重庆及周边地区古代玻璃研究
马 波1 冯小妮2 高蒙河2 干福熹1 申世放3
(1.复旦大学信息科学与工程学院,2.复旦大学文物与博物馆学系,上海,200433;3.重庆博物馆,重庆,400015)
重庆及周边地区地处中国西南,以山地和穿插其间的江河地貌为主,由于其位于四川盆地的出口,是连接江汉平原与四川盆地的交通枢纽,自古有“天下未乱自先乱,天下已治而未治”的说法,为历代政治家无不重视的一个特殊区域。古代分别居住着夷、濮、苴等八个民族,这些早期的重庆先民,曾创造出包括玻璃器在内的古老璀璨的巴文明。
重庆及周边地区先后在青川、昭化、云阳李家坝、万州麻柳湾、重庆市等地出土了大量的玻璃器[1,2,3,4],这些玻璃器的所属时代从战国延续到六朝。本文采用重庆市博物馆藏品以及复旦大学三峡考古队和万州文物管理所新发掘的玻璃器作为实验样品,对玻璃样品进行外束质子激发X荧光分析(PIXE)检测。
一、古玻璃成分分析
1.样品的来源
本次实验序号1~27的古玻璃样品,由重庆博物馆提供,出土地点为宝成铁路南段和成渝公路附近,以及重庆市巴南区、开县等地[1,2,3,4,]。序号28~38的实验样品由复旦大学考古队和万州文物管理所提供,出土地点为重庆万州麻柳湾和罗仁发墓地,时间从战国延续到六朝。样品描述见表1。
表1 重庆及周边地区出土样品情况表

续表

2.实验分析方法
本文使用PIXE方法对重庆地区古代玻璃样品进行了分析测试。测量是在复旦大学现代物理研究所加速器实验室进行的。设备为NEC9SDH-2串列加速器,采用外束PIXE分析技术。分析使用的质子束是由串列加速器提供3.0MeV左右的高能准质子束,真空与大气之间以7.5μm的Kapton膜相隔;样品置于大气中,距离Kapton膜10mm,质子束穿过该Kapton膜和空气,到达样品表面的实际能量为2.8MeV,束斑直径为1mm,束流为0.01nA。测量时,为了防止样品表面杂质对测量精度的影响,用无水酒精对所有样品待测表面进行清洁处理。X射线用Si(Li)探测器测量,系统对Mn的Kα(5.9keV)的能量分辨率(full width half maximum,FWHM)为165eV。根据测得的能谱,采用GUPIX-96程序进行解谱分析,可得样品的化学组成。实验采用元素种类和化学分析得出已知含量的GSD-6水系沉积物作为标准参考样品校正来提高测量精度[5]。
3.实验结果
用PIXE方法对玻璃样品进行样品化学成分的测试结果见表2,用重量的百分含量表示,从实验结果可以看出:该批古代玻璃样品的化学成分可分为3大类。
(1)PbO-BaO-SiO2玻璃系列
包括重庆的巴县和开县出土的战国时期的3颗蜻蜓眼(序号为:9,10,11,12,13,14,15,19,20。样品编号:50843-a,50843-b,50843-c,50844-a,50844-b,50844-c,450844-d,48787-a,48787-b);玻璃璧(序号为:1,样品编号:13158);重庆彰明常山村、万州罗仁发墓地和麻柳湾的玻璃珠(序号为:27,28,29,30,33,38,样品编号:48775-D,02CWMLM4∶02,02CWMLM1∶01,02CWMLM4∶01,01CWMWM2∶02,01CWMWM2∶11)。蜻蜓眼基体和眼珠部分,都是铅钡硅酸盐玻璃。有10块样品中含有PbO,属于我国境内自制的典型的铅钡硅酸盐玻璃和高铅硅酸盐玻璃,这类样品占这批古代玻璃样品的近50%。
(2)K2O-SiO2玻璃系列
重庆万州麻柳湾的3颗珠子(序号为:36,32,37。样品编号:01CWMWM2∶09,01CWMWM2∶03,01CWMWM2∶10)、样品中K2O的含量~10%左右,Na2O<4%,CaO<4%,属K2O-SiO2系列玻璃。
(3)R2O-CaO-SiO2系列玻璃
①K2O-CaO-SiO2玻璃
钾含量低、钙含量较高者,样品有可能为钠钙硅酸盐玻璃。2002年,元素钠、镁尚不能检测。为此2006年,我们又对重庆万州麻柳湾出土样品中的3个玻璃样品用外束氦气保护的PXIE进行精确实验分析,发现有两个样品为钠钙硅酸盐玻璃,一个样品为钾硅酸盐玻璃。其化学成分分析见表3。
因为在原来实验条件下,样品置于空气中,激发出钠、镁元素的谱线被空气所吸收,再次实验时,对样品进行了氦气保护,因此质子轰击样品激发出来钠和镁的谱线就很明显,实验得到的能谱比前次实验更加清晰,数据更加精确。
K2O的含量>4%,属K2O-(Na2O)-CaO-SiO2系玻璃。玻璃序号:16,18,24。样品编号为:48773-A,48773-C,48775-A的样品属K2O-(Na2O)-CaO-SiO2系玻璃。共有3块样品为钾(钙)硅酸盐玻璃。
表2 重庆及周边地区玻璃样品化学成分百分含量表 (wt.%)

续表

表3 重庆万州麻柳湾样品化学成分分析表 (wt.%)

②Na2O-K2O-CaO-SiO2玻璃
我们对样品进行分析后,认为钾钙硅酸盐玻璃K2O<4%的玻璃为钠钙硅酸盐玻璃。序号为2,3,4,17,23,35,31。样品编号为:48774,48773-B,37531-C,01CWMWM2∶08,01CWMWM2∶01的5块样品。
样品中还有Al2O3含量较高(Al2O3的含量>7%)的钠、钾、钙硅酸盐玻璃,共有5块玻璃样品。序号为:6,8,25,26,34。样品编号为:48771-B,48771-D,48775-B,48775-C,01CWMWM2∶04。
这批样品还有其他矿物:序号为5,7。样品编号为48771-A,48771-C的样品中SiO2含量>97.64%,类似玛瑙。其中样品编号:37531串珠中的序号为21、22的两个样品的成分Al2O3>21%,属于硅酸铝矿物。
二、结果讨论
分析玻璃的化学成分可知,重庆及周边地区主要为3类玻璃,即铅钡硅酸盐玻璃,钾硅酸盐玻璃和化学成分类似于古埃及和罗马的钠钙硅酸盐玻璃[6]。这与青海省发现的古玻璃的类型相似[7]。
重庆及周边地区出土的铅钡硅酸盐玻璃,是我国战国时代自创、自制的一个流行的蜻蜓眼珠品种。类似的蜻蜓眼珠有湖南怀化辰溪米家滩战国晚期墓葬出土的玻璃珠[8]、重庆市南岸西汉墓葬出土蜻蜓眼珠[1]等。但是重庆博物馆提供的这几个蜻蜓眼珠眼部层数只有两层,结构相对简单。作者认为由于重庆及其周边地区在东周和秦汉以后受楚文化和中原文化的影响较大,这种珠子从江汉和中原传入的可能性比较大。
钠钙硅酸盐玻璃的传入可能有以下途径:
①从西亚进入中亚地区,再从碎叶(今吉尔吉斯斯坦的托克马克附近)至巴尔喀什湖地区和伊犁河流域,经额尔齐斯河流域,沿阿尔泰山南麓,越天山北麓,再东行分两路:一路从赤水城南下到武威,然后到湟中(现在的西宁);另一路从沙漠丝绸之路南道,自且末从青海到河西走廊,南下到湟中。
重庆及其周边地区出土的古代玻璃与青海地区出土的古代玻璃成分相似,并可能与三苗的迁徙史有关。早在远古时期,羌人的祖先三苗就从江汉迁徙到青海生活,夏商时期,生活在青海的居民被称为西羌,青海也被叫做羌地。青海省临近甘肃、新疆和西藏,是沙漠丝绸之路和西南丝绸之路的交汇地,故称“湟中之地”,为羌人、小月氏和汉人的杂居区,羌人西周以后又向西南迁徙到四川。作者认为,重庆地区的古代玻璃与青海地区的古代玻璃成分相似,也可能与羌人的迁徙有关[9]。
②通过“蜀—身毒(印度次大陆)”之道传输。早在张骞出使西域之前,“蜀—身毒”之间交往的西南丝绸之路经过重庆地区,钠钙硅酸盐玻璃样品有可能是通过西南丝绸之路,作为古印度与重庆地区之间输入或输出的物品。玻璃的传播路线可能是印度西南海岸沿恒河流域到达印度东北的莫帕尔,再渡亲敦江至缅甸北部的孟拱,过伊洛瓦底江经云南到四川,这条丝绸之路比其他丝绸之路还要早得多[10]。
三、结论与建议
重庆及其周边地区出土的这批样品的化学成分为3类:PbO-BaO-SiO2系列玻璃,K2O-SiO2玻璃系列玻璃,R2O-CaO-SiO2系列玻璃,其他还有天然矿物(其中包括玛瑙和硅酸铝矿物)。
这批样品中PbO-BaO-SiO2系列玻璃属于战国时期的样品,为中国自制的铅钡硅酸盐玻璃,说明重庆地区早在战国时期就受楚文化或中原文化的影响。后来自汉代、东汉直至六朝,重庆地区这批样品中有了R2O-CaO-SiO2系列玻璃,主要从西北或西南方向从外传入。同一墓葬区同时出土几类样品,说明古代玻璃已被古代重庆先民所珍爱,被当作重要物品作为陪葬。
最后,作者认为K2O-SiO2玻璃和高Al2O3含量的硅酸盐玻璃的产地和来源有待进一步考证。
四、致 谢
感谢重庆博物馆、重庆万州文物管理所、复旦大学考古队提供样品,感谢复旦大学现代物理所承焕生教授,张斌博士,朱丹、林嘉炜同学的帮助!
参考文献
[1]龚廷万,庄燕和.重庆市南岸区的两座西汉土坑墓.文物.1982,(7):28~29
[2]重庆云阳李家坝东周墓地.1997年发掘报告.考古学报.2002,(11):86~87
[3]四川涪陵小田溪四座战国墓出土.考古,1985,(1~6):1
[4]冯汉骥,杨有润,王家祏.四川古代的船棺葬.考古学报,77~95
[5]李青会,张斌,干福熹,承焕生,马波,顾冬红.一批中国南方出土古玻璃的化学成分的PIXE分析结果.中国南方古玻璃研究,上海:上海科技出版社,2003,76~84
[6]Robert H.Brill,Chemical Analyses of Early Glasses,The Corning Museum of Glass Corning,New York 1999,2:382~386
[7]任晓燕.浅谈青海发现的汉代玻璃器.本论文集,170~175
[8]怀化地区文物管理处,辰溪县文物管理所.南辰溪米家滩东周墓发掘简报.考古与文物,1998,(2):12
[9]刘夏蓓.两汉前羌族迁徙论.民族研究,2002,2:39~43
[10]江玉祥.古代中国西南丝绸之路.四川:四川大学出版社,42~57