陳建輝 ，胡永慶

(1. 國家文物進出境審核海南管理處，海南?？?570100； 2. 河南省文物考古研究院，河南鄭州 450000)

0 引 言

長子口墓位于河南省鹿邑縣太清宮鎮(zhèn)，是一座西周早期的貴族墓葬。由于該墓保存完整、規(guī)模大、隨葬品豐富、地域特征明顯，受到了學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注[1]。長子口墓平面呈“中”字形，出土有數(shù)量眾多的青銅器、玉器、骨器、蚌器、原始瓷器、陶器等文物精品。其墓葬形制、隨葬器物類型及組合特征等方面表明，長子口墓同時包含有商和周兩種文化特征，是商末周初的一座大墓[2]。長子口墓主人生活歷經(jīng)商周兩朝，其身份是長國之君還是西周早期宋國的開國國君微子啟或其弟微仲衍，目前學(xué)術(shù)界尚存爭議[3-4]。長子口墓地的發(fā)掘，對商末周初的歷史、墓葬形制、器物斷代以及古代先民的文化交流等諸多方面都提供了詳實的實物資料，具有重要的學(xué)術(shù)意義和研究價值。本工作為探討中原地區(qū)商末周初玉器的用料傳統(tǒng)、制玉工藝、文化交流、原料來源等信息，選取了長子口墓出土的部分典型玉器進行材料屬性及制作工藝的科學(xué)分析和相關(guān)研究。

1 樣品信息

本工作選取了長子口墓出土48件典型玉器樣品，器形主要包括玦、環(huán)、璧、戈、鉞、柄形器及各種動物形制的玉佩飾等。典型玉器照片如圖1所示，樣品簡要信息如附錄所示。

a～j依次為樣品M1：34、M1：71、M1：105、M1：312、M1：316、M1：340、M1：346、M1：364、M1：330和M1：284圖1 長子口墓地出土典型玉器樣品照片F(xiàn)ig.1 Some typical jade samples excavated from the tomb of Changzikou

2 分析技術(shù)

對這批玉器進行原位無損分析，主要采用以下三種技術(shù)：

2.1 X射線熒光光譜技術(shù)(XRF)

采用美國Thermo Niton手持式能量色散型X射線熒光光譜儀(HXRF)，型號為Niton XL3t 950 GOLDD+series，其主要激發(fā)源為微型X射線管，Ag靶，50 kV/200 μA最大值，分析元素范圍為Mg～U。配備CamShotTMCCD彩色攝像功能，可以實時記錄測試部位的照片。

2.2 拉曼光譜技術(shù)(Raman)

實驗采用必達(dá)泰克光電科技(上海)有限公司的MiniRam微型近紅外激光拉曼光譜儀，型號為BTR111-785。設(shè)備采用基于“CLEANLAZETM”技術(shù)的高純度785 nm窄線寬激光光源(輸出功率大于300 mW)，光譜響應(yīng)范圍在175～3 200 cm-1，其高靈敏度響應(yīng)范圍在175～2 800 cm-1，光譜分辨率為10 cm-1，激光輸出功率可在10%～100%之間進行調(diào)整。HXRF與便攜式拉曼光譜儀聯(lián)合已經(jīng)成功應(yīng)用于廣西合浦漢墓出土珠飾的科學(xué)研究中[5]。

2.3 光學(xué)顯微鏡技術(shù)(OM)

采用基恩士VHX-5000型超景深數(shù)碼光學(xué)顯微系統(tǒng)對樣品表面進行顯微觀測。該設(shè)備由日本基恩士公司研制，配備有兩種型號的光學(xué)顯微鏡頭，型號分別為VH-Z20(×20～200)、VH-Z100R(×100～1 000)，可實現(xiàn)20×至1 000×的顯微觀測。同時，本系統(tǒng)還具有自動對焦、全幅對焦、深度合成、多角度觀測、超高分辨率和高清晰度顯示、三維合成、實時觀測以及三維測量等先進功能。

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 玉器材質(zhì)判定

綜合HXRF(表1)和Raman光譜分析結(jié)果，該批玉器樣品的玉料主要包括透閃石-陽起石系列(軟玉)、方解石、白云石、白云母、蛇紋石、瑪瑙、綠松石等7種礦物類型。需要說明的是，由于HXRF未采用工作曲線法進行定量分析，故其分析結(jié)果僅為半定量分析結(jié)果，與礦物理論組分含量存在一定誤差。

表1 河南省鹿邑太清宮長子口墓出土玉器半定量分析結(jié)果Table 1 Semi-quantitative analysis results of the chemical compositions of jade artifacts excavated from the tomb of Changzikou (%)

(續(xù)表1)

1) 透閃石-陽起石玉器。該類玉器共有37件，主要組分為MgO、SiO2、CaO，其含量范圍分別為9.83%～15.02%、66.01%～77.57%和9.01%～13.36%，次要組分為Al2O3，其含量為0.33%～1.99%，F(xiàn)e2O3含量皆<2%(樣品M1：330的Fe2O3含量為9.34%)。上述化學(xué)成分特征與透閃石[Tremolite，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Ca2Mg5Si8O22(OH)2]的化學(xué)成分理論值(MgO 24.8%，SiO259.16%，CaO 13.8%)相比，SiO2含量偏高，MgO和CaO的含量偏低。上述樣品典型拉曼譜圖如圖2所示。從圖2中可以看到Si-Obr-Si的反對稱伸縮振動峰(1 063 cm-1)、硅氧四面體鏈中Si-Obr-Si的完全對稱伸縮振動峰(679 cm-1)以及O-H-O基團晶格振動峰(228 cm-1)，屬于透閃石-陽起石系列(軟玉)礦物[6]。化學(xué)成分分析結(jié)果與理論值存在一定差異，主要是由于礦物本身的不均勻性和儀器的系統(tǒng)誤差造成。

圖2 透閃石玉器M1：366的拉曼圖譜Fig.2 Raman spectrum of a tremolite-type jade artifact M1：366

2) 方解石型玉器。在本次測試的樣品中，3件樣品(M1：282、M1：209、M1：74)中CaO的含量達(dá)到84.56%～95.61%，它們的拉曼特征振動峰主要分布于285、717、1 091 cm-1，如圖3所示，其中1 091 cm-1為(CO3)2-的對稱拉伸振動模式，717 cm-1為(CO3)2-的面內(nèi)彎曲振動[7]，因此該樣品屬于典型的方解石型玉器。

圖3 方解石質(zhì)玉器M1：282的拉曼圖譜Fig.3 Raman spectrum of a calcite-type jade artifact M1：282

盡管M1：212和M1：281兩件玉器樣品的拉曼圖譜(圖4)與上文方解石拉曼譜圖十分相似，但這兩件樣品的化學(xué)成分與M1：282、M1：209、M1：74存在明顯差異。M1：212和M1：281主要成分為MgO(4.55%～16.07%)、CaO(44.91%～66.82%)、SiO2(25.3%～35.3%)，與方解石M1：282、M1：209、M1：74相比，其CaO的含量偏低，而MgO的含量偏高。研究表明，白云石[CaMg(CO3)2]與方解石同屬方解石族礦物，其拉曼特征譜具有相似性[7]，但化學(xué)成分存在明顯差異。綜合化學(xué)成分和物相結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，判斷M1：212和M1：281材質(zhì)為白云石。

圖4 白云石質(zhì)玉器M1：212的拉曼圖譜Fig.4 Raman spectrum of a dolomite-type jade artifact M1：212

3) 白云母型玉器。樣品M1：286和M1：348的化學(xué)成分較為接近，主要組分為SiO2(59.85%～61.83%)、Al2O3(27.68%～28.80%)，K2O(8.72%～9.74%)，F(xiàn)e2O3(0.40%～2.29%)，這與白云母{KAl2[Si3AlO10](OH，F(xiàn))2}的主要化學(xué)成分SiO2(44%～50%)、Al2O3(20%～33%)、K2O(9%～10%)、Fe2O3(2%～6%)比較一致。主要拉曼特征峰(圖5)分布在267、407、700 cm-1，低波數(shù)的振動峰是由SiO6八面體內(nèi)部振動引起，407 cm-1是由OH振動和Si-O振動疊加后產(chǎn)生，而700 cm-1則是由Si-O-Si振動引起的，與文獻中報道的云母的特征峰相一致[8]。

圖5 玉器M1：286的拉曼圖譜Fig.5 Raman spectrum of jade artifact M1：286

4) 蛇紋石型玉器。龍鳳佩玉器M1：340中含有較高的MgO和SiO2，分別為22.87%和73.80%。其拉曼特征峰主要位于235、378、687、1 046 cm-1附近(圖6)，其中235 cm-1附近為O-H-O基團引起的振動，378 cm-1附近為SiO4的對稱ν5(e)振動，687 cm-1附近為Si-Ob-Si對稱拉伸振動，1 046 cm-1為Si-Ob-Si反對稱拉伸振動[9]。由于在1 046 cm-1出現(xiàn)了特征峰，且在378 cm-1附近沒有觀測到由SiO4彎曲振動產(chǎn)生的拉曼特征峰，通過拉曼光譜進一步確認(rèn)這件樣品為葉蛇紋石型玉器。

圖6 蛇紋石玉器M1：340的拉曼圖譜Fig.6 Raman spectrum of a serpentine-type jade artifact M1：340

5) 石英質(zhì)玉器。該類玉器僅1件玉玦M1：34，主要化學(xué)成分為SiO2(98.97%)，其拉曼光譜(圖7)的分布情況(132、214、468 cm-1)，468 cm-1由Si-O彎曲振動引起，214 cm-1由SiO4的旋轉(zhuǎn)振動引起。由于顯晶質(zhì)石英和隱晶質(zhì)石英(水晶、瑪瑙、玉髓)的拉曼光譜非常相似，根據(jù)文獻[10]，顯晶質(zhì)石英在500 cm-1附近沒有弱振動峰出現(xiàn)，水晶在509 cm-1附近有一個弱峰，而玉髓和瑪瑙的這個弱峰則通常在501 cm-1附近出現(xiàn)。這個小振動峰是由斜硅石(moganite，屬于單斜晶石英組)石英中Si-O對稱彎曲振動引起[11]。由于便攜式拉曼信號強度較弱，501 cm-1附近拉曼特征峰并不明顯。結(jié)合器物外觀特征，確定該玉器為瑪瑙，而不是水晶。

圖7 玉器M1：34的拉曼圖譜Fig.7 Raman spectrum of jade artifact M1：34

6) 綠松石型玉器。該類玉器包括M1：69和M1：70兩件，以及M1：304中間鑲嵌部分。其拉曼特征峰主要出現(xiàn)于422、1 042 cm-1(圖8)，分別歸屬于磷酸根基團(PO4)3-的伸縮振動和彎曲振動[12]。該類樣品中含有較高的Al2O3(35.47%～44.69%)、SiO2(15.02%～17.35%)和P2O5(19.48%～26.32%)，與綠松石[CuAl6(PO4)4(OH)8·5H2O]的理論化學(xué)成分較為接近[13]。M1：304中間鑲嵌部分化學(xué)成分析結(jié)果中MgO含量較高，表明透閃石基體對測試結(jié)果產(chǎn)生了影響。

圖8 M1：304鑲嵌綠松石拉曼圖譜Fig.8 Raman spectrum of the turquoise-type mosaic of a jade artifact M1：304

表2對所分析的長子口墓出土玉器材質(zhì)礦物類型及數(shù)量進行了歸納總結(jié)。從中可以看出，透閃石-陽起石型系列(軟玉)玉器在西周早、中期的數(shù)量最多，其他礦物類型的玉器數(shù)量較少，由此可推斷該時期這一區(qū)域的主流玉器已經(jīng)逐漸過渡到透閃石-陽起石型系列(軟玉)玉器，表明商代以后透閃石-陽起石型玉器在中原地區(qū)大量出現(xiàn)，并成為隨葬玉器的主流[14-16]。

表2 長子口墓地不同材質(zhì)玉器數(shù)量統(tǒng)計Table 2 Statistical information of the jade artifacts of different mineral types excavated from the tomb of Changzikou

3.2 玉器制作工藝微痕特征

長子口墓出土儀仗類玉器以兵器為主，包括刀、戈、箭鏃等，器形規(guī)整，表面紋飾簡明流暢，是制作最為精美的一類。儀仗器表面紋飾較為簡單，以直線陰刻紋為主。玉刀樣品M1：330表面陰刻紋飾的顯微形貌特征(圖9a、9b)表明，M1：330樣品表面的短直陰刻紋飾在寬度和深度上呈現(xiàn)出漸縮趨勢。紋飾寬度最大值約為1.35 mm，說明砣具寬度在1.35 mm左右。紋飾底部存在明顯的“平行線”摩擦痕，紋飾橫截面輪廓為“U”形，且底部光滑。玉戈樣品M1：284表面長直陰刻紋飾的顯微圖像(圖9c)中可以觀察到紋飾內(nèi)部明顯的“平行線”狀摩擦痕，紋飾寬度較為一致，變化范圍在1 254～1 313 μm，平均值為1 285 μm，表明砣具厚度在1.28 mm左右。陰刻紋飾輪廓亦呈現(xiàn)“U”形，且紋飾內(nèi)部光滑。上述微痕特征與文獻[17]中砣具砣刻微痕特征相符，表明此類紋飾是利用快速運動的砣具在玉器表面進行砣刻而成。

a和b為樣品M1：330； c為樣品M1：284圖9 陰刻直線紋飾顯微形貌及截面輪廓Fig.9 Micro-morphology and cross-section profile of shaded line patterns

裝飾類玉器是本次所分析數(shù)量最多的一類器形，包括鹿、鳥、兔、龍、鳳等形狀的佩飾等，也主要以陰刻紋飾為主。圖10給出了幾件典型裝飾類玉器直線陰刻紋飾的微觀特征。從圖中可以觀察到符合砣具砣刻的工藝特征，如陰刻紋飾內(nèi)部“平行線”狀摩擦痕，截面“U”形輪廓。長直紋飾處紋飾寬度的一致性，以及短直紋飾寬度的漸變性。需要注意的是，利用砣具砣刻出的紋飾的“U”截面輪廓，并不具有較好的對稱性，如圖10b所示。在高度不一致的表面，此種不對稱性會更加突出，容易與西周時期的“一面坡”工藝相互混淆[18]。由于砣具砣刻只能制作直線陰刻紋飾，在砣刻彎曲紋飾時，需要利用多次連續(xù)地改變砣刻角度制作短直紋飾形成曲線紋飾。由于工匠的熟練程度、玉料材質(zhì)屬性、砣具硬度等客觀因素的影響，不可避免地會在曲線紋飾周圍形成放射狀不規(guī)則歧出雜紋，如圖11a所示。盡管有研究表明，利用手持片狀工具加工圓弧形表面時，也可形成兩端尖淺、中間深寬的形狀[1]，但在平整表面形成對稱性較好的兩端尖淺、中間深寬的陰刻紋飾(圖11b)，只能是采用砣具砣刻而成。紋飾寬度表明砣具厚度在0.77 mm左右。

a為樣品M1：70； b為樣品M1：312圖10 長子口墓地出土裝飾類玉器陰刻紋飾及其截面輪廓Fig.10 Micro-morphology and cross-section profile of shaded straight line patterns

a為樣品M1：364； b為樣品M1：105圖11 砣刻工藝其他特征Fig.11 Other features of the engraving process

本次所分析長子口墓出土玉器的穿孔形狀主要有兩種類型，分別是喇叭形和圓柱形。喇叭形穿孔孔徑由表面向內(nèi)部逐漸縮小，穿孔內(nèi)壁呈現(xiàn)為喇叭形(圖12)。裝飾類玉器通常具有多個穿孔，且穿孔大小不一，穿孔直徑從1 mm至6 mm，多數(shù)穿孔直徑集中在2～4 mm。此類片形飾厚度較薄，以單面鉆孔為主。此種類型穿孔主要利用桯鉆結(jié)合解玉砂工藝進行鉆孔[19]。圓柱形穿孔內(nèi)壁漸縮性沒有第一類明顯，相對來說，較為陡直，孔道形狀近似圓柱形(圖13)。此種類型穿孔應(yīng)該以管鉆工藝為主[20]。圓柱型穿孔主要發(fā)現(xiàn)于儀仗類器物，同時還包括1件柄形器(M1：81)。對儀仗器M1：284、M1：330和柄形器M1：81穿孔直徑進行測量，分別為11.35 mm、8.17 mm和10.25 mm。圓柱形型穿孔直徑明顯大于喇叭形穿孔孔徑，且內(nèi)壁較為光滑。

a為樣品M1：338； b為樣品M1：364圖12 喇叭形穿孔形狀Fig.12 Shape of taper perforation

a為樣品M1：284； b為樣品M1：81圖13 圓柱形穿孔及其硅膠覆膜顯微形貌Fig.13 Micro-morphology of cylindrical perforation and silica gel models of the perforation

盡管長子口墓出土了多種不同功能用途的玉器，但每種類型的玉器均具有較高的拋光度(圖14)。由圖14可以看出，玉器表面存在著細(xì)密的打磨拋光痕跡。值得注意的是，在儀仗器(M1：330，圖14c)、裝飾類玉器(M1：290，圖14b；M1：364，圖14d)及柄形器(M1：81，圖14a)等不同類型的玉器表面均發(fā)現(xiàn)了較為細(xì)密且有序的打磨拋光痕，表明了不同類型的玉器均采用了相似的打磨拋光工藝，而且拋光程度較高。但由于玉器材質(zhì)、埋藏環(huán)境等客觀因素造成玉器表面不同程度的風(fēng)化，少數(shù)樣品表面較為粗糙不平，不容易觀察到打磨拋光微痕。

3.3 玉器材質(zhì)-器形-功能-工藝之間的關(guān)系

長子口墓出土玉器，依據(jù)其功能用途可大致分為儀仗器、禮器、裝飾品、工具及生活用具四類。

儀仗器的器形主要有刀、戈、鉞、箭鏃等，均以武器為主，整體造型十分規(guī)整。材質(zhì)主要以透閃石類礦物為主，少量為方解石、白云石、云母等礦物。儀仗器表面紋飾以陰刻直線紋飾為主，利用砣具砣刻而成。個別樣品有利用桯鉆制作的圓形凹陷作為裝飾紋飾。穿孔主要是利用管鉆工藝制作而成，孔徑相對較大。

禮器的器形則主要以簋、璧、琮、柄形器等為主，表面通常為素面，沒有任何紋飾。柄形器表面紋飾較少，僅個別樣品有穿孔，如M1：81。材質(zhì)同樣以透閃石為主，少量為瑪瑙(M1：34，瑪瑙玦)、方解石和白云石。禮器類樣品穿孔以桯鉆為主，相對較大的孔徑則可能采用管鉆工藝，如璧、琮的內(nèi)部大孔。

裝飾類玉器以動物造型以及玦、環(huán)、璜為主，材質(zhì)以透閃石為主，少量為綠松石、蛇紋石等。此類玉器表面紋飾仍以陰刻紋飾為主，紋飾線條流暢簡潔，采用了砣具砣刻。器物表面有數(shù)量較多的穿孔，體積較小，采用桯鉆鉆孔。

表3對長子口墓地出土玉器功能、材質(zhì)、陰刻工藝和鉆孔工藝等進行了總結(jié)。由表3可知，長子口墓出土玉器材質(zhì)以透閃石礦物為主，同時還有綠松石、蛇紋石、方解石、瑪瑙等其他礦物類型。陰刻紋飾主要采用砣具砣刻。儀仗器穿孔以管鉆工藝為主，而裝飾類玉器則以桯鉆工藝為主。這可能是由于器物實際使用功能所導(dǎo)致。裝飾類玉器主要為佩飾，用細(xì)線系于服飾，或串成串飾佩戴于人身，穿孔無需太大。儀仗器則需要利用粗繩進行固定，因而穿孔孔徑較大。管鉆工藝還應(yīng)用于大孔徑的穿孔制作，如玦、璧、琮、環(huán)等的內(nèi)部孔徑制作。

a～d依次為樣品M1：81、M1：290、M1：330和M1：364圖14 玉器表面拋光微痕顯微圖像Fig.14 Photomicrographs of surface polishing of jade artifacts

表3 長子口墓地出土部分典型玉器材質(zhì)-器形-功能-工藝關(guān)系信息表Table 3 Relationships between material， shape， function and making techniques of typical jade artifacts excavated from the tomb of Changzikou

4 結(jié) 論

河南西周早期鹿邑太清宮長子口墓出土玉器材質(zhì)礦物種類主要包括透閃石-陽起石系列(軟玉)37件、方解石類玉器3件、白云石類玉器2件、白云母類玉器2件、蛇紋石類玉器1件、瑪瑙類玉器1件和綠松石類2件。陰刻紋飾主要采用了砣具砣刻，砣具厚度(0.76～1.50 mm)并不一致。鉆孔工藝有桯鉆和管鉆兩種。桯鉆通常用于孔徑相對較小的鉆孔，以及儀仗器表面的圓形裝飾，管鉆通常用于孔徑相對較大的穿孔，常見于儀仗器、禮器等類型。儀仗器、禮器、裝飾類器物及柄形器均以透閃石-陽起石類型礦物為主。除了禮器璧、琮和裝飾類玉器玦、環(huán)、璜等為素面外，其他各類型玉器均以砣具砣刻進行陰刻紋飾制作。研究結(jié)果表明，在殷商晚期至西周早期的時間段內(nèi)，透閃石-陽起石型玉器已經(jīng)在中原地區(qū)大量出現(xiàn)，并成為高等級墓葬隨葬玉器的主流。砣具砣刻工藝已經(jīng)較為成熟，管鉆及桯鉆工藝兼用。