溫 睿，曹詩媛，劉瑞俊，朱瑛培，3

(1.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(西北大學(xué))，陜西西安 710069； 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)考古與人類學(xué)系，北京 100049；3.陜西省考古研究院，陜西西安 710043)

0 引 言

也木勒遺址位于新疆塔城地區(qū)額敏縣也木勒牧場(chǎng)京什克阿克蘇村北，準(zhǔn)噶爾盆地西北邊緣，塔城盆地中心，北邊的塔爾巴哈臺(tái)山即中國(guó)與哈薩克斯坦的界山，這里自古即是族群交流、文化交匯之地。12世紀(jì)上半葉，西遼的統(tǒng)治者耶律大石西遷，在此地建城[1]，之后成吉思汗西征歸來，定四子分地，葉密爾河邊之地分與三子窩闊臺(tái)，在此建立幹爾朵，即也迷離古城[2]。西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院自2013年起對(duì)也木勒遺址進(jìn)行考古調(diào)查與發(fā)掘，根據(jù)考古地層、出土文物等特點(diǎn)，初步確定也木勒遺址的時(shí)代為宋元時(shí)期，具體應(yīng)是西遼—蒙元時(shí)期，發(fā)掘區(qū)域?qū)儆诔侵分苓叺氖止I(yè)作坊區(qū)，在其灰坑內(nèi)出土了若干玻璃殘片與玻璃珠[3]，以其中玻璃器殘片作為對(duì)象，研究其制作工藝與產(chǎn)地來源，豐富了宋元時(shí)期新疆地區(qū)玻璃器研究資料，為學(xué)界提供更多的研究成果與對(duì)比依據(jù)，之后總結(jié)這一時(shí)期新疆的出土資料，揭示當(dāng)?shù)夭Ａ鞯氖褂妹婷才c背后的文化因素。

分析古代玻璃的來源，主要通過研究其組成成分以及制作工藝，但由于樣品表面的風(fēng)化層會(huì)影響組成成分的測(cè)試結(jié)果，且古代玻璃價(jià)值很高，所以運(yùn)用激光剝蝕電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)(LA-ICP-AES)可以在不影響文物自身價(jià)值的情況下，對(duì)未風(fēng)化區(qū)域進(jìn)行高精度的分析，排除了埋藏環(huán)境中雜質(zhì)元素的干擾，且檢測(cè)元素全面，再結(jié)合超景深三維視頻顯微系統(tǒng)觀察加工工藝，共同說明來源問題。

1 樣品描述

這批玻璃殘片出土于手工業(yè)制造區(qū)的灰坑內(nèi)，且能分辨器形者較少，多為藍(lán)色透明或綠色透明殘片。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)性地選取了9個(gè)樣品進(jìn)行研究，從其弧度上看多為器壁較薄的瓶、碗、杯等器皿，表面無打磨刻花等裝飾技法，多數(shù)玻璃殘片的風(fēng)化情況較為嚴(yán)重，存在風(fēng)化層剝落的情況。結(jié)合上述出土地點(diǎn)以及樣品的保存狀態(tài)，推測(cè)其為廢棄的日用玻璃器殘片。樣品展示見圖1，樣品描述見表1。

表1 也木勒遺址出土玻璃殘片描述Table 1 Detailed description of the fragments of glass vessels excavated from Yemule site

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 超景深三維視頻顯微系統(tǒng)儀器及測(cè)試條件

利用超景深三維視頻顯微系統(tǒng)對(duì)玻璃進(jìn)行微觀形貌的觀察，此項(xiàng)儀器具有低畸變、高分辨率、大景深、視場(chǎng)平坦、范圍大的特點(diǎn)，可以清晰地反映樣品的加工痕跡。實(shí)驗(yàn)儀器型號(hào)：日本浩視公司生產(chǎn)KF-7700型。實(shí)驗(yàn)條件：采用鹵素冷光源，MX-5040RZF鏡頭，201萬動(dòng)態(tài)像素，在50～100倍下觀察。

2.2 X射線衍射分析

其次利用X射線衍射(XRD)分析法，對(duì)樣品進(jìn)行物相組成的分析，以確定樣品質(zhì)地。選取4個(gè)表面平整的樣品進(jìn)行無損測(cè)試。實(shí)驗(yàn)儀器型號(hào)：日本Rigaku公司生產(chǎn)的SmartLab(9)型。實(shí)驗(yàn)條件：電壓45 kV，電流200 mA，探測(cè)器為D/teX Ultra。

2.3 激光剝蝕電感耦合等離子體發(fā)射光譜技術(shù)的儀器及測(cè)試條件

成分分析在北京大學(xué)考古文博學(xué)院LA-ICP-AES實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。分析儀器的各項(xiàng)設(shè)備以及測(cè)試條件：1)激光器。美國(guó)NEW-WAVE公司生產(chǎn)，儀器型號(hào)為UP266-MARCO，激光器分析條件為Nd-YAG，激光波長(zhǎng)266 nm，激光光斑直徑610 μm，氦氣流速0.6 L/min。2)ICP-AES。美國(guó)LEEMAN-LABS公司生產(chǎn)，儀器型號(hào)為Prodigy，RF(高頻發(fā)生器)功率1.1 kW，氬氣流量20 L/min，霧化器壓力30 psig(英制單位，約20 MPa)，蠕動(dòng)泵(樣品提升)速率1.2 mL/min，積分時(shí)間30 s/time。本次測(cè)試選擇康寧博物館標(biāo)樣玻璃Corning-B、Corning-C、Corning-D作為標(biāo)樣，分析樣品的主量元素、微量元素，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確，根據(jù)Corning-B、Corning-C、Corning-D多次測(cè)量結(jié)果，可以確定含量超過1%的主量元素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差基本小于1%，微量元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過5%。樣品YML-G-1、YML-G-4、YML-G-5、YML-G-6、YML-G-7、YML-G-8、YML-G-9保存情況尚可，表面有未風(fēng)化區(qū)，故每個(gè)樣品剝蝕1次，厚度約100 μm，樣品YML-G-2與YML-G-3外表面風(fēng)化較為嚴(yán)重，預(yù)先在超景深三維視頻顯微系統(tǒng)下觀察風(fēng)化層的分布，在風(fēng)化層薄處進(jìn)行剝蝕，直徑40 μm，剝蝕2次，深度約200 μm，每個(gè)樣品測(cè)試2～4個(gè)不同的部位，最后對(duì)檢測(cè)部位的各元素氧化物進(jìn)行歸一化處理。每個(gè)樣品分析了20種元素氧化物的百分比含量，9個(gè)樣品的測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 樣品的化學(xué)組成Table 2 Chemical composition of samples from Yemule Site (%)

3 結(jié)果與討論

3.1 也木勒遺址玻璃片的熔制水平與成型工藝

結(jié)果顯示，樣品的XRD衍射圖譜都是非晶態(tài)的積分強(qiáng)度，幾乎無衍射峰，表明樣品確屬玻璃態(tài)物質(zhì)可以確定這些器皿碎片都是玻璃，圖2是YML-G-5的XRD衍射圖譜。

玻璃由于內(nèi)部成分的不均勻性，會(huì)有部分區(qū)域在物理性質(zhì)上與玻璃主體不同，例如折射率、密度、黏度等等，溫度降低時(shí)小部分黏度大，結(jié)構(gòu)應(yīng)力較大，吹制拉伸易在玻璃器表面、內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)小的水平條紋，裸眼不易觀察[4-5]，這種條紋不同于有模吹制產(chǎn)生的水平條紋，后者只會(huì)在器物表面與模具接觸的地方產(chǎn)生了明顯的水平條紋。結(jié)合照片發(fā)現(xiàn)，樣品中沒有器底，觀察不到是否運(yùn)用鐵棒工藝，但所有樣品的內(nèi)外壁均光滑，YML-G-5、YML-G-6、YML-G-7內(nèi)部發(fā)現(xiàn)有細(xì)小的水平條紋，如圖3所示，同時(shí)實(shí)驗(yàn)樣品器壁薄厚不一，極薄處可達(dá)到1.1 mm，可以認(rèn)為這批玻璃碎片是無模吹制。

除了樣品YML-G-8內(nèi)的氣泡體積小，數(shù)量少，其他樣品中的氣泡含量較多，存在狹長(zhǎng)氣泡，如圖4所示，說明可能是吹制時(shí)冷卻較快，內(nèi)部氣泡不能克服玻璃液內(nèi)壓力逸出，且沒有反復(fù)加熱調(diào)整外形，致使氣泡無法恢復(fù)到較大的比表面積。上述特征反映出也木勒遺址玻璃片的加工較為簡(jiǎn)單，素面無裝飾紋樣，保存狀況不佳，有的樣品風(fēng)化嚴(yán)重，出土地點(diǎn)為手工作坊區(qū)的灰坑內(nèi)，應(yīng)是普通階層使用的日常玻璃制品。

3.2 也木勒遺址玻璃片的成分特點(diǎn)

古代玻璃的成分主要包括石英砂、助熔劑、穩(wěn)定劑，少數(shù)有色玻璃中還含有呈色劑，乳濁劑、澄清劑，不同地區(qū)結(jié)合自身地理環(huán)境、社會(huì)需求，所使用的原料與工藝不同，在過去的兩個(gè)世紀(jì)里，西方學(xué)者基于助熔劑成分的不同將古代各個(gè)地區(qū)生產(chǎn)的玻璃進(jìn)行了劃分[6]，例如，鈉鈣玻璃體系流行于地中海沿岸與美索不達(dá)米亞地區(qū)，高鉀玻璃體系常見于南亞、東南亞、以及我國(guó)南方地區(qū)，鉛鋇玻璃則是我國(guó)獨(dú)有的成分體系，所以可以依此判斷玻璃產(chǎn)地。成分?jǐn)?shù)據(jù)如表2所示，樣品間化學(xué)成分相近，變化范圍不大，均不含PbO，BaO含量低于0.1%，不是國(guó)產(chǎn)鉛鋇玻璃體系，屬于鈉鈣玻璃。

鈉鈣硅系玻璃可以進(jìn)一步劃分。因?yàn)镵2O、MgO是由助熔劑引入，若鈉鈣玻璃中這兩者含量均高于1.5%即可以認(rèn)為助熔劑采用的雜質(zhì)較多的草木灰，例如海篷子(Salicornia)、豬毛菜(Salsola)等生長(zhǎng)在海岸邊、鹽堿地、沙漠的藜科鹽生植物[7-8]，反之則運(yùn)用的是純凈的泡堿，除此之外，還有類混合堿，特征是Na2O/K2O較低，有時(shí)出現(xiàn)小于1的情況，這一概念由Henderson提出，推測(cè)是類似泡堿的礦物堿與植物燒灰的混合產(chǎn)物[9]，BRILL則認(rèn)為可能有三種來源：(1)經(jīng)過濾洗和再結(jié)晶處理的植物灰；(2)某種含較多雜質(zhì)的特殊礦物堿；(3)芒硝[10]。

本次實(shí)驗(yàn)中9個(gè)樣品的K2O、MgO含量均超過1.5%，6件樣品出現(xiàn)K2O含量接近或大于5%的現(xiàn)象，且含有P2O5，兩方面可佐證這批玻璃的助熔劑含有植物性堿，但是，K2O的含量高，Na2O/K2O比例較低，在1.57～3.01之間，所以樣品符合Henderson的假設(shè)，可能利用了含有植物灰的混合堿作為助熔劑。

至于澄清劑與呈色劑，古代玻璃生產(chǎn)中將廢舊玻璃回收重熔的現(xiàn)象很常見，不同窯址生產(chǎn)的玻璃成分上會(huì)有差異，這一過程中各類顏色的玻璃很少被分類重熔，所以Fe、Mn、Co、Cr、Ni、Cu這類過渡金屬元素的濃度會(huì)累積升高[11]，為了消除雜質(zhì)元素引起的顏色，會(huì)有意添加脫色劑和澄清劑MnO2，但是樣品中MnO2含量只有0.35%～0.05%，應(yīng)該是原料中的雜質(zhì)引入，而非有意添加，其他過渡金屬元素含量低，化學(xué)成分相近，說明它們應(yīng)該是一個(gè)區(qū)域生產(chǎn)的初次加工而成的玻璃品。關(guān)于呈色劑，由于樣品中CuO低于0.2%，F(xiàn)2O3的含量在0.4%～1.3%之間，是文物樣品呈現(xiàn)不同程度綠色的主要原因。

3.3 也木勒遺址玻璃片的產(chǎn)地研究

雖然從唐代開始我國(guó)已經(jīng)可以生產(chǎn)鈉鈣玻璃，但是直到宋元時(shí)期出土的國(guó)產(chǎn)玻璃器還是以鉛玻璃與鉛鉀玻璃為主[11-13]。宋遼時(shí)期國(guó)產(chǎn)玻璃器多出土于佛寺塔基的地宮中，主要類型有葫蘆瓶、細(xì)頸瓶、仿水果的玻璃觀賞品[14]。至于元代，山東省淄博市元末明初的玻璃作坊的生產(chǎn)和技術(shù)在當(dāng)時(shí)發(fā)揮著一個(gè)十分重要的作用，出土了大量不透明的單色玻璃環(huán)、玻璃珠、玻璃簪以及玻璃料塊[15]，根據(jù)文獻(xiàn)記載，淄博市元末明初的玻璃作坊在其生產(chǎn)配方中會(huì)添加螢石(CaF2)作為乳濁劑[16]。綜上所述，也木勒遺址出土的玻璃器與中原地區(qū)的玻璃器在功能和外觀上都相去甚遠(yuǎn)，排除中原生產(chǎn)的可能性。

為了更清晰地反映來源問題，本研究選取了不同地區(qū)玻璃的成分?jǐn)?shù)據(jù)與之對(duì)比。為避免風(fēng)化層對(duì)數(shù)據(jù)的影響，所選取的數(shù)據(jù)均是采用電子探針等微損檢測(cè)手段，直接測(cè)試玻璃本體進(jìn)行定量分析。

首先是康寧博物館測(cè)試的35個(gè)9—10世紀(jì)生產(chǎn)中心尼沙布爾伊斯蘭玻璃的成分?jǐn)?shù)據(jù)[17]，11個(gè)9—13世紀(jì)另一生產(chǎn)中心埃及福斯塔特的伊斯蘭玻璃[18-19]，因?yàn)閺?世紀(jì)后期開始，草木灰玻璃成為了伊斯蘭玻璃生產(chǎn)的主要類型，這一情況持續(xù)了600多年[20-21]，故直到宋元時(shí)期，西亞地區(qū)伊斯蘭玻璃的主成分的變化范圍不大，可以與本實(shí)驗(yàn)的樣品進(jìn)行對(duì)比。其次是19個(gè)10—13世紀(jì)中亞烏茲別克斯坦的測(cè)試數(shù)據(jù)，5個(gè)7—13世紀(jì)阿富汗的成分?jǐn)?shù)據(jù)[18-19，22]，代表中亞數(shù)據(jù)，最后宋元時(shí)期在新疆當(dāng)?shù)匾灿锈c鈣玻璃生產(chǎn)，目前已發(fā)表的成分中只有一組瓦石峽遺址玻璃片的成分?jǐn)?shù)據(jù)[23]。

利用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，篩選主成分，使具備分析的條件，使用第一和第二主成分因子繪圖，F(xiàn)1和F2代表6個(gè)主量成分，涵蓋綜合信息的68.34%，如圖5所示，實(shí)驗(yàn)樣品的點(diǎn)穿插在尼沙布爾、中亞的數(shù)據(jù)中，雖然比較分散，但區(qū)別于埃及福斯塔特地區(qū)。

為了進(jìn)一步了解細(xì)節(jié)特征，進(jìn)行二元統(tǒng)計(jì)分析。Fe和Al主要是砂料引入的[24]，助熔劑中的Fe含量對(duì)玻璃體的影響非常微弱。按照地理學(xué)第一定律，空間上越靠近的兩個(gè)地理單元，其相似程度越高，所以相近地區(qū)石英砂的Al2O3/Fe2O3比值是近似的，可以形成相似的斜率帶，經(jīng)線性擬合得出區(qū)域斜率均值。

但在地球化學(xué)研究中普遍存在數(shù)據(jù)因?yàn)閯h失性、離群性、封閉性(歸一化處理)等情況偏離正態(tài)分布假設(shè)，且區(qū)域石英砂的化學(xué)成分特征不是一個(gè)固定的值，不能通過一個(gè)方程就鎖定[25-27]，所以成分?jǐn)M合反映出二元正負(fù)相關(guān)趨勢(shì)即可，計(jì)算得到的區(qū)域斜率均值可以作為對(duì)比參考。圖6是樣品中Fe2O3、Al2O3的百分比含量散點(diǎn)圖，選取的對(duì)比樣品非強(qiáng)烈著色的玻璃。首先可以發(fā)現(xiàn)也木勒遺址以及新疆本地生產(chǎn)的玻璃中Al2O3含量明顯高于西亞地區(qū)玻璃中的鋁含量，與中亞地區(qū)玻璃的Al2O3含量相近。其次，進(jìn)行擬合，R1代表也木勒遺址，斜率為3.452；R2代表中亞地區(qū)，斜率為1.736；R3代表尼沙布爾地區(qū)，斜率為1.279；R4代表福斯塔特地區(qū)，斜率為1.060，實(shí)驗(yàn)樣品R1與中亞地區(qū)R2的玻璃砂料來源較為接近，值得注意的是瓦石峽遺址的樣品數(shù)據(jù)亦靠近也木勒遺址的擬合線。

根據(jù)BRILL的研究發(fā)現(xiàn)伊斯蘭玻璃從西亞開始越靠近中亞，K2O的含量越高，當(dāng)玻璃中K2O含量高于3.4%～4.0%時(shí)，一般可以認(rèn)為是由中亞地區(qū)生[28-30]。如圖7所示的是K2O、MgO的百分比含量散點(diǎn)圖，反映出也木勒遺址、瓦石峽遺址與中亞地區(qū)玻璃的K2O含量都高于3.5%，明顯區(qū)別于尼沙布爾的古代玻璃。

綜上所述，首先瓦石峽的玻璃與中亞地區(qū)的玻璃在成分特征上具亦有相似性，成分?jǐn)?shù)據(jù)雖少但前人關(guān)于器型的研究亦符合這一結(jié)論，反映出新疆當(dāng)?shù)夭Ａa(chǎn)技術(shù)受到了中亞地區(qū)影響。其次，由于上述兩者主成分特征相似，所以也木勒遺址的玻璃可能來自蔥嶺以西的中亞，亦不排除新疆當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的可能。

3.4 與新疆其他宋元玻璃器的對(duì)比

目前新疆地區(qū)出土宋元玻璃器的地點(diǎn)共11處，已公布的資料中，較為完整的玻璃器有6件小口細(xì)頸瓶，4件罐型器(不包括玻璃珠)，其余都是玻璃殘片，分辨器型的較少，屬于器壁較薄的瓶、碗、杯、盤等器皿，多為白色、黃色以及綠色，質(zhì)地為半透明、透明，基本出土在灰坑、城址房屋或玻璃作坊內(nèi)，詳細(xì)情況總結(jié)至表3。其中瓦石峽的玻璃作坊內(nèi)出土了一類小口細(xì)頸瓶，淺綠色透明，素面無紋飾，無模自由吹制成型，細(xì)長(zhǎng)直頸，橄鼓腹，近圓肩部分向下收斂與凹底部相接，應(yīng)是盛酒、水等液體的實(shí)用器皿，與西亞地區(qū)流行的小口細(xì)頸瓶相似[28]。綜上所述，新疆宋元時(shí)期均是等級(jí)一般，工藝簡(jiǎn)單，熔鑄水平參差不齊的玻璃器，反映出當(dāng)時(shí)新疆地區(qū)玻璃器已成為實(shí)用性器皿，進(jìn)入了平民的日常生活之中。

表3 新疆宋元時(shí)期玻璃器出土情況[11,30,32-36]Table 3 Description of Song and Yuan glass vessels excavated in Xinjiang

這一點(diǎn)與國(guó)內(nèi)其他地區(qū)有所不同，宋元時(shí)期中原的國(guó)產(chǎn)玻璃多是不透明的觀賞品、珠飾、發(fā)簪以及佩飾為主。進(jìn)口玻璃基本上都屬于伊斯蘭玻璃，有磨刻貼塑等裝飾花紋，一般是舍利瓶、香料瓶，屬于高級(jí)伊斯蘭玻璃，佛教化現(xiàn)象明顯[31]，基本屬于宗教用品和貴族階級(jí)青睞的寶物。這種差異性也反映出在多元文化影響下新疆地區(qū)與中原文化與生活的不同。具體來講，玻璃制造業(yè)不是我國(guó)古代主要手工業(yè)之一，對(duì)于玻璃器主流的審美特點(diǎn)是仿玉，甚至從宋代開始玻璃的名稱就出現(xiàn)了“藥玉”、“假玉”、“罐子玉”等名稱，而陶瓷器則一直是主要的生活用具。西方則有所不同，玻璃自兩河流域誕生起，就一直是各等級(jí)生活用品的主要材質(zhì)之一，從貴族到平民生活中都會(huì)頻繁使用到玻璃器，玻璃制品在社會(huì)生活中作為日常用品的習(xí)俗首先傳播到我國(guó)的新疆地區(qū)，形成了新疆與中原地區(qū)玻璃制品面貌、功能的差異很大的現(xiàn)象。

4 結(jié) 論

通過對(duì)也木勒遺址玻璃片的分析認(rèn)為，這批玻璃是無模吹制的杯、碗等素面實(shí)用器，熔制水平較低，是普通階層使用的生活器皿。利用LA-ICP-AES分析得出這批玻璃屬于鈉鈣玻璃體系且K2O、MgO的含量很高，助熔劑應(yīng)是混合堿，與中亞、新疆當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的玻璃十分相似。

結(jié)合同時(shí)期新疆出土的其他玻璃器可以發(fā)現(xiàn)，其工藝、用途與等級(jí)都與之十分相似，以實(shí)用性為主，且審美與生產(chǎn)技術(shù)皆有受到西方玻璃生產(chǎn)影響的跡象，反映出宋元時(shí)期新疆各個(gè)民族政權(quán)與中西亞交流密切，較中原地區(qū)先融合了其將玻璃器作為日常生活用具的文化，形成了與中原的差異之處。

在已有的研究中，中原地區(qū)進(jìn)口中西亞伊斯蘭玻璃器的年代大都在11世紀(jì)中期之前，即北方絲綢之路關(guān)閉以前，多靠陸路運(yùn)到我國(guó)，之后有關(guān)進(jìn)口的蔥嶺以西中亞鈉鈣玻璃的研究幾乎沒有，所以本研究豐富了這一時(shí)期的研究成果，為新疆西遼至蒙元時(shí)期的物質(zhì)文化交流提供資料。