关键词: 古墓葬中玉器的成器后风化层 出土玉器的标志特征 风化层微量矿物粉末油浸显微鉴定技术。
题要:
古玉是中华民族悠久文化历史的鉴证。中国古代文化的传承,很大部分是通过对古墓葬的发掘研究中得到昇华。因此,作者通过对古玉成器后风化层的研究,运用风化层微量矿物粉末油浸显微鉴定技术,确定玉器是否经历了古墓葬这一指定风化程序,将对考古、断代及识别真伪具有十分重要的意义。
一、序
矿物学是一门古老的地质基础科学,它的重要分支学科为成因矿物学和找矿矿物学。成因矿物学是研究矿物成因理论及应用的科学,主题研究矿物的起源、发生、变化,研究组合的形态、结构、成分、性质、成因、产状及共生组合之间的相互内在联系。成因矿物学的分支学科渉及人工合成矿物学、工艺矿物学、古墓葬玉器矿物学。
“古墓葬玉器矿物学”是作者创导的成因矿物学的一分支学科。它是与考古学密切匹配结合的地质学学科之一,鉴于中华大地古墓葬中保存有大量各种形态的玉器,运用风化层微量矿物粉末油浸显微鉴定技术,对古墓葬中玉石矿物的研究,对考古、断代具有十分重要的意义。鉴于目前古玉市场又有大量髙仿古玉器充斥,也将为真假赝品鉴别提供重要的科学数据。
二、古墓葬玉器矿物学
古墓葬玉器矿物学,是研究古代玉器在不同相对封闭系统中古墓葬中矿物产生特殊次生变化的一门新兴学科。古墓葬中成器后的玉器变化,体现在玉器的内在、表层、表面及雕刻纹中新生产物的出现及不同形态的分布(照片1)。
照片1、 汉?m首、编钟、瓶、香薰、兽等玉器表面上的成器后白色风化透闪石分布,材质碧玉(青玉)。
古玉器埋藏在特定的古墓穴环境中,玉器中矿物都经历了不同程度的特殊风化作用,形成不同状态的风化层。风化作用包含物理风化作用,化学风化作用,生物风化作用,其中生物风化作用所产生的影响不可低估。风化层中的风化产物有“风化透闪石”、 “风化蛇纹石”、“风化透辉石”、“风化方解石”、、“风化萤石”、 “风化铁质析出”、“风化铁质浸入” 等等。
古墓穴特定环境包含物理、化学、生物变化很多綜合因素,如气候、温度、湿度、圧力,潛水面、地下水位的变化,水质的PH值变化、水中矿化质的变化,古尸体分解产生的变化,埋藏的土质变化,陪藏品中各种物质的次生变化引起的连环效应等。这些参数都将促进风化作用的形成,都将成为古墓葬玉器矿物学的研究课题。
古墓葬玉器矿物学尚待研究和探索的问题很多,如风化层中“风化透闪石”、“风化透辉石”、“风化蛇纹石”的形成机制,不同墓葬中玉器的变化特征,析出铁沁的形成条件,干、湿墓葬中玉器矿物变化规律等。
由于在以往古墓葬的发掘中基本没有地质、矿物学工作者的参与,对影响玉器变化的地质环境因素缺少必要的记录,这对古墓葬玉器矿物学的研究带来很多不便之处,这也是今后考古工作急待解决的问题。
三、古墓葬中玉器主要材质
古墓葬中玉器的材质主要是不同绿色深浅色调的碧玉(青玉)(照片2),少量蛇纹石玉(照片3)、白玉(照片4)、透辉石玉(照片5)、独山玉、大理石玉、玛瑙。
照片2、汉·马形烛台。阳起石-透闪石含量99%,显微纤状集合体,成器后白色风化透闪石层膜状斑块分布,材质碧玉。
照片3、 新石器时代·龙蝉复合器。蛇纹石含量99%,显微纤状、片状集合体,成器后白色风化蛇纹石层残存于雕刻纹状中分布,材质蛇纹石玉。
照片4、 汉·双螭龙耳杯。透闪石含量99%,显微纤状、柱状集合体,成器后白色风化透闪石层糙面状斑块分布,材质白玉。
照片5、 小螭龙骑辟邪。透辉石含量99%,显微柱状集合体,成器后风化透辉石层糙面状斑块分布,材质透辉石玉。
通过大量历代古墓葬中出土玉石的矿物测定,排列首位的是由阳起石一透闪石组成的碧玉(青玉),据大量古玉实测统计,宋、元代以前的玉器中,碧玉质(青玉)的量达95%以上,这与古人的思想理念有一定联系,古玉多作为死者的陪葬品,埋葬于风水条件优越的青山绿水之中,以绿色为基调的碧玉(青玉)是最理想的玉石,明、清代及以后的玉器中,才大量出现白玉。蛇纹石玉主要出显在各文化层中,如红山文化、良渚文化。
作者将古玉中由阳起石-透闪石组成的各种深浅绿色调玉石通称为碧玉(青玉),仅在明清两代及未具成器后风化层的玉器划分出青白玉名称。事实上,古玉材质特征中有一部分来自乌鲁木齐市西北方向玛纳斯县和辽宁岫岩县,也有各地产的地方料雕凿而成,如蛇纹石玉质的祁连玉、蓝田玉。据古代文献记录软玉产地达二百余处,但有很多材质如今也不知产于何地,如西周时期用栗黄色黄玉刻制的凤鸟,至今仍未知产于何地。在以往的文献报导中,也有将汉时期及以后时期的绿色玉质均归类于新疆和田产地玉,但从大量古玉的实际测定中,与当今和田产地玉的晶体结构特征及矿物成分有所不同,或仅仅是很少的一部分,因此,应以地方料为主要材质。
明、清时期出现大量由阳起石—透闪石组成的玉石有白玉、青白玉、靑玉,明、清时期也是和田产地玉用于玉器材质中最多的时期,尤其是青白玉、青玉更是重要玉材,但也有不少来自俄罗斯贝加尔湖西岸和四川汶川龙溪的白玉、青白玉、黄玉。
新石器时代各文化层的材质有一明显特征,很大部分采用风化艳丽的碧玉(青玉)材质制作而成,玉器都经历了成器前、成器后的二次风化叠加作用,如红山文化、齐家文化的猪龙、神人、石壁采用大量的红、褐红、褐黄、紫色材质,这是否与古人的省美色观点有关,尚待研究。
魏晋时期多出现以大理石为材质的佛像雕件,这种现象是否与当时流行的食玉有关,清代则更是以汉白玉为主要材质用于雕刻中。
1、碧玉(青玉)
从矿物岩石学上没有碧玉、青玉这种称谓,在岩石学上仅有“软玉”名称,是指具有由阳起石一透闪石集合体组成的隐晶质致密块状岩石。
红、绿、蓝是三原色,等比例组成白色,矿物岩石的颜色是对白光的各种色光选择吸收的结果,当绿光与蓝光以等比例两两混合则可出现青色。因此,软玉的中阳起石一透闪石组分的变化都将引起颜色的变化,绿、青、蓝都在变化之中,习惯上将碧玉色归为绿,青玉归为青,在命名中常将碧玉与青玉混淆,也不能将青玉肯定为和田产地玉。
“碧玉”这一名称来源无从考证,在古代和现代的记述中,常将绿色致密块状由阳起石一透闪石组成的玉石称碧玉。青玉最初只在和田产地玉中出现,后来又不断扩展在青海玉、龙溪玉中运用。
按成因划分,首要条件不能脱离地质体,现在人们将中酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触变质岩矿床中的玉石称青玉,将超基性岩、蛇纹岩接触变质岩矿床中的玉石称碧玉。若这一前人确的的被认可,在脱离地质体的古玉(现代玉饰),一般来讲,可从付矿物来确定,石墨是最重要的成因指示付矿物。中酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触变质岩矿床中的玉石,是从碳酸盐岩转变而来,在特定的环境下二氧化碳中的碳可转变成石墨,结晶成片状质点分布,在超基性岩、蛇纹岩接触变质岩矿床中的玉石,由于缺乏碳质,不能形成石墨。因此,凡具绿、青、蓝色的软玉,有石墨者命为青玉,反之命为碧玉,问题在于石墨是不均匀展布在矿体中,若仅一件饰品断定石墨是否存在仍具片面性。
从红山文化至汉代以及大量唐、宋、元时期的玉器中,以浅绿、黄绿、褐绿、灰绿色调碧玉(青玉)为主,白玉很少。红山文化中的如猪龙、勾形器、蝉、神人,碧玉(青玉)材质色调多褐紫,部分浅黄绿、绿、褐绿。龙山文化中的刀形器,玉石颜色多为褐紫,部分浅色调灰绿色碧玉(青玉),古玉都经历了二次风化作用。西汉时期的绿色龙形双身璧,战国时期的绿色楚铭文龙形出廓谷纹璧,良渚文化中的玉琮绿色调较浅,西周时代出现的绿色凤鸟玉佩,玉虎、玉熊。
中原地区出土的汉代碧玉(青玉),色调以浅绿、黄绿组成,器形多为樽、璧、佩、辟邪。陕西一带出土的汉代碧玉(青玉),多为黄绿色调,并有大量的白玉出现,器形如龙凤樽、瓶、钺。山东地区出土的汉代碧玉(青玉),多为灰绿色调,器形如龙凤杯、瓶、罐、钺、璧。
2、蛇纹石玉
古玉中蛇纹石玉分布较少,曾出现在红山文化、良渚文化的器形中,其它朝代也零星可见
三、透闪石一阳起石
透闪石一阳起石系列矿物,不属于岩浆结晶系列矿物, 它是由于岩浆作用引起的蚀变矿物,接触变质作用、区域变质作用形成的变质矿物,古墓葬中出现的风化型矿物。
1、透闪石一阳起石特征
化学成分分子式为,透闪石Ca2Mg 5[Si4O11] 2 (OH)2 ,阳起石Ca2(MgFe)5[Si4O11] 2 (OH)2Ca2(Mg Fe)8[Si8O22](OH)2
化学组成中的铁镁间呈完全的类质同象替代, (Ca+Na)B≥1.34,Na B<0.67,(C+K)A<0.5,Si≥7.50。
当Mg/(Mg/+ Fe2+)≥0.90称透闪石,Mg/(Mg/+ Fe2+)<0.90至≥0.50称阳起石,Mg/(Mg/+ Fe2+)<0.50称铁阳起石。
单斜晶系,呈纤状(毛毡)、柱状,莫氏硬度6-6.5,密度2.95一3.40Cm2
铁含量的髙低决定绿色变化由无色至深绿色,据文献FeO含量由0.00一13.00,晶体折射率从透闪石至铁阳起石,逐步递增,据测定Nm’1.599一1.698。
阳起石、透闪石中氧化铁含量的变化(表1、2)
阳起石中氧化铁含量 表1 产地 | 和田地区 | 天山 | 湖北 | 安徽 | 日本 | 加拿大 | FeO | 1.92 | 3.76 | 8.57 | 11.77 | 8.97 | 3.47 |
透闪石中氧化铁含量 表2 产地
| 和田地区
| 青海
| 安徽
| 美国
| FeO
| 0.29 | 0.40
| 0.25
| 0.07
|
2、透闪石一阳起石地质及墓葬成因类型:
1)、接触变质岩型,发生在岩浆侵入体与围岩的接触带附近,分布局限,规模不大。
中酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触变质岩矿床,当中酸性岩浆岩(花岗闪长岩)侵入在白云岩、石灰岩地层中,受岩浆中水、热、气及挥发组分的作用,在白云岩、石灰岩层中形成新生的透闪石一阳起石矿物集合体并构成矿床,称为接触交代式矿床,如和田产地区18个软玉矿床、青海格尔木软玉矿床。
单一化学反应式:
5CaMg(CO3) 2+8SiO2+H2O→Ca2Mg 5[Si4O11] 2 (OH)2+3CaCO3+7CO2
白云石 (碳酸盐岩) 透闪石
超基性岩、蛇纹岩接触变质岩矿床,超基性岩体(橄榄岩、辉石岩及蚀变蛇纹岩)中捕虜体的阳起石一透闪石化蚀变矿床,如新疆天山的玛纳斯碧玉矿床,俄罗斯东萨彦岭软玉矿床。
单一化学反应式:
5(3MgO·2SiO2·2 H2O)+6CaO→3(2 CaO·5MgO·8SiO2·2H2O)+ H2O+7 H2O
蛇纹岩型 (辉石橄榄岩) 透闪石
2)、古墓葬风化型,白色纤状、柱状透闪石。
3、碧玉、白玉
碧玉(青玉)矿物的排列顺序为阳起石一透闪石,青白玉矿物的排列顺序为透闪石一阳起石,白玉矿物的排列为透闪石。共生矿物组合多达十于种,主要为透辉石、石墨。透辉石在玉石中常形成团块或条带状,石墨多呈质点状、片状散布或构成条带分布。
古人用碧玉雕凿玉器,对料的寻找和选择有独道的慧眼和功夫,从红山文化、龙山文化、良渚文化、三星堆文化中出土的玉器的材质,研究证明雕凿的器饰均採用碧玉(青玉)为原料,大量出土的西周、春秋、战国、西汉、东汉的器形统计中,碧玉(青玉)材质佔绝大多数,矿物纯度含量在95%以上的佔99%。
四、蛇纹石
1、蛇纹石三种成因类型:
1)、超基性岩热液蚀变型
2)、镁质碳酸盐岩热液蚀变型
3)、古墓葬风化型,白色纤状蛇纹石。
2、 蛇纹石特征
化学成分分子式为Mg6[Si4OH10](O H)8,主要矿物为叶蛇纹石、纤蛇纹石。
化学成分(%) MgO43.0,SiO244.1,HO212.9,有FeO不同程度渗入。
单斜晶系,纤状、叶片状,,莫氏硬度3-3.5,密度2.65一2.70Cm2
晶体折射率从白色至绿色,逐步递增,据测定Nm’1.540一1.565,也有黄、褐、黑等色。
五、古墓葬玉器的风化层
古墓葬玉石的风化层,是特定环境中的古墓葬中风化作用产物,尤其在汉代以前的高古玉中古墓葬风化作用更为明显,宋、元、魏、晋时期也十分明显,与明、清时代的变化有明显差异。
1、 材质风化
材质风化又称为自然风化,材质风化是指材质成器前的风化,这种风化作用是材质在漫长的地质年代中形成的次生变化作用。裸露地表的岩石。在常温、常压条件下,由于温度、气体、水溶液及生物作用而引起材质的变化。风化作用类型细分为物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。 材质风化与岩石结构与构造密切相关,具有一定的方向性,如带状风化、层状风化,沿裂理风化、粗晶结构的易风化形成糙面,碳酸盐矿物易被溶解淋滤,易形成孔洞,含铁矿物易氧化仅保存下矿物立方体假像或铁质有方向性的浸染。在构造变动地段,地下水发育地段都可加速风化作用进程。 材质风化的另一表现形式为铁质大量析出,这是自然风化在碧玉(青玉)质岩性的局部现象,绿色碧玉转变成褐色、褐红、紫色,使整个玉器呈现褐、褐红、紫色调,这种玉质可称为黄玉、褐玉、红玉、紫玉、花斑玉。 物理风化作用:温度变化,水、冰、风的破坏作用,促使地壳表层岩石发生机械破坏,化学成分不产生变化,无次生矿物生成,但外观改变,岩石显得松散,矿物颗粒易脱落,硬度降低。
化学风化作用:化学作用细分为氧化、水解、水化及溶解作用,促使岩石分解并形成新的矿物。氧化作用系含有游离氧的地表水或大气降水,促使低价元素变为高价元素。水解作用系水中一部分水分子离解为H+、OH+使水变为酸性或碱性,矿物产生变化。水化作用系矿物溶解时,矿物分子与水溶剂相结合,形成新生矿物。溶解作用系水中含有不同的酸类,如H2CO3、HC1、H2SO4、HNO3对矿物的溶解。
生物风化作用:包含机械和化学,直接和间接的方式,生物主要指向为植物,在生长过程中根系对岩石的破坏,腐植酸对岩石的浸蚀,分解的CO2、N2、O2对岩石的影响。
2、 成器后的风化层
古墓葬玉器成器后风化层是鉴别古玉的重要科学手段和依据。古玉埋藏在特定封闭的古墓穴环境中,经历千百年的特殊变化,使玉质的表面、表层、深层产生不同程度的变化,这种变化与地表自然风化环境中是不一致的,人为因素更不可能模拟,它的微妙和科学的论证是今后“古墓葬玉器矿物学”的研究方向。
中国不同地域出土的玉器是不同的,成器后风化作用不仅改变了玉器的颜色,也不同程度改变了组成玉器的硬度和表面特征。成器后的风化层中“风化透闪石”、“风化蛇纹石”是古墓葬中玉器标志性的变化,“风化透闪石”变化的同时常伴有“析出铁沁” 的产生。
考古文献中常记载着古玉、高古玉器上出现“鸡骨白”、 “灰皮”、 “钙化”现象,这仅仅是白色颜色写照,实质变化从未涉及。作者通过大量古墓葬中出土玉器的矿物测定,从中发现实质是古墓葬中玉器矿物在风化作用下产生次生变化作用的结果。
3、二次风化
二次风化,是制做玉器的材质经历了成器前的材质自然风化,成器后的“风化透闪石”风化的双重作用。汇集了两种风化特征,在古玉中这种现象常有出现,尤其在使用构造变动地区的材质十分普遍。 |