荆门龙王山墓葬出土玉器的材质及矿源特征研究

胡 巧，杨明星, 2*，刘 越，刘继富，代路路

1.中国地质大学(武汉)珠宝学院，湖北 武汉 430074 2.中国地质大学(武汉)珠宝检测中心，湖北 武汉 430074

龙王山遗址地处湖北省荆门市，距市区北部边界大约15公里，位于子陵铺镇美满村和南桥村的接壤处。2007年湖北省和荆门市共同派出考古队员对龙王山墓葬进行了抢救性的考古发掘，共发掘出墓葬203座，时期为大溪文化油子岭时期到屈家岭文化时期，出土器物包括陶器、玉器、石器等逾万件[1]。其中玉器有73件，虽普遍偏小，但形制多样。然此前长江中游地区鲜少出土玉器，玉器主要集中在湖北及湖南，涉及的考古学文化包括彭头山文化、大溪文化、屈家岭文化、石家河文化、后石家河文化等，对该区玉器的整理与研究也非常少，除赵朝洪先生在《中国古玉研究指南》中对截止到2000年的资料文献作过较为系统的归纳整理及少量有关大溪文化、石家河文化玉器的专题研究论著之外，尚鲜有系统而深入的学术研究成果[2]。而纵观整个大溪文化，曾出土玉器共计140余件。此次龙王山墓葬一个遗址就出土73件，可见其意义之大。龙王山墓葬玉器的出现非常鼓舞人心，但目前除张弛[3]在葬俗研究中提及过荆门龙王山墓葬外，学界对龙王山墓葬出土玉器的科技研究非常欠缺。

近期学界对出土古玉器的科技研究主要集中在材质、工艺以及矿源等方面。如陈建辉[4]等和袁仪梦[5]等利用X射线荧光光谱仪和拉曼光谱仪分别鉴定了鹿邑太清宫长子口墓及河南固始侯古堆一号墓出土玉器的材质，并结合光学显微镜或扫描电子显微镜，辅以硅胶覆膜技术，对玉器的制作工艺进行了探究。刘珺[6]等采用同样的手段对泰国三乔山遗址出土及泰国、缅甸等地采集的铁器时代宝石珠饰的材质、包裹体、制作加工工艺、产地来源等进行了科学研究。张学云[7]等采用常规宝石学鉴定方法结合红外光谱测试，对江苏省兴化市蒋庄遗址出土的良渚文化玉器的材质进行了鉴定。

结合常规宝石学测试及红外光谱、LA-ICP-MS等科技手段，研究了龙王山墓葬出土玉器的材质特征，并对其矿源进行了探讨。研究龙王山墓葬出土古玉器的材质及矿源，不仅能更好地推动长江中游地区玉器研究进展，还能给文化间的交流与传播带来新的启发。

1.1 出土玉器简介

龙王山墓葬共有22座墓随葬玉器，玉器随葬情形如图1，出土玉器总数为73件(套)。器型以玉镯(15件)和玉璜(21件)为主，大部分玉璜及玉镯在出土时就已断裂，并在断处钻孔。另还有玉坠(9件)、玉管(3件)、玉圭形器(1件)、玉锛(1件)、玉饰件(1件)、玉环(1件)以及玉组佩(1套)。玉器整体重实用，不重外观。玉器大多有佩戴使用的痕迹，孔内多抛光处理，并做倒角，以减少对绳子的磨损，玉镯内壁修整光滑，便于佩戴。然而外观却只有基本形制，未饰纹饰，做工也不追求对称、工整。

肉眼观察下，玉器颜色以青白色、白色和灰白色为主。玉器整体保存情况较好，破损少，虽都受沁，但受沁等级不同，为轻微——严重，沁色以白色、褐色、褐黄色为主。玉质整体较细腻，呈微透明到半透明，极少数受沁严重者不透明。玉器多呈油脂光泽，未受沁部分油性好。部分玉器如图2所示。

图1 龙王山墓葬M130玉器随葬情形图(荆门市博物馆供图)

图2 龙王山墓葬出土的典型玉器样品图

1.2 方法

古玉作为珍贵文物，不可破坏，故所有测试都尽量在无损条件下进行。本文采用的测试方法为相对密度测试、红外光谱仪(FTIR)及激光剥蚀等离子体质谱仪检测(LA-ICP-MS)。除LA-ICP-MS测试在武汉上谱分析科技有限责任公司完成外，其余实验均在中国地质大学(武汉)珠宝学院完成。

相对密度检测共测试样品73件，测试方法为静水称重法，每块样品分别在空气和蒸馏水中称重三次，取平均值。

红外光谱仪共测试玉器样品73件。测试采用的仪器为Vertex 80型傅里叶变换红外光谱仪。测试条件：反射法，仪器分辨率为4 cm-1，扫描范围为400～4 000 cm-1，扫描时间32 s，扫描次数32次，室内温度23 ℃，相对湿度40%。为去除因折射率在红外光谱频率范围内的变化而导致的红外反射谱带畸变，最终的红外光谱图经K-K转换。

LA-ICP-MS共检测样品41件，包括M42共20件，M130共4件，M187共4件，M12、M197各2件，M10、M22、M30、M39、M121、M131、M153、M166、M171各1件。所用仪器的型号为Agilent 7700e。以GeoLasPro系统为激光剥蚀系统，载气采用的是氩气，能量密度约为5.5 J·cm-2，以4 m为剥蚀半径，频率为5 Hz。测试时选用合成玻璃NIST610及BCR-2G，BIR-1G，BHVO-2G作为标准样品。数据的离线处理(样品与空白信号的选择、仪器灵敏度校正、元素含量计算)采用ICPMSDATACAL软件，数据的处理方法详见相关文献[8-9]。

2.1 相对密度测试

静水称重法显示除M12-26和M12-28的相对密度为2.65 g·cm-3，与玛瑙的相对密度一致外，其余样品的相对密度均在2.63～2.96 g·cm-3。根据新国标《和田玉鉴定与分类》(GB/T 38821—2020)规定，和田玉的相对密度为2.90～3.10 g·cm-3，故其余71件样品的相对密度值基本在软玉的相对密度范围内，部分略偏低，偏低的这些样品受沁均较严重。

2.2 红外光谱分析

红外光谱测试结果显示73件样品的红外光谱图可分为两类。一类与透闪石的标准红外光谱图相近，共71件；
一类与石英的标准红外光谱图类似，共2件。

透闪石质玉器M153-8、M197-26、M130-6、M130-3、M130-2的红外光谱图如图3所示，各峰归属见表1，表现为1 210～900，800～600和500～400 cm-1的指纹区吸收峰，且最强峰位于1 210～900和800～600 cm-1之间，具有典型的链状硅酸盐的特征[10]。

玛瑙质玉器M12-28和M12-26的红外光谱图如图4所示，各峰归属见表2，表现为1 158，800～700以及500～400 cm-1之间的指纹区吸收峰，与RUFF数据库中石英的标准红外光谱吸收峰位置较吻合。

图3 样品M153-8、M197-26、M130-6、M130-3、M130-2的红外光谱图与透闪石的标准红外光谱图(来自RUFF数据库)对比

表1 软玉质玉器的红外吸收峰及其归属(cm-1)

表2 玛瑙质玉器的红外吸收峰及其归属指派(cm-1)

2.3 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析

结果显示该41件出土玉器的主要化学成分为SiO2，MgO，CaO和FeO。其中SiO2的质量分数为54.38%～64.98%，MgO的质量分数为22.56%～28.12%，CaO的质量分数为11.27%～16.20%，FeO的质量分数为0.17%～1.46%，与透闪石的质量分数理论值基本一致。部分样品的主要化学成分含量值详见表3。

表3 部分出土玉器的主要化学成分含量表(Wt%)

各样品所含微量元素主要为K(71～798 μg·g-1)和P(119～474 μg·g-1)等，另M42-137的Sr(557 μg·g-1)含量异常高，M197-25及M197-26的Ti(178～181 μg·g-1)含量异常高，各样品的K，P，Sr和Ti等元素含量差异大。依据张宏飞(2012)的大陆上地壳微量元素值对样品的微量元素含量进行标准化处理，去除断点的异常数据后，绘制大陆上地壳标准化微量元素蛛网图(如图5)。结果显示所测样品的微量元素的赋存情况大致可分为五组，一致性不高，主要为W，U，P及Sb元素富集，Th和Ti元素亏损，但M130-7为Th、Nb、Zr及Ti元素富集，U、Pb元素亏损。

各样品的稀土元素含量普遍偏低，计算δEu，δCe，LREE/HREE，(La/Sm)N，(Gd/Lu)N和∑REE值。其中δEu=0.006～2.630(1.076)，δCe=0.300～1.499(1.006)，LREE/HREE=0.184～2.374(0.976)，(La/Sm)N=0.423～5.503(1.822)，(Gd/Lu)N=0.130～12.024(1.733)，∑REE=0.116～7.824(2.556)。

依据Sun和McDonough(1989)推荐的标准球粒陨石值对玉器样品的稀土元素含量值进行标准化处理，绘制各样品的稀土元素配分型式图，并将明显离群的异常数据点剔除，如图6。

41件样品的稀土总量普遍偏低，其配分型式图大致可分为八组。图6(a)呈水平海鸥状，轻稀土和重稀土分异不明显，Eu有明显负异常，Ce异常不明显；
图6(b)呈左倾式，重稀土富集，轻稀土亏损，Eu呈负异常，Ce无明显异常；
图6(c)呈左倾式，但Eu为正异常，无明显Ce异常；
图6(d)呈右倾式，轻稀土富集，重稀土亏损，Eu呈负异常，Ce异常整体不明显；
图6(e)呈右倾式，但Eu呈正异常，Ce异常整体不明显；
图6(f)略右倾，轻稀土略富集，Eu及Ce异常均不明显；
图6(g)呈略右倾，Eu异常不明显，但Ce呈明显负异常；
图6(h)呈右倾，轻稀土富集，重稀土亏损，Eu未见明显异常，但Ce呈正异常。

图5 龙王山墓葬出土玉器的大陆上地壳标准化微量元素蛛网图

2.4 龙王山墓葬用料水平

苏秉琦先生曾用“满天星斗”来形容新石器时代灿烂的文明，他将我国数以千计的新石器遗址分为六大板块：以燕山南北长城地带为重心的北方地区；
以晋陕豫三省接邻地区为中心的中原地区；
以洞庭湖及其邻境为中心的长江中游地区；
以山东及其邻境为中心的黄河下游地区；
以江浙(太湖流域)及其邻境为中心的长江下游地区；
以及以鄱阳湖——珠江三角洲一线为主轴的南方地区[9]。龙王山墓葬地处长江中游地区，属于大溪文化向屈家岭文化过渡的关键时期。同时期其他地区也有许多繁荣灿烂的考古学文化，在这些文化区内，用玉之风同样盛行，如北方地区的红山文化、长江下游江淮大文化区内的北阴阳营——凌家滩文化及环太湖流域的崧泽——良渚早期文化。

从用料水平上来看，红山文化的玉器总体以软玉为主，但也见蛇纹石玉等与软玉形似的玉料，以及绿松石等其他类玉石，其对玉石的分选并不彻底。如牛河梁遗址出土的玉器以软玉为主，偶见蛇纹石玉，玉器颜色有白色、黄绿色、淡青色等；
城子山墓地出土玉器也大多为软玉质，颜色也为青色系和绿色系。此外，胡头沟、石板山等遗址还有绿松石质饰品出土[11]。北阴阳营文化出土玉器的材质也以软玉为主，但也有蛇纹石、叶腊石、云母片等[13]，种类复杂，其分选玉石的能力只属中等。而凌家滩人的择玉料水平比北阴阳营文化还要低，玉器材质除了软玉质、蛇纹石质、叶蛇纹石质外、还混杂有煤精、大理岩、滑石甚至沉积碎屑岩等[14]，用料水平仅在玉石初分阶段。崧泽文化玉器的玉质基本都为软玉，有个别特例为叶蛇纹石玉或叶腊石-绢云母类玉，如南河浜遗址M68∶2和M24∶13[15]，另还有玛瑙和玉髓。说明崧泽先民已懂得将软玉从其他美石中区分开来，用料水平较高。反观良渚文化玉器，虽然材质也以软玉为主，偶见叶蛇纹石等。但从软玉品质上来看，崧泽文化的软玉玉质细腻，而良渚文化玉器玉质粗糙，肉眼可见毛毡状、簇状结构，杂质多，透明度也差，玉料品质远不如崧泽文化[14]。与同时期的这些考古学文化相比，龙王山墓葬的先民们已能准确地将软玉从其他玉石中挑选出来，并只使用软玉，而不见蛇纹石等其他玉料。从软玉的品质来看，龙王山墓葬出土玉器多为青白玉，玉质细腻，微透明——半透明，未受沁部分油性好，说明软玉的品质非常好，甚至远超同期其他考古学文化，由此看来，龙王山墓葬先民或已懂得玉料的材质分级，其用料水平很高。

图6 龙王山墓葬出土玉器的稀土元素配分型式图

再细观历来鲜少出土玉器的湖北地区，最早的玉器出土于大溪文化早期，即位于宜昌市的中堡岛遗址以及杨家湾遗址。中堡岛遗址出土一件玉玦和一件玉环，发掘报告中未明确写出玉玦的材质，但玉环仅为黑曜石[16]；
杨家湾遗址出土一件玛瑙质玉璜、一件玉管环及两件斧型玉饰，斧型玉饰均为绿松石[17]。纵观整个大溪文化，在以往的考古发掘中出土玉器共约140件[2]，材质多为软玉和绿松石，但都不集中于湖北地区，龙王山墓葬一次性出土73件玉器，且其中有71件均为高品质软玉，其意义可见一斑，其用料水平已远远超出湖北地区的平均水平，乃至后续的屈家岭文化、石家河文化，甚至后石家河文化。湖北地区的屈家岭文化几乎不曾出玉，出玉器最多的唯有保康穆林头遗址，共出土17件玉器，据中国地质大学(武汉)珠宝学院检测，玉器材质有软玉、萤石、云母质玉、滑石、蛇纹石等，种类非常复杂，说明其用料水平很低。而石家河文化更是没有形成浓厚的用玉观念，出土玉器极少，直至后石家河文化，玉器才爆发式出现，但仍是玉石混用。综合来看，从大溪文化——屈家岭文化——石家河文化——后石家河文化，龙王山墓葬的用料水平之高，在新石器时代的湖北地区，都是史无前例，后无来者。

2.5 玉料来源

目前国内已知的软玉产地有新疆、江苏溧阳、辽宁岫岩、青海及甘肃等。根据中国地质大学(武汉)李晶的归纳，新疆软玉的稀土元素配分型式图呈水平海鸥状，Eu具负异常，Ce无明显异常；
江苏溧阳软玉的稀土元素配分型式图呈右倾，Eu具中等负异常，Ce也有中等程度的负异常；
辽宁岫岩软玉的稀土元素配分型式图大多为水平状，Eu及Ce均具中等程度的负异常；
青海三岔河软玉的稀土元素总量低，稀土配分型式图呈水平状，Eu具负异常，Ce无明显异常；
青海小灶火的稀土元素配分型式图呈左倾，Eu和Ce均有一定程度的负异常。根据张钰岩[18]等的研究，甘肃马衔山软玉的稀土配分模式呈水平海鸥状，Eu具负异常，Ce无明显异常。对比龙王山墓葬的稀土元素配分型式图，呈右倾式的样品中均未见明显Ce异常，故基本可排除玉料来源于江苏溧阳的可能性；
呈左倾式的样品中Ce异常也不明显，故基本可排除玉料来源于青海小灶火的可能性。仅从稀土元素特征来看，龙王山墓葬的玉器可能来源于新疆、辽宁岫岩、青海三岔河或甘肃马衔山。但从外观来看，龙王山软玉以偏青的白玉和青白玉为主，而岫岩软玉偏黄偏绿，且常带褐色皮，故排除辽宁岫岩。

对新疆、甘肃及青海的软玉进行产地分析投点。用于投点的各产地软玉的数据均为本实验团队实地采集样品，亲自实验所得。其中新疆矿点共有210件样品，包括于田县的阿拉玛斯矿点22个、赛迪库拉姆矿点28个、齐哈库勒矿点28个、哈尼拉克矿点34个；
且末县的金山矿点55个、天泰矿点29个、八号矿矿点14个。甘肃样品共有156个数据点，包括马衔山矿点58个、三危山矿点98个。青海样品共有39个，均来自三岔河矿点。以来自三个现代矿点的405件样品数据构建判别模型，将龙王山41件样品作为未知样品加入判别模型，观测指标为主要成分含量、微量元素含量及稀土元素含量。

经逐步判别法筛选后，共选取判别能力最好的21个元素参与建模。判别函数如下：

判别函数1：-1.717Li-1.027Be-0.022Na+0.771MgO+2.917Al+0.932SiO2+0.235P-0.534K+0.960CaO-0.456V+0.691Mn+0.270Zn-0.650Ga+0.914Rb-0.499Sr-0.186Zr-0.289Nb+0.518Ba+0.217Ce-0.178Tm-0.155Pb

图7 龙王山墓葬软玉质玉器产地判别图

判别函数2：-0.693Li+0.300Be+0.691Na-0.487MgO+0.479Al+0.385SiO2+0.117P-0.033K-0.030CaO-0.114V+0.341Mn-0.006Zn+0.974Ga+0.005Rb+0.070Sr+0.026Zr+0.288Nb-0.174Ba+0.274Ce+0.108Tm+0.132Pb

图7(a)为41件样品的产地判别图。可以看到龙王山墓葬的数据样本中有一个明显偏离其他数据源。经过检查后，离群的应是Al含量明显低于另外40个样品的M42-137号玉器，该玉器呈深绿色，微透明，内含方解石串浆，从外观上来看，其产地的确应不同于其余40个样品。将该样品剔除后，龙王山墓葬出土玉器的产地判别图如图7(b)，判别结果如下：40件龙王山样品，31件判给新疆，7件判给甘肃，2件判给青海。利用总体验证和交叉验证对用来建立判别模型的训练样品进行回判，结果显示：原始分组观察值分类的正确率为97.5%，交叉验证已分组观察值的正确率为96.8%。这说明此次逐步判别分析的结果可信度还是较高的。

图7(b)显示新疆和甘肃的样品点分布距离较近，少数样品点位置重叠，新疆与青海有较为明确的界限，甘肃与青海少部分重叠。龙王山样品本身有多个点离群，组间具有一定差异性，可能玉料有多个来源。较多聚集点的位置集中在新疆区域，但是聚集点的中心区域偏离新疆样品的中心，推测这些样品的地质产出环境与新疆接近，而不一定产自新疆，这对于古玉矿遗址的发掘也具有一定的指导意义。龙王山样品较少判给甘肃、青海，说明样品来自这两个地区的可能性较低。

(1)相对密度检测及红外光谱仪测试结果均显示龙王山墓葬出土的73件玉器中有71件为软玉质，有2件为玛瑙质。

(2)龙王山墓葬出土玉器的材质单一，玉料品质好，分选玉石的水平很高，在历来鲜少出土玉器的湖北地区可谓独秀一枝，其用料水平甚至还远超同期其他玉文化区。

(3)软玉质玉器的微量元素含量及赋存情况差异明显，稀土元素配分型式图多样，表明玉器的地球化学特征一致性不高，此外，判别图中龙王山样品的组内离散程度高，皆指向玉料多来源的可能性。

(4)综合稀土元素配分型式图及逐步判别法投点图，龙王山墓葬出土的软玉质玉器主要与新疆软玉的成矿环境最为类似，应属于同一矿带，但具体矿点有待进一步探寻，且不排除玉料多来源的可能性。

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