qū)均有發(fā)現(xiàn)。 低鋁型鉀玻璃主要來自泰國(guó), 在緬甸也有少量發(fā)現(xiàn); 低鈣型鉀玻璃則主要來自我國(guó)廣西、 越南北部、 緬甸, 泰國(guó)和柬埔寨有少量發(fā)現(xiàn)[23]。 本文檢測(cè)的兩件鉀玻璃均為中等鈣鋁型鉀玻璃, 該遺址位置中亞腹地, 與印度通道較為順暢, 推測(cè)可能與印度地區(qū)存在一定聯(lián)系。 其中, 樣品2017RBTM38： S2呈橘紅色, 含Na2O 3.35%, K2O 7.66%, CuO 14.22%, 與文獻(xiàn)報(bào)道印度北部出土的一種混合堿玻璃外觀、 成分上非常相似[24]; 我國(guó)西藏洛布措環(huán)湖遺址也有相似玻璃珠飾出土[25]。 印度很有可能為拉巴特墓地鉀玻璃的來源之一。

2.2.2 玻璃珠飾工藝所反映的產(chǎn)地來源

M84墓葬中出土了38件完整夾金玻璃珠及多個(gè)殘塊。 夾金玻璃珠是指兩層玻璃之間, 利用一層金箔作為裝飾的玻璃珠或玻璃器, 起初其功能是替代貴重金質(zhì)珠飾, 隨后逐漸發(fā)展成一種特殊的珠飾風(fēng)格[26]。 本次測(cè)試分析了夾金玻璃珠殘樣(樣品2018RBTM84： S1), 圖5為珠飾表面殘留金箔微觀形貌, 通過化學(xué)成分分析, 可以確定表層金屬箔含金質(zhì)(見表2)。 關(guān)于夾金珠的起源, 埃及通常被認(rèn)為是其制作工藝的起源地, 而且是早期夾金珠/器皿重要的生產(chǎn)制作中心。 從考古發(fā)現(xiàn)來看, 埃及、 黑海南部沿岸地區(qū)都有大量夾金珠/器皿發(fā)現(xiàn), 希臘羅得島(Rhodes)還發(fā)現(xiàn)了地中海地區(qū)唯一的早期夾金珠制作產(chǎn)地; 印度地區(qū)也被認(rèn)為可能是夾金珠的制作產(chǎn)地之一; 早在羅馬時(shí)代夾金珠的制作及使用已擴(kuò)散至地中海地區(qū)、 歐洲及亞洲局部。 本次所檢測(cè)的夾金珠玻璃體系為礦物堿型鈉鋁玻璃, 可能與南亞次大陸的關(guān)系較為密切。

圖5 夾金玻璃珠金箔微觀形貌

絞胎紋玻璃珠, 是拉巴特墓地較為典型的玻璃珠飾, 其制作產(chǎn)地可能與貴霜玻璃生產(chǎn)和加工中心Bara有關(guān)(位于今巴基斯坦)。 藍(lán)色玻璃基體上裝飾有黃色或白色絞胎紋玻璃珠是Bara地區(qū)所制作的一種固定樣品的玻璃珠飾, M46出土的藍(lán)色玻璃基體上裝飾有黃色絞胎紋(圖6), 符合Bara玻璃制品器形的典型特征。 此外, 拉巴特墓地另出土了多件黃色四棱雙錐玻璃珠(圖7), 與尼雅遺址出土Bara同類玻璃形制、 呈色近似; 本次分析的樣品2018RBTM71： S1呈圓形, 但與黃色四棱雙錐玻璃珠呈色、 質(zhì)地一致, 化學(xué)成分分析表明為植物灰型鈉鈣玻璃, 化學(xué)組成也與Bara類型玻璃的特征一致。 結(jié)合以上幾方面對(duì)比, 推測(cè)Bara很有可能為拉巴特墓地出土玻璃珠的來源之一。 Bara遺址年代大致在公元前2世紀(jì)到公元2世紀(jì), 與拉巴特墓地的年代基本一致。

圖6 拉巴特墓地出土黃色絞胎紋藍(lán)色玻璃珠

圖7 拉巴特墓地出土黃色四棱雙錐玻璃珠

3 結(jié) 論

(1) 對(duì)拉巴特墓地出土的一件費(fèi)昂斯串珠樣品分析表明, 該樣品為富鈉型費(fèi)昂斯, 銅、 鐵為著色劑, 可能由風(fēng)干法制成。 化學(xué)成分體系結(jié)合該墓葬出土其他費(fèi)昂斯珠飾的器型特征, 推測(cè)拉巴特墓地出土費(fèi)昂斯制品與西亞地區(qū)有關(guān),且受到希臘文化的影響。

(2) 玻璃樣品成分分析結(jié)果表明, 拉巴特墓地出土玻璃體系包括泡堿型鈉鈣玻璃、 植物灰型鈉鈣玻璃、 高鎂鈉鈣玻璃、 礦物堿型鈉鋁玻璃、 植物灰型鈉鋁玻璃和鉀玻璃等六類, 玻璃串珠存在多個(gè)來源, 與中亞、 西亞、 印度及地中海東岸都有一定關(guān)聯(lián)。

(3) 拉巴特墓葬出土較典型玻璃珠飾的工藝特征表明, 夾金玻璃珠與南亞次大陸存在關(guān)聯(lián), 絞胎紋玻璃珠及黃色四棱雙錐玻璃珠則可能來自于貴霜玻璃生產(chǎn)和加工中心Bara。

(4) 拉巴特墓地地處西天山以南、 鐵門關(guān)以東、 阿姆河以北, 是南北、 東西的重要通道, 向南可延伸至印度地區(qū), 向西可至伊朗平原、 地中海地區(qū), 該墓地出土串飾涉及到多地的工藝和材質(zhì)特征, 從一個(gè)角度說明了該地在公元前2世紀(jì)末期到公元2世紀(jì), 與地中海、 西亞、 南亞等地經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來頻繁、 文化互動(dòng)豐富; 其中也有相當(dāng)數(shù)量的串珠形制和成分與我國(guó)新疆尼雅遺址、 山普拉遺址[27]等多個(gè)遺址出土玻璃珠近似。 由于本次分析樣本數(shù)量有限且樣品風(fēng)化較為嚴(yán)重, 僅反映了拉巴特墓地出土人造硅酸鹽珠飾材質(zhì)的基本特征和部分工藝特征, 系統(tǒng)性分析研究還有待深入, 為相關(guān)學(xué)術(shù)研究提供更多實(shí)物例證。