新疆和阗行政长公署钞票的用纸分析

葛梦帆　韩宾　时嘉瞳　施继龙

摘 要：本研究采用热裂解气相色谱质谱分析、扫描电子显微镜-能谱分析和偏光显微分析，对新疆和阗地区民国时期和阗行政长公署钞票进行科学分析。结果表明，该纸币所用纸张由桑皮制作，填料较丰富，使用了碳酸钙、高岭土和滑石粉，并用植物淀粉进行施胶。本文探讨桑皮纸应用于制作纸币的实物情况，补充了该类纸币仅有文献记载缺少工艺记载的空缺，探究新疆和阗地区桑皮纸应用于制作纸币的工艺。

关键词：手工纸；桑皮纸；新疆和阗；Py-GC/MS

中图分类号：TS767  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2023）04-0020-05

我国新疆地区气候干燥，易于有机质文物保存，特别是手工纸等脆弱有机质文物。新疆地区出土及传世的古纸种类多、数量大，是古纸研究的宝库。新疆地区的手工造纸历史悠久，成书于乾隆年间的《回疆志》载有“回子纸有黑白二种，以桑皮、棉布絮[混]合作成”。1856年《新疆图志》中记载：“咸丰中，和田始蒸桑皮造纸，韧厚而少光洁，乌鲁木齐、吐鲁番略变其法，杂用棉絮或楮皮、麦秆揉合为之”[1]。乾隆时期以来，南疆所产桑皮纸已成规模，在新疆的纸业中占有重要的地位，但在新疆其他地区主要还是靠内地输入[2]。斯坦因在20世纪初就曾记录在和田所见造纸情况：“路过几个露天的造纸作坊，纸是用桑树皮制成的稀浆均匀地铺在小筛般的帘屏上晾干而成的”，并指出“和闐是新疆造纸的中心”[3]。直至清代和民国时期，新疆还在使用和阗桑皮纸。

明清以来，桑皮纸在新疆已非常盛行。1939年印行的《我们的中国》一书中曾描述“和阗桑皮纸，为全省官厅缮写公文的必需品”。直至20世纪40年代，许多公文，契约和包装都还在用桑皮纸，另外还用于纸币的印制[4]。例如，1933-1937年，和阗地方政府曾发行过用和田桑皮纸印制的4种纸币，其中就包括和阗行政长公署钞票（马虎山票）[5]。“马虎山票”印发时间长，发行量大，存世较多，票面印刷粗糙。作为军阀混战时候的临时票券，在军阀失败撤退时该票券即成废纸[6]。因而仅存在于文献记载，对其制作工艺没有太多记录。

2006年，新疆桑皮纸制作技艺入选我国第一批非物质文化遗产名录，在和田地区墨玉县生产，以桑皮为原料，抄造工艺为地坑式的浇纸法[4]。助益新疆地区手工纸工艺的传承与保护，也引起学界对新疆手工造纸的更多关注。新疆桑皮纸已有研究主为手工艺调查与非遗保护传承等研究，也有对新疆维吾尔族桑皮纸做模拟制备实验并和云南孟定傣族构皮纸做性能比较[7]。然而，现有研究对新疆地区纸币用纸的史料及科技分析较少，仅有对阿斯塔那墓地古纸钱的科技分析[8]。鉴于此，本文通过对一例和阗行政长公署钞票进行科技分析，管窥并探讨了民国时期新疆地区使用桑皮纸制作纸币的材质与工艺技术。

1 实验样品与方法

1.1 样品

分析样品为一例面额一两的新疆民国和阗行政长公署钞票（俗名马虎山票）样品，编号HT-1937，如图1所示。纸张较厚，纸面无帘纹，为浇纸法制作而成。纸币正面黑色字迹记载纸币面额、时间和纸币名称。纸币背面有蓝色花纹框，中间有黑色字迹。

1.2 实验方法与仪器参数

1.2.1 超景深三维立体显微

使用VHX-1000型三维视频显微系统（日本Keyence），将样品放置于载物台上，放大倍数50～400倍，观察纸张表面纤维及色料细节。

1.2.2 偏光显微分析（PLM）

使用DM2700P型偏光显微镜（德国Leica公司）。解剖针取少量纤维于载玻片，纯水分散后滴入适量Herzberg染色剂对纤维进行染色，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。用解剖针取少量纤维置于1.5ml离心管，用超纯水清洗纤维后加入适量甘油，用混匀仪涡旋振荡3min，用微量移液枪吸取悬浮液0.10ml滴于载玻片上，盖上盖玻片置于偏光显微镜下，在单偏光和正交偏光两个模式下观察淀粉粒。

1.2.2 扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDX）

使用JSM-6610LV型扫描电子显微镜（日本JEOL公司），INCAX-act型X射线能谱仪（英国Oxford Instruments公司）；对样品进行喷铂预处理后使用二次电子（SE）探测器进行检测，工作距离10mm，分析电压为25kV。

1.2.3 热裂解气相色谱质谱联用分析（Py-GC/MS）

取约0.2mg样品置于样品杯中，放入热解专用的石英衬管内进行测试。气质联用仪为在线GC-MS（GCMS-QP2020NX，Shimadzu），气相色谱的色谱柱型号为Ultra ALLOY5。气相色谱条件：柱箱初始温度设为40℃保持3min，以10℃/min的速率升温至350℃保持5min；氦气流量控制方式为线速度，总流量24ml/min，柱流量1ml/min，线速度36.1cm/s，吹扫流量3.0ml/min，分流比20：1。质谱条件：离子源温度200℃，接口温度250℃；全扫描模式扫描范围45-550u，扫描时间39min，质谱鉴别化合物使用NIST17数据库。

2 实验结果及讨论

2.1 显微分析

纸张的表面显微可见纸张纤维交织紧密，有少量杂质。纤维的显微分析是判断纤维品种的常用手段。纤维在Herzberg染色剂下的呈色取决于纤维素、半纤维素和木质素的含量差异。

样品HT-1937的纸张纤维经Herzberg染色后呈棕红色，横截纹较稀疏，与纤维横截面有一定夹角，薄壁细胞群聚散落在纤维周围，应为桑构皮类。图1纸币样品所用纸张不仅较厚，而且颜色呈黄褐色，这是因为新疆桑皮纸在制作时候不进行专门漂白，因而常呈淡褐色[9]。新疆和阗地区使用浇纸法制作的桑皮纸是特色手工纸，用于制作纸币也仅有文献记载，本文通过对一份和阗行政长公署钞票分析可见其纸张确为浇纸法制成的桑皮厚纸。

偏光显微镜在单偏光下观察到淀粉粒如图3a，单偏光下很容易将淀粉粒与其他内含物或者具有各向异性的杂质混淆，图3b为正交偏光下的淀粉粒，有十字消光特性。正交偏光状态下观察，能发现更多淀粉粒，如图3c和d所示，含有大小不一的呈十字消光特性的淀粉粒。结合扫描电镜分析中观察到纤维中有很多分体球形颗粒状物质，如图4a和c所示，应为植物淀粉粒，即新疆桑皮纸在制作过程中使用植物淀粉施胶。

纤维间有小颗粒填充，如图5a所示，小颗粒填充中可见有块状填料，如图5b所示，块状结构为不规则形，有明显的层纹，结构致密，大小不等。EDS分析该物质主要含有Mg和Si，还含有少量的Ca、Fe和Al等元素，这种现象系伴生矿物所致。同时可见大小不等的块状，有的为层纹明显的鳞片状，如图4b所示，应为滑石粉。

EDS分析显示，在纸张填料部分，如图5a所示，除Ca含量较高外，Al、Si和Mg含量也较高，填料应为碳酸钙（Ca2CO3）、高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）和滑石粉（3MgO·4SiO2·H2O）。新疆桑皮纸在蒸煮桑皮时常加入胡杨碱[4，9]，K含量应为蒸煮过程中加入了胡杨木草木灰（K2CO3）。

黑色墨迹表面显微结构可见色料渗透于纸张纤维中，如图6a所示；在电子显微镜下，黑色墨迹中的墨粒大小不均，如图6b所示；一般认为松烟墨的墨粒分布大小不均匀为，油烟墨粒分布比较均匀，黑色墨迹的EDS分析，如图7a所示，显示以C元素居多。蓝色颜料部分的EDS分析可见Fe元素，推测可能为普鲁士蓝（Fe4[Fe（CN）6]3·H2O），如图7b所示。

新疆桑皮纸制作过程一般为浸泡—剥皮—晾晒—煮料—捣料—搅拌—浇纸—晾晒—揭纸[4]，一般只加入胡杨碱。通过科技分析可见，在民国时期用于制作纸币的桑皮纸有加入其他填料，并进行淀粉施胶。新疆桑皮纸大体工艺依然是经胡杨碱煮料后经浇纸法制作的厚纸，而在民国时期用于制作纸币要在纸面进行印制时，为满足其印制需求而适当调整工艺，加入一些施胶剂和其他填料。

2.2 Py-GC/MS

样品HT-1937使用和阗特产厚桑皮纸木刻制作，纸面无帘纹。通过对该纸币的热裂解气质联用分析表征历史新疆桑皮纸的热解产物，检出色谱图见图8，对应化合物如表1所示，以较具标志性的左旋葡聚糖（LGA，化合物18）和顺-9-十六碳烯酰胺（Palmitoleamide，化合物22），將热解产物分为三部分：纤维素热解降解产物区、脂肪酸衍生物区及植物标记物区。

纤维素随着-OH氧化，β-葡萄糖1，4甙键断裂，聚合度下降，葡萄糖基进一步氧化生成乙醛酸（化合物1）。乙醇醛二聚体（化合物3）是纤维素受微生物酶作用后导致的纤维素降解为单糖。纤维素深层次氧化降解的产物和酸性降解产物通常会产生乙酸（化合物4）。羟基丙酮（化合物5）、丁二醛（化合物7）和2，3-戊二酮（化合物8）来自纤维素、半纤维素和综纤维素挥发性产物。3-甲基-1，2-环戊二 酮（化合物10）为半纤维素中木聚糖的主要分解产物。四氢吡喃-3-酮（化合物14）是吡喃的酮类衍生物γ-吡喃酮，糖类物质（化合物14、18）是纤维素的热解产物，其中左旋葡聚糖（化合物18）在所有化合物中相对含量最高。苯酚类物质是木质素的裂解产物，桑皮可检出较难去除的愈创木基型和紫丁香基型木质素[10]，本文样品HT-1937未检出苯酚类物质，说明在造纸过程中脱木素比较彻底。

本文样品HT-1937在植物标记区，含量最大的为α-香树脂醇，还检出有胆甾-4，6-二烯醇、β-谷甾醇、羽扇豆醇、熊果酸-二烯-3酮、γ-谷甾醇、麦角甾醇乙酸酯、豆甾-3，5-二烯-7酮、β-香树脂酮、麦角-5，8（14）-二烯-3-醇和甘草萜醇。桑皮检出的植物标记区化合物一般会有香树脂类（α-香树脂醇、齐墩果烷）[10-14]、角鲨烯[11，15]、麦角甾醇类（麦角甾-25-烯-四醇）[11]、谷甾类[12，14]、豆甾类[10，13]、羽扇豆类[10，16]、羊毛甾类[10，12，14]、环木菠萝烷醇（24-亚甲基环木菠萝烷醇）[10]以及黄酮类化合物[17]。根据样品HT-1937检出高含量的α-香树脂醇（化合物32），可判断该样品为桑皮纤维制作而成。其中伴随有谷甾类（化合物24和27）、麦角甾醇类（化合物28和34）、羽扇豆类（化合物25）和豆甾类（化合物30）和前人研究的桑皮纤维检出特征物也相符。而在本文样品的桑皮纸中还检出了属于乌苏烷型五环三萜化合物的熊果酸类衍生物，齐墩果烷型五环三萜化合物的甘草酸类衍生物以及乌苏烷型五环三萜化合物24-Norursa-3，12-diene及其衍生物。

3 结论

使用多技术分析了桑皮纸制作的新疆和阗行政长公署钞票。该纸币所用桑皮纸为浇纸法制作，使用显微分析和热裂解分析纸币的造纸纤维应为桑皮。该纸币在造纸的过程中填料多使用碳酸钙（Ca2CO3）、高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）和滑石粉（3MgO·4SiO2·H2O），使用植物淀粉进行了施胶。科技分析可见新疆桑皮纸在民国时期应用于纸币制作时，会加填其他填料并进行淀粉施胶以提高其纸张性能。

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收稿日期：2022-12-28

通讯作者：韩宾（1988-），男，山东淄博人，博士，副教授。研究方向：科技考古。