关键词：
透闪石玉
微量元素
产地溯源
玉器
玉料来源
摘要：
透闪石玉是以透闪石矿物为主要组成的玉石,为珍贵的宝玉石品类,具有极高的经济价值。作为中国玉文化的重要物质载体,其兼具重要的历史文化价值,因此,透闪石玉的产地溯源对于揭示珍稀玉石资源的开发利用、古代先民活动的空间和范围、古代文化交流与互动以及玉器制作技术传播等问题具有重要意义。然而,由于透闪石玉的产地众多、成矿地质背景复杂,加之古代玉器的玉料来源研究相对滞后,这一领域仍存在诸多挑战。本研究旨在通过现代科技手段对中国及周边地区典型玉矿出产的透闪石玉进行研究,建立一套科学可行的透闪石玉产地溯源方法,并以此为基础探究长江中游地区先秦时期典型遗址出土玉器的玉料来源,揭示该地区玉料的来源和获取方式,探讨不同文化区之间的交流与互动,为古代玉器研究提供新的视角和科学依据。本研究采用宝玉石学、地质学、地球化学、考古学等多学科交叉的研究方法,在系统梳理碳酸盐岩型透闪石玉矿床的地质背景和成矿规律基础上,对中国及周边地区各产地透闪石玉样品进行详细的宝石学特征、谱学特征、地球化学特征等研究,筛选出具有产地指纹差异的特征,利用稀土元素和微量元素结合多策略线性判别分析方法建立了透闪石玉产地溯源研究方法,明确了在产地区分中起关键作用的元素组合,并评估了样品的取样因素对溯源结果的影响。对于古代玉器玉料来源研究,探究了受沁作用对出土玉器元素产生的变化情况,评估了元素变化对溯源结果的影响,提出了直接法、间接法和综合法三种玉料来源研究模式,对长江中游地区的龙王山墓地、穆林头遗址、曾侯乙墓和熊家冢祔冢陪葬墓4处遗址/墓地的出土玉器开展了玉料来源研究,以此为基础讨论了该地区先秦时期玉料的来源问题。获得的主要进展和认识如下:
(1)系统梳理了中国透闪石玉矿床的地质背景和成因类型,总结了中国碳酸盐岩型透闪石玉矿床的时空分布规律,提出了中国透闪石玉矿床依照地理分布情况在空间上可以大体划分为西北大区、东北大区、东南大区和西南大区四个区域。在时间上,成矿时间以古生代为主,其中辽东岫岩一带玉矿的时间较早,为早古生代,西北地区的成矿时间段较为一致。地层、岩浆岩和构造是重要的控矿因素。玉料特征、成矿母岩特征、微量元素特征(含稀土元素)、同位素特征和成矿年龄等方面为大区域划分方案提供了依据。
(2)本研究综合宝石学、矿物学和地球化学方法,对比分析了透闪石玉的宝石学、谱学、微量元素、结晶度、同位素、年龄等特征,结果表明透闪石玉的感官特征、相对密度、紫外荧光、结晶度、红外光谱、太赫兹光谱和成矿年龄等方法手段虽有参考价值,但不足以或不适合作为判别标准。微量元素和氢、氧同位素分析显示出产地溯源潜力。综合考虑方法的有效性、可行性和破坏性,本研究选择将LA-ICP-MS作为主要测试手段,基于元素地球化学建立透闪石玉产地溯源模型。稀土元素配分模式图结合线性判别分析可实现对新疆、青海、俄罗斯、岫岩、罗甸和大化透闪石玉中部分产地的准确识别,但稀土元素方法在区分新疆、青海、俄罗斯产地时区分成功率较低。LA-ICP-MS微量元素结合多策略线性判别分析可实现国内外7个产地透闪石玉的准确区分,可以有效区分利用稀土元素难以区分的产地,还可以有效解决大类数分类问题,提高了透闪石玉产地溯源的准确性和可靠性。考察了透闪石玉颜色和品种类型对产地溯源结果的影响,排除了取样因素对结果的影响。
(3)矿源特征信息可用于指示玉料来源。“有形的”矿料特征信息包括颜色、结构、皮色、皮层和杂质矿物类型等。曾侯乙墓出土玉器中发现有戈壁料、厚风化皮料、石墨料和翠青料等携带矿源特征信息的玉料类型,为曾侯乙墓出土玉器的玉料来源提供了新线索,戈壁料等特征玉料的发现将出土玉器来源指向西北地区,甘肃肃北和南疆地区的戈壁滩是曾侯乙墓戈壁料的可能来源地。矿源特征信息研究为古代玉器的矿源研究提供了新的思路和方法。
(4)采用“操作链”和“生命史”的分析方法,详细分析了玉器在不同生命阶段(开采、制作、使用和再利用)中可能发生的元素变化,指出玉器埋藏过程中的受沁作用是影响玉器元素变化的重要环节,其影响不可忽视。着重研究了玉器在受沁过程中元素的变化情况,表明受沁严重的部位会发生“钙化”现象,“钙化”样品表现为Ca含量显著上升,Mg和Si含量下降,另外Na,K,Al,Fe、Rb、Sr和Ba等元素较符合化学风化作用中元素的变化规律。但受沁程度低的样品中元素受受沁作用影响较小。曾侯乙墓出土玉器中的Cu元素明显富集,Sn和Pb元素也表现不同程度的富集现象,可能是玉器处于与铜器共存的泡水环境中,青铜器浸出的Cu、Sn、Pb元素通过水体进入玉器内部而导致的元素不正常富集。通过实际投点探究受沁作用对矿料溯源结果的影响,受沁程度严重的“钙化”样品在溯源模型中发生较大程度偏移,其溯源结果受到影响,而受沁程度低的样品元素变化对溯源结果影响较小。
(5)提出了直接法(点对点
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