广西合浦九只岭汉墓出土石榴子石珠饰的科学分析
王亚伟1,2, 董俊卿1, 李青会1,*
1. 中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心, 上海 201800
2. 中国科学院大学, 北京 100049
*通讯联系人 e-mail: qinghuil@sina.com

作者简介: 王亚伟, 1991年生, 中国科学院上海光学精密机械研究所硕士研究生 e-mail: 1291141010@qq.com

摘要

为探明广西合浦九只岭汉墓出土的一批紫色珠饰的材质、 制作工艺和可能的原料来源, 应用X射线荧光光谱、 激光拉曼光谱和以及超景深三维显微系统三种分析技术科学分析了其中8枚珠饰。 根据X射线荧光光谱和激光拉曼光谱分析结果, 从矿物学特征上讲, 这些珠饰是由石榴子石族矿物中的铝系石榴石加工而成, 除一件样品属于铁铝-镁铝榴石型外, 其矿物成分体系具有较高一致性, 其他样品均属于富铁铝榴石型石榴子石。 结合超景深数码显微系统所获取的样品加工痕迹信息以及近年考古学和科技研究成果, 探讨了这批石榴子石的加工工艺和可能的来源。 判断这批珠饰采用了旋磨工艺和皮囊球磨工艺两种打磨工艺, 采用双钻石钻具对钻的钻孔工艺。 这批铁铝榴石宝石珠饰应是由南亚或南亚经东南亚通过海上丝绸之路输入到合浦的, 是汉代海上丝绸之路贸易的重要物证, 对研究海上丝绸之路的历史和文化交流等具有重要的意义。

关键词: 激光拉曼光谱; 微痕分析; 石榴子石珠饰; 加工工艺
中图分类号:O433.4 文献标志码:A
Scientific Analysis of Garnet Beads Unearthed from Tomb Dated to Han Dynasty in Jiuzhiling, Hepu, Guangxi
WANG Ya-wei1,2, DONG Jun-qing1, LI Qing-hui1,*
1. Center of Sci-Tech Archaeology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
*Corresponding author
Abstract

To ascertain the material, making technique, and possible sources of raw materials of some purple gemstone bead ornaments unearthed from the tomb dated to Han Dynasty in Jiuzhiling, Hepu, Guangxi, eight beads were analyzed by X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), Raman spectroscopy and Digital microscope system. The results of XRF and Raman spectroscopy showed that these beads were made of pyralspite garnet group endmember species. They have similar chemical compositions to that of almandine-garnets, except one sample attributed to almandine-pyrope garnet. We discussed the processing techniques and the possible sources of the garnet beads based on the mark evidence obtained by Digital microscope system, and the recent results of archaeological and scientific researches. The rotary grinding-stone technique and the spherical polishing-leather bag technique were used for grinding and polishing these beads, and a double-diamond drills was used to drill the beads from both sides. It can be concluded that the batch of garnet gemstone beads were imported to Hepu from South Asia by way of Southeast Asia or from South Asia along maritime Silk Road. The beads analyzed in this paper are important evidences of the Maritime Silk Road trade in Han Dynasty. It is significant for the studies of the history and cultural exchange on the maritime Silk Road.

Keyword: Raman spectroscopy; Micro-mark analysis; Garnet beadornaments; Making techniques
引 言

石榴子石是古代流行的珠饰和研磨料之一, 因其多呈紫红色, 故又名紫牙乌。 石榴石族宝石一般分为钙系和铝系两个系列, 共六个品种, 不同种类的石榴子石在色彩和外观上是相似的, 与其他种类的紫色宝石和玻璃饰品也较为相似, 不易区分。 合浦、 广州出土的这类石榴石宝石珠饰, 常与玻璃、 琥珀、 水晶、 玛瑙、 肉红石髓等海上丝绸之路相关的珠饰组成串饰。 小型珠饰类文物的材质、 形状、 工艺、 纹饰、 组合形式和功用可以反映所蕴含的历史人文和文化交流信息。 由于这类型器物存在着同器形不同材质的现象, 目前缺乏相关珠饰原料信息及加工制作的史料, 单凭肉眼很难辨别, 对这类珠饰琢磨、 钻孔等制作过程也需要深入研究。 目前综合应用科技分析技术如X射线荧光光谱(XRF)、 拉曼光谱、 扫描电子显微镜(SEM)技术以及微痕分析等技术和方法[1, 2, 3], 不仅能对此类文物进行鉴别, 也能分析文物表面的微痕信息, 为逆推宝石的制作技术提供科学依据。

在汉代及稍早时期, 中国南方与南亚、 东南亚的海上贸易的逐渐兴起, 被称为“ 海上丝绸之路” 。 印度、 斯里兰卡以盛产并善于加工宝石级别的红色铁铝榴石而闻名于世。 合浦、 广州出土的石榴子石珠饰, 其形态和加工技法与南亚、 东南亚地区发现的同类器物存在相似性[4, 5], 是古代东西方贸易、 文化和技术交流的一类重要物证[6, 7]

X射线荧光光谱、 拉曼光谱是两种互补分析技术, 能有效获取宝石的成分和矿物种类信息。 本文尝试将X射线荧光光谱、 拉曼光谱和以及超景深三维显微系统三种方法对广西合浦九只岭汉墓出土的紫色珠饰进行科学分析, 从矿物学特征、 痕迹信息及加工技法等方面, 结合近年考古学和科技研究进展, 探讨其制作技术和原料来源问题, 阐述其对海上丝绸之路贸易的历史意义。

1 实验部分
1.1 样品

实验选用的样品共有八枚珠饰, 均出土于广西合浦县九只岭M5, 属于东汉墓。 合浦县在汉代是岭南地区海上丝绸之路上的沿海港市之一。 合浦汉墓已发掘近千座墓, 其中出土的金银、 琉璃、 水晶和玛瑙等饰品的总数超过1万枚[8]。 九只岭汉墓是一批典型的汉代墓葬, 仅M5一座就出土串珠1 380枚, 还有3座墓均超过千枚。 M5为东汉前期砖木合构墓, 是这批墓葬中保存最好的一座墓[9]。 这批墓葬随葬器物有陶器、 青铜器、 漆器以及一大批黄金、 琉璃、 水晶和玛瑙等饰品, 饰品材质和种类繁多, 质地上乘, 在长江以南地区亦属罕见。 选用的样品特征如表1所示。

表1 合浦九只岭M5墓出土东汉紫色宝石珠饰样品的基本情况 Table 1 Summary table of features for purple gemstone ornaments of Eastern Han Dynasty unearthed from M5 at Jiuzhiling in Hepu County
1.2 仪器

1.2.1 便携式能量色散型X射线荧光分析仪

化学成分分析采用的是便携式能量色散型X射线荧光光谱仪(pXRF), 仪器型号为OURSTEX 100FA。 本台谱仪采用钯元素(Pd)为X射线靶材, X射线管的电压为40 kV或15 kV, 最高功率为50 W, X射线焦斑直径约为2.5 mm。 X射线荧光探测器为可进行轻元素探测的SDD探测器, 能谱分辨率为145 eV(Mn Kα 线), 采用珀耳帖效应制冷装置使探测器保持在-28 ℃。 为了降低空气对轻元素的特征谱线的吸收, 此次分析在低真空环境下测量, 样品腔的最低气压约为400~600 Pa[10]

1.2.2 可移动式LabRAMXploRA型共焦激光显微拉曼光谱仪

拉曼光谱分析采用法国Horiba公司生产的可移动式LabRAMXploRA型共焦激光显微拉曼光谱仪, 具有高稳定性研究级显微镜, 物镜包括5× , 10× , 100× 和LWD50× 。 内置532 nm高稳定固体激光器(额定功率: 25 mW)、 785 nm(额定功率: 90 mW)高稳定固体激光器。 采用针孔共焦技术, 与100× 物镜配合, 空间分辨率横向好于1 μ m, 纵向好于2 μ m。 光谱仪拉曼频移范围: 532 nm激发时为70~8 000 cm -1, 785 nm激发时为150~3 100 cm-1; 光谱分辨率≤ 2 cm-1, 每次测定样品前均采用单晶Si标样分别对激光拉曼光谱进行校正[11]

1.2.3 基恩士VHX-5000型超景深三维显微系统

日本基恩士公司生产的VHX-5000型超景深三维显微系统, 可进行20倍至1 000倍的显微观察。 同时还具有自动对焦、 全幅对焦、 深度合成、 多角度观察、 超高分辨率和高清晰度显示、 三维合成、 实时及三维测量等先进功能。 本次实验利用高画质深度合成和测量功能对样品的表面形貌、 打磨、 钻孔等信息进行观测。

2 结果与讨论
2.1 化学成分分析

化学成分分析是鉴别和研究宝石的重要手段之一, 分析结果有助于鉴别宝石的材质和分析矿料来源。 实验采用pXRF对样品进行化学成分定量分析(见表3)。 pXRF定量分析采用的是现代钠钙和钾硅酸盐玻璃标样, 鉴于研究对象与标样的基体差异, 所得到的矿物类样品的化学成分为半定量结果[1]。 天然的石榴子石的化学分子式A3B2(SiO4)3, A为Mg2+, Fe2+, Mn2+和Ca2+等二价阳离子; B为Al3+, Cr3+和Fe3+等三价阳离子, 石榴石族宝石存在广泛的类质同象替代现象, 因此化学成分和含量变化范围很宽, 常见六大类石榴子石的理论化学元素含量参见表2。 从表3可以看出, 这批石榴子石样品Al2O3含量为13.93%~16.64%, SiO2含量为36.26%~44.55%, FeO含量为30.61%~38.40%, MgO为含量2.33~7.41%, MnO含量为0.86%~2.2%, 其主量成分与铁铝榴石的[Fe3Al2(SiO4)3]的理论化学成分含量相近。 此外, 还检测到Cr, Ni, Cu和Zn等微量元素。

表2 六大类石榴子石的理论化学元素含量 Table 2 Theoretical chemical elements of six categories of garnets
表3 九只岭汉墓出土的石榴子石样品化学成分分析结果 Table 3 Chemical composition of garnet artifacts excavated from tomb of Eastern Han Dynasty at Jiuzhiling

纯净端元组分石榴子石矿物在自然界分布很少。 就铝系石榴石来说, 半径较小的二价阳离子如Mg2+, Fe2+和Mn2+等之间易发生完全的类质同象替代, 即不同端元组分能以任意比例混合, 混合比例主要与地质环境中的压力条件有关, 石榴子石在形成过程中Mg2+进入晶格时需很大的压力条件, Fe2+次之, Mn2+所需压力较小, Ca2+的压力条件最小[12]。 样品G4b的MgO含量为7.41%, 属八件样品中含量最高者; FeO含量为30.61%, 属八件样品中含量最低者, 说明此件样品中Mg2+和Fe2+发生了一定程度的完全类质同象替代, 即含有较多的镁铝榴石组分。 这批石榴子石样品FeO含量很高, 都含有少量的MgO和MnO, 除样品G4b外, 其他样品的MgO含量都在2.80%左右, MnO含量很低, 均值1.28%, 最大值为2.20%; 每个样品的MgO含量均高于MnO的含量, 且CaO的含量低于1%, 反映出它们的成分体系和成矿条件具有较高一致性。

综合样品的MgO, FeO, MnO和CaO的含量, 初步判断除G4b属于铁铝-镁铝榴石型外, 其他样品均属于富铁铝榴石型石榴子石。

2.2 拉曼光谱特征

pXRF定量分析只是获取了所测区域内的平均化学成分特征, 无法确定珠饰的物相和矿物种类, 检测结果需要拉曼光谱定性分析来补充和印证。 拉曼光谱不仅能定性分析石榴子石的种属, 还能辅助判别石榴中的金属离子含量比率[13]。 铝系榴石是等轴晶系的单晶体宝石, 理论上随单一端元组分不同, 特征拉曼位移有显著区别。 铝系榴石中, [SiO4]四面体的Si— O 伸缩振动和Si— O 弯曲振动产生的拉曼位移会因各端元组分的金属阳离子种类的不同发生规律性偏移, 天然产出的石榴子石多是几个端元组分的混合物, 因此峰值的强度取决于所含端元组分的摩尔质量[14]

本实验利用LabRAMXploRA型共焦激光显微拉曼光谱仪, 选用532nm的激发光源进行拉曼光谱分析, 分析结果如图2所示。

图1 紫色宝石珠饰样品照片(× 30)Fig.1 Photos of purple gemstone samples

图2 石榴子石样品的拉曼光谱图Fig.2 Ramanspectra of garnet artifacts

上述拉曼光谱结果中, 在912和915 cm-1之间的最强拉曼峰归属于Si— O对称伸缩振动产生的拉曼位移。 550~553 cm-1之间中等强度的拉曼峰是由(O— Si— O)的对称弯曲振动引起的。 在339和369 cm-1之间的次强峰归属于(SiO4)4-四面体的旋转振动。 在1 034~1 044和494~497 cm-1范围内弱的拉曼峰分别归因于(O— Si— O)的反对称伸缩振动和(O— Si— O)反对称弯曲振动。 从拉曼位移与晶格常数关系可知, 随着晶格常数变小, 分别归属于(Si— O)对称伸缩振动和(O— Si— O)弯曲振动的拉曼位移明显向长波方向偏移[15]。 在G4b的拉曼光谱中, (Si— O)对称伸缩振动产生的拉曼特征峰位于915 cm-1处, 发生了明显的右移, 但(O— Si— O)弯曲振动产生的拉曼特征峰552 cm-1未见明显偏移, 说明G4b样品中Mg2+取代了部分Fe2+, 应与镁铝榴石组分存在有关, 与前文所获得的化学成分结果一致。 (SiO4)4-旋转振动和(O— Si— O)对称伸缩振动产生的拉曼特征峰发生的偏移原因尚不明确, 但样品 G4d可能受到样品表面状态的影响, 导致某些弱吸收未能完全显示。 根据比较纯净端元铁铝榴石的拉曼特征峰[16], 我们认为石榴子石在1 036, 912, 860, 552和339 cm-1附近处出现强吸收峰, 结合pXRF分析结果, 判定这批紫红色石榴子石样品的种属是铁铝榴石。

2.3 显微分析

在以上光谱分析结果基础上, 我们比较了近年这类珠饰的考古学和科技研究成果, 实验采用基恩士VHX-5000型超景深三维显微系统对这8枚珠饰文物样品进行显微观察和微痕分析, 获取高画质深度合成的2D和3D图像并进行测量。 石榴子石作为与海上丝路相关的一类重要珠饰文物, 分析其琢型及表面的痕迹信息, 有助于了解当时社会流行饰品的时代特点和工艺水平。

根据Kelly[2]对公元前400年— 公元400年印度南部的石质珠和饰品的研究, 链珠琢型的加工工艺分为获取原石、 切粒剥片、 琢形、 研磨、 抛磨和钻孔6道工序。 其中磨制和钻孔是宝石加工工艺的重要内容, 石榴子石的磨制技术和钻孔技术的研究能反映高硬度宝玉石的制作工艺水平。

2.3.1 琢型和外观

由图1可知, 这8枚样品均是链珠琢型, 其中G1为椭圆形珠, G4a和G4d为扁圆形珠, 其余为圆形珠。 G2号珠体近似方圆形, 有两个规整的平面, 在其他圆形珠也可找到类似的平面, 其中有些是为钻孔预留的台面。 在反射光下, 这批石榴子石颜色较深, 不好分辨具体的颜色, 但在强透射光下都呈紫红色。 其中G1, G4a和G4d透明度较好, 内含杂质和包体很少, 表面也没有自然发育的裂隙。 显微镜观察下, 除G1, G4a和G4d外, 其余样品存在自然裂痕或黑斑等瑕疵, 内含的杂质和包裹体使得珠体不通透。 通过琢型比较, G1, G4a和G4d珠体较为通透, 属于较好的原石切粒, 且未被直接设计成圆珠形, 可能是在磨制前存在筛选步骤, 透明度尚可的石榴石切粒会被重新设计琢型, 切去了珠体的瑕疵部分。 上述信息反映出原石的切粒分割工艺的技术和经验达到了实用的要求, 但还不成熟。

2.3.2 磨制技术

为研究石榴子石珠饰的磨制微痕信息, 选择样品表面平坦, 没有自然裂隙和杂质的区域进行拍摄。 在自然光条件下, 对这8枚样品肉眼观察, 发现有光亮和哑光两种光泽。 铁铝榴石的摩氏硬度为7.5级左右, 经抛光表面呈现光洁明亮的玻璃光泽, 天然榴石是脉状纹理的表面, 非经人为打磨不至于表面满布细小的凹坑。 根据Bellina的研究[17], 旋磨工艺会出现平行的直线型抛磨槽, 同时由于旋磨石的压力也会产生抛磨刻面; 采用皮囊球磨工艺的特征是表面呈现出许多贝壳状坑和骨折线。 皮囊球磨工艺磨制时, 珠体在囊袋中互相碰击和磨擦, 珠体表面贝壳状坑和骨折线是碰击的效果, 脉状纹理被磨平成毛孔样, 肉眼观察下呈现哑光。 图3(a)和(e)的白色线圈内和箭头所指处可见平行的直线型抛磨槽, 从图3(b)和(f)的3D图像反映出沿线性抛磨槽形成的弧形刻面, 说明G1和G4b采用了旋磨工艺进行磨圆, 在G2, G4a和G4d也发现了这样的线性抛磨槽痕迹。 图3(c), (d), (g)和(h)的白色线圈内和箭头所指处出现贝壳状坑和骨折线, 符合皮囊球磨工艺的特征, 在G4a和G4e上也发现类似特征; 其中图3(c)是椭圆形珠G1的边缘处, 这里没有发现线性抛磨槽的痕迹, 说明G1采用的旋磨工艺, 只运用在珠体的弧形表面, 其目的不是为了获得光亮的玻璃光泽, 或者使珠体表面更光滑, 只是为了磨圆, 这也能解释单一珠体呈现两种光泽的原因。 Iris Groman-Yaroslavsk等[18]根据玉髓珠表面的微痕信息, 将磨制技术分为热处理、 粗磨、 粗抛光抛光、 精抛光五个阶段。 比对Iris的结果, 我们认为这批石榴子石样品, 采用旋磨工艺的打磨程度达到了Iris定义的粗抛光阶段, 其余采用皮囊球磨工艺的区域则符合粗磨阶段的特征。

图3 石榴子石样品的磨制微痕信息Fig.3 Wear patterns of garnet artifacts observed
(a): image of G1; (b): 3D image of G1; (c): G1; (d): G2; (e): image of G4b; (f): 3D image of G4b; (g): G3; (h): G4c

2.3.3 钻孔技术

石榴子石钻孔的痕迹信息与所钻孔工具有关, 常用的有双钻石钻、 研磨料钻, 而单钻石钻和管型钻比较少见。 钻孔的钻型要依据钻孔台面和开孔痕迹、 孔型、 钻孔深度、 对钻孔的接触面、 接触面的位置和孔内壁痕迹等信息来综合判断具体钻型。

G4a号样品钻孔显微微痕图像如图4所示, 图4(d)孔1直径1 006 μ m, 浅孔, 图4(e)孔2直径1 009 μ m, 深孔; 从图4(a), (b)和(c)判断, G4a号样品钻孔的孔壁粗糙, 有螺旋纹, 结合显微镜观察, 判断孔2为圆筒状深孔; 孔1和孔2的直径十分接近说明采用了同一尺寸的钻头。 图4(f)为G1号样品的孔1, 直径954 μ m, 圆筒状深孔; 孔1外侧有同心圆, 直径1 166 μ m, 这是高速钻头在孔边留下的同心圆痕迹。

图4 石榴子石样品的钻孔微痕Fig.4 Images of drill hole of garnet artifacts observed
(a): image of G4a, hole 1; (b): image of G4a, hole 2; (c): 3D image of G4a, hole 2; (d): image of G4a, hole1; (e): G4a; (f): G1

综合上述的显微观察结果, 这8件样品钻孔均为双面钻孔, 孔壁粗糙, 有螺旋纹, 一端为占80%深度的圆筒状深孔, 一端为占20%深度的钟形浅孔, 如图5(c)示意, 这与Carter[19]在研究Angkor Borei石榴子石珠饰时提到的DD 1钻型一致; 图5(a)在强透射光下可见双孔对接的痕迹。 图5(b)和(d)是钟形浅孔, 这种钟形孔的孔底是平底, 孔壁有螺旋纹, 深度较浅, 区别于圆锥形孔; 有的样品孔壁带有较大弧度, 这是第一次钻孔没有贯通对钻孔的接触面, 进行了二次钻孔造成的; 根据这8件样品最小孔直径推断, 钻头直径应在900~1 000 μ m。 孔径在1毫米左右、 孔壁粗糙、 圆筒状孔, 孔壁有螺旋纹是判断钻石钻头的主要依据, 因为其他类型钻头还未发现有此特征[20]。 这批石榴子石样品都符合此特征, 采用了钻石钻头的钻孔工具, 进行了双面对钻。

图5 石榴子石样品的钻孔和钟形孔Fig.5 Images of drill hole and bell-shaped drill hole of garnet artifacts observed
(a): image of G4a; (b): image of G4c; (c): diagram of drill; (d): image of G2

3 石榴子石珠饰的制作技术及可能的来源
3.1 石榴子石珠饰的制作技术

广西合浦九只岭东汉墓出土的这8枚石榴子石珠饰属于紫红色铁铝榴石。 从琢型和外观来判断, 这批铁铝榴石珠饰属链珠琢型。 样品表面的微痕信息显示, 这批样品采用了旋磨工艺和皮囊球磨两种磨制技术, 磨制程度并不精致。 样品的钻孔痕迹表明这批样品均是采用了钻石钻头的钻孔工具, 根据孔底形状的三维显微形貌特征可能是双钻石钻头。 我们认为这批铁铝榴石珠饰的制作技术大致为获取原石、 分割切粒、 筛选、 设计琢型、 磨削预形、 粗磨、 粗抛光(磨圆)和钻孔6道工序, 钻孔又可分为磨制钻孔台面[如图4(f)所示]、 划开孔槽、 研磨钻孔和贯通等几道工序。

3.2 珠饰可能的来源

合浦汉墓出土文物文化内涵丰富, 种类形式多样, 既有“ 汉式” 文物, 也不乏舶来品。 汉代, 近邻徐闻港是合浦郡下辖的县, 也是海上丝绸之路往来合浦、 番禺的中转站, 西汉中期(约公元前140— 公元前49年)起“ 徐闻、 合浦南海道” 是通往东南亚、 印度、 斯里兰卡的一条重要的海上贸易航线。 而古代印度的西南海岸和斯里兰卡沿海地区有许多著名的铁铝榴石出口港[21]。 这几颗铁铝榴石珠饰, 磨制技术采用了旋磨工艺和皮囊球磨工艺, 钻孔技术采用了钻石钻头的工具, 这些都是古代印度、 斯里兰卡和东南亚珠饰加工中常见的工艺和技术。

Calligaro等[22]通过PIXE和拉曼光谱分析了一批欧洲中世纪早期的石榴子石珠饰, 认为铁铝榴石珠可能来自南亚。 Carter[19, 23]在对东南亚出土石榴子石的研究认为, 柬埔寨暹粒吴哥(Angkor Borei)发现的石榴子石有南亚输入的。 而柬埔寨东南部和越南南部发现的可能是当地制作的, 越南南部的俄厄(OcEo)[24]也被认为是与印度阿里卡梅度相似的包括制作石榴子石珠的石质珠生产中心。 但这些石榴子石形如小的鹅卵石, 采用了石质钻头、 铜钻头和磨料进行钻孔以及进一步成型和抛光, 与南亚输入的石榴子石的化学成分也不同。 在印度河盆地的广大区域里蕴含有丰富的石榴子石矿产资源[25]。 研究表明, 古代印度的阿里卡梅度(Arikamedu)、 斯里兰卡的Tissamahara和Anuradhapura等地是几个可能的石榴子石珠产地。 有证据显示阿里卡梅度(Arikamedu), 这一地区曾使用双钻石钻头技术进行石榴子石珠的制作[26]。 从斯里兰卡的Tissamahara和Anuradhapura两地的早期历史时期遗址中曾发现各种形状的石榴子石珠以及珠子制作的废料, 表明斯里兰卡可能是石榴子石珠饰的一个可能来源。

宝石是海上丝绸之路中重要的商品之一, 这批石榴子石宝石珠饰并没有采用难度大、 时间成本高的精抛光技术, 表面只是进行了粗磨或粗抛光加工。 从原石品质来说, 这批石榴子石原石切粒颜色较暗, 透明度较差, 瑕疵度较高。 这在一定程度上反映了这样充分利用低质量的石榴子石原石, 可能是为了适应日益增加的海上贸易需求。 综合以上对这一时期考古学背景、 石榴子石成分和工艺特点的分析, 可以认为这批铁铝榴石珠饰是由印度或从斯里兰卡通过海上丝绸之路输入到合浦的。

4 结 论

利用pXRF和拉曼光分析技术对这批合浦九只岭东汉墓出土的紫色珠饰的化学成分和结构进行了科学分析, 确定了其材质皆为铝系石榴石宝石。 通过石榴子石矿物学特征分析, 认为这批石榴子石珠饰的矿物成分体系具有较高一致性。 这批石榴子石珠饰的主要矿物组成为铁铝榴石, pXRF的半定量分析结果与铁铝榴石的理论组分接近; 拉曼光谱特征峰与比较纯净端元铁铝榴石的拉曼特征峰一致, 其中G4b特征峰发生规律性偏移, Mg2+和Fe2+发生了一定程度的完全类质同象替代, 显示含有一定量的镁铝榴石组分, 这与pXRF的分析结果一致。 利用超景深显微镜对石榴子石珠饰的琢型、 外观、 以及磨制、 钻孔等痕迹信息, 进行了显微观察和研究, 认为这批石榴子石珠饰表面采用了旋磨工艺和皮囊球磨工艺磨制, 钻孔采用了双钻石钻头的钻孔工具。 根据考古学和科技分析结果, 结合东南亚发现的石榴子石的科技分析结果, 认为合浦九只岭汉墓出土的这批铁铝榴石珠饰是由南亚或南亚经东南亚通过海上丝绸之路输入到合浦的舶来品。

致谢: 衷心感谢广西文物保护与考古研究所熊昭明研究员为本研究所提供的支持和帮助。

The authors have declared that no competing interests exist.

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