何家村唐代窖藏宝石及玻璃碗检测报告*

卢轩 刘子信 贺达炘 刘翔

（1.陕西历史博物馆；2.北京大学考古文博学院）

1970年10月，陕西西安南郊何家村省公安厅下属某收容所基建工地（今陕西省国家安全厅所在地）出土一批唐代窖藏文物，总计一千余件，分别装在两个陶瓮和一个银罐内，今称“何家村唐代窖藏”[1]。何家村唐代窖藏中有16块宝石、1件玻璃碗及1件水晶长杯，均放在一个莲瓣纹提梁银罐中。韩建武对这些文物作过鉴定[2]，2015年1月，陕西历史博物馆研究人员卢轩等对玻璃碗作过成分检测。2017年4月，我们前往陕西历史博物馆对何家村唐代窖藏的宝石、玻璃碗及水晶长杯重新作了成分检测，现将我们的研究成果公布如下。

一、检测方法

（一）便携式X射线荧光分析仪（P-XRF）

我们使用的是美国热电公司（Thermo Scientific）生产的Niton XL3t GOLDD+型仪器。设备采用银（Ag）靶激发X射线，激发电压6-50kV，X射线焦斑直径约3毫米。该仪器将元素分为四类：1）Light Elements，包括Al、P、Si、Cl、S、Mg 等；2）High Elements，包 括 Ba、Sb、Sn、Cd、Pd、Ag等；3）Low Elements，包括 Cr、V、Ti、Ca、K 等；其余归入Main Elements。检测时以Main、Low、High、Light的顺序依次进行。我们设置每类元素检测30秒，共计120秒左右，此时检测数值基本稳定。检测时未使用真空腔。检测模式为Mining Cu/Zn（图二）。

该型P-XRF可检测的元素范围为Mg～U，不能检测原子序数小于12的镁（Mg）元素，因而所得数值为相对含量。

在检测之前，我们以美国康宁玻璃博物馆的古玻璃标样C（铅钡玻璃）对仪器的稳定性作了测试。我们按上述设置检测了十个数据，分别计算了各元素检测值的相对标准偏差（RSD%，见表一），其中，相对标准偏差小于10%的占75%，小于20%的占83.3%，说明该机器的整体稳定性较高。在利用检测所得数据时，要根据表一的试验结果有所取舍。

（二）MicroXRF分析仪

该仪器为美国EDAX公司生产，型号为ORBIS，X射线靶材为铑（Rh）。测试条件：KV：30，UA：500，300 UM-SPOT，TC: 12.8USECS。 检测时长150秒左右，此时检测数值基本稳定（图一）。

图一 MicroXRF检测谱图

二、检测结果与分析

（一）凸环纹玻璃碗

图二 P-XRF检测谱图

表一 P-XRF有关元素检测值的相对标准偏差

这件玻璃碗高9.7、口径14.3、底径10.3厘米，陕历博藏品号：七一285，肉眼观察为淡黄色，透明。采用MicroXRF检测时，将预检测部位用无水乙醇擦拭干净，采用P-XRF检测时，检测位置均选在玻璃碗外壁中部表面洁净处，但由于环境限制，为保证文物安全，样品未作特殊处理，因此这里测得的P-XRF数据仅作参考。另外，两种仪器均不能区分元素离子的不同价态，在处理检测数据时，参照古玻璃检测的国际习惯，将其归为同一价态，以便对比研究。

从检测结果（表二）看，该凸环纹玻璃碗为钠钙硅酸盐玻璃（Na2O-CaO-SiO2），K2O含量为3.91～4.42%，Al2O3含量为3.14～3.58%，MgO含量基本高于1.5%，未检测到Ba和Pb。无独有偶，大英博物馆收藏的一件凸环纹玻璃器残片（藏品号1907.11-11.14），也属于高钾的钠钙硅酸盐玻璃。这块玻璃残片（采集品编号T.M.001.e.）是斯坦因1907年在新疆和田Moji（今皮山县木吉乡）塔古寨（Tagujai）遗址采集的，长1.6、宽0.6厘米[3]。罗伯特·布里尔（Robert Brill）对其作了成分检测[4]，检测结果显示，这片玻璃K2O和Al2O3的含量分别为5.18%、4.97%，MgO含量为3.67%（表三）。

美国古玻璃专家布里尔分析了丝绸之路沿线遗址出土大批古代玻璃，发现K2O及MgO的含量是区分玻璃产地的重要标准之一。以天然泡碱为助熔剂的罗马玻璃，K2O及MgO的含量低于2%；萨珊-伊斯兰玻璃、中亚玻璃以植物灰（草木灰）为助熔剂，K2O及MgO的含量高于2%，其中，萨珊-伊斯兰植物灰玻璃的K2O含量约为2%～4.5%，中亚植物灰玻璃的K2O含量高于4%。他据此将新疆和田塔古寨遗址玻璃残片归为中亚植物灰玻璃[5]。何家村唐代窖藏的凸环纹玻璃碗与新疆和田塔古寨遗址发现的玻璃残片属于高钾的钠钙玻璃，当为中亚植物灰玻璃器。

（二）宝玉石及水晶长杯

在何家村唐代窖藏中，共有蓝宝石7块（编号“七一421-422”，检测了其中四块）、玫瑰紫宝石2块（编号“七一424”）、黄精1块、绿玛瑙6块（编号“七一425”），计16块；水晶八曲长杯高2.9、长9.5、宽5.5、壁厚0.1厘米；陕西历史博物馆藏品号：七一284。盛装这些文物的银罐器盖内侧墨书“颇黎等一六段”、“琉璃盃椀各一”，当分指这16块宝玉石、水晶长杯和前述凸环纹玻璃碗。根据我们的检测结果，这17件文物以材质分类，共有两种：一种是刚玉（Corundum），另一种是石英（Quartz）。

表二 玻璃器化学成分表

1．刚玉（Corundum）

刚玉（Corundum），主要成分为Al2O3，密度约为4g/cm3，折射率均为1.762～1.770（+0.009, -0.005），双折射率0.008～0.010；摩氏硬度均为9。国际珠宝学界将刚玉宝石分为红宝石和蓝宝石两大品种，但两者的界线一直存在争议，至今尚未统一。我国的国家标准将红色刚玉宝石定名为红宝石（Ruby），常见颜色有红、橙红、紫红、褐红色；除此之外，其他所有刚玉宝石都称为蓝宝石（Sapphire），常见颜色除蓝色、蓝绿外，还有绿、黄、橙、粉、紫、黑、灰、无色。红宝石所含微量元素包括Cr、Fe、Ti、Mn、V，蓝宝石所含包括 Fe、Ti、Cr、V、Mn，其中，Cr3+是红宝石显红色的主要原因，而蓝宝石的蓝色由Ti4+和Fe2+共同作用产生。刚玉在珠玉石分类体系中属于天然宝石类[6]。

红宝石的主要产地有缅甸、泰国、斯里兰卡、越南、坦桑尼亚以及中国的安徽、青海、黑龙江、云南等地。缅甸红宝石以“鸽血红”享誉世界。旧大陆的蓝宝石产地主要有斯里兰卡、缅甸、泰国、柬埔寨、克什米尔地区以及中国山东、海南、江苏、黑龙江、青海等地[7]。

何家村窖藏里的刚玉宝石包括7块蓝宝石、2块玫瑰紫宝石和1块“黄精”。这里面“玫瑰紫宝石”呈紫红色，实际是红宝石；“黄精”实则为黄色的蓝宝石，《简报》称之为“黄精”[8]，《花舞大唐春》称作“黄玉石”[9]，宝玉石鉴定专家韩建武称之为“黄宝石”，认为它的矿物学名为“黄玉”（英文名Topaz），“黄玉，中国古称‘黄精’……现代矿物学上黄玉又称黄晶，实际更确切的称呼应为黄宝石，因为‘黄晶’易同黄水晶相混，‘黄玉’又易同软玉中的黄玉相混。此外黄宝石也不一定专指黄色，只要是由Topaz矿物形形成的宝石，无论何种颜色，一律统称为黄宝石”[10]。

表三 宝玉石器元素成分表

我国最新的珠宝玉石定名标准对“托帕石”“黄玉”“黄晶”的使用有专门标准规范[11]。“托帕石”为天然宝石名称，其矿物学名为黄玉（Topaz），Topaz之名来自红海的一个产黄玉的岛屿旧称Topazios（即今扎巴贾德岛）。托帕石的主要成分为Al2SiO4（F, OH）2，其中 F-:OH-等于 3:1-1:1；可含有 Li、Be、Ga等微量元素，粉红色者可含Cr。摩氏硬度为8，密度约3.53g/cm3，折射率1.619-1.627左右。托帕石的常见颜色有无色、黄棕色—褐黄色、浅蓝色—蓝色、粉红色—褐红色，极少数显绿色色调。世界上绝大部分托帕石产于巴西，此外，斯里兰卡、俄罗斯乌拉尔山、缅甸、美国、澳大利亚及我国内蒙古、江西和云南等地也有产出[12]。所谓“黄晶”（Citrine），专指浅黄、中至深黄色的水晶（Rock Crystal），属于水晶类天然宝石，矿物名称为石英，主要成分是SiO2，可含有Ti、Fe、Al等元素[13]。黄晶的颜色晶体中成对占位的Fe2+有关，它常与紫晶及水晶晶簇伴生，自然界产出较少；市面上流行的天然黄晶多是用紫晶加热处理制成的[14]。

那么，托帕石（Al2SiO4（F, OH）2）中，Al、Si的理论含量分别为 29.49～29.65%、15.35～15.43%；黄晶（SiO2）中Si的理论含量为46.76%；红、蓝宝石（Al2O3）中Al的理论含量为52.94%。从检测数据看（表三），“玫瑰紫宝石”的组成元素（Al(Si, Cr , Fe , Ti,etc.)）主要是Al、几乎不含Si，与“蓝宝石”主要组成元素Al（Si, Fe, Ti等）相同，属于刚玉类红宝石；而“黄精”主要组成元素Al（Si,Fe, Ti等）也是Al，几乎不含Si，与“托帕石”或“黄晶”的元素组成差异明显，而与我们检测的其他刚玉类宝石一致，其色为浅黄，应称为“黄色蓝宝石”。

据韩建武检测，这块黄色蓝宝石的点测折射率约为1.63，与刚玉的折射率（1.762～1.770）有别，而与黄玉的折射率（1.619～1.627）接近，这或许是他将该宝石误判为托帕石（黄玉）的原因。

图三 何家村唐代窖藏宝石

另外，我们所检测的4块蓝宝石和2块红宝石均有钻孔（图三）。其中，蓝1宝石沿其长轴通体穿孔，孔径达3毫米左右；其它宝石钻孔位于宝石边缘，孔径多在1毫米左右；蓝2宝石的钻孔里还残留一截铜丝；红2宝石边缘穿孔多达七八处，除一处外均未钻透，有一处还因钻孔崩掉一大块，这可能与刚玉硬度大、钻孔难有关。钻孔的存在，说明这些宝石原本是作为装饰品组装在其他物品上使用的。

2.石英（Quartz）

何家村窖藏石英类宝玉石包括6块“绿玛瑙”（馆藏号“七一425”）和1件水晶长杯（馆藏号“七一284”。正如韩建武指出的，所谓“绿玛瑙”应改称“绿玉髓”，“自然界中是不见绿玛瑙的，所谓绿玛瑙均为人工染色而成，所以还是称绿玉髓为确”[15]。

实际上，“玉髓”（Chalcedony）、“玛瑙”（Agate）和“水晶”（Rock Crystal）的组成矿物都是石英，主要成分是SiO2，但前两种归于天然玉石类，后一种归为天然宝石类[16]。其中，玉髓（又称石髓）为隐晶质石英的变种之一，所含微量元素还可有Fe、Al、Ti、Mn、V等，种类包括玛瑙（Agate）、白玉髓、蓝玉髓、绿玉髓和黄玉髓（黄龙玉）五种。其中，绿玉髓由Fe、Cr、Ni等杂质元素致色，或由均匀分布的细小绿泥石、阳起石等绿色矿物致色。现代绿玉髓主要产自澳大利亚，因此又称为澳洲玉或澳玉，由Ni致色。玛瑙是具有同心层状和规则条带状的玉髓，有白、红、绿、黑等色玛瑙，以条带分类时称缟玛瑙，包括条纹玛瑙和缠丝玛瑙两种，以杂质或包体分类则有苔纹玛瑙、火玛瑙和水胆玛瑙等。自然界有绿玛瑙，但非常少，天然绿玛瑙鲜有颜色特别鲜艳的，多呈灰绿色，由细小的绿泥石致色。市面上的绿玛瑙多是人工染色而成的[17]。水晶则属于显晶质石英。

何家村绿玉髓的元素组成为Si（Ni, Al, Zn等），主要致色元素为Ni。水晶长杯的元素组成为Si（Mg, Al等）。

三、结论

我们采用MicroXRF和P-XRF检测仪对何家村唐代窖藏出土的玻璃碗、水晶长杯和宝玉石作了定量、定性分析，并据珠宝玉石定名、鉴定的最新国家标准对相关宝玉石作了名称规范。据我们检测，何家村窖藏凸环纹玻璃碗为高钾的钠钙硅酸盐玻璃（Na2O-CaO-SiO2, hi K2O），与新疆和田塔古寨遗址采集的凸环纹玻璃片均属中亚玻璃。何家村窖藏的所谓“黄精”（“黄晶”）或“黄玉石”，元素组成为Al（Si,Fe, Ti等），矿物名称应为刚玉（Corundum），而非黄玉（Topaz），宝石名应为黄色蓝宝石（Sapphire）。“玫瑰紫宝石”的宝石名为红宝石（Ruby），元素组成为Al（Si, Cr , Fe , Ti等），其他蓝宝石的元素组成为Al（Si, Fe, Ti等），这两种宝石的矿物名称也是刚玉。水晶（Ro crystal）长杯的元素组成为Si（Mg, Al等）；绿玉髓（Chalcedony）的元素组成为Si（Ni, Al,Zn等），显色元素为Ni；两者的矿物名称均为石英（Quartz），前者为显晶质，属于天然宝石；后者为隐晶质，属于天然玉石。

[1]a.陕西省博物馆革委会写作小组，陕西省文管会革委会写作小组.西安南郊何家村发现唐代窖藏文物[J].文物，1972（1）：30-42.b.陕西历史博物馆，北京大学考古文博学院等编.花舞大唐春：何家村遗精粹[M].北京：文物出版社，2003.

[2]韩建武.西安何家村唐代窖藏宝石玉器[J].收藏家，2001（3）：6-13.

[3]a.The British Museum. Collection Online：Vessel[DB/OL].[2017-05-10].http:// www.britishmuseum.org/research/collection_online/collection_object_details.aspx?objectId=229735&partId=1&searchText=stein,+glass&page=2. b. M. Aurel Stein.ANCIENT KHOTAN：Detailed Report of Archaeological Explorations in Chinese Turkestan [M].Oxford：The Clarendon Press.1907：110-115, Pl.LII.

[4]Robert Brill & Colleen P. Stapleton.Chemical Analyses of Early Glasses [M].vol.3. New York：The Corning Museum of Glass. 2012：167.

[5]罗伯特·布里尔.抛砖引玉——2005年上海国际玻璃考古“丝绸之路古玻璃”专题研讨会开幕词[C]// 马波译，田守云校，干福熹主编.丝绸之路上的古代玻璃研究[M].上海：复旦大学出版社，2007：30-47.

[6]a.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会发布. 中华人民共和国国家标准：珠玉宝石鉴定（GB/T 16553—2010）[S]. 2011-02-01. b. 张蓓莉主编. 系统宝石学[M].北京：地质出版社，2006：195.

[7]同[6]b：198-211.

[8]同[1]a.

[9]同[1]b：293（附《陕西历史博物馆藏何家村遗宝一览表》）.

[10]同[2].

[11]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会发布.中华人民共和国国家标准：珠宝玉石名称（GB/T 16552—2010）[S]. 2011.02.01：附录A《珠宝玉石名称》。

[12]同[6]b：316-319.

[13]同[6]a.

[14]同[6]b：264.

[15]同[2].

[16]同[11].

[17]同[6]b：375-377.