周陵賀家戰國秦墓出土紫色八棱柱的科學檢測

王奕舒，凌 雪，許衛紅，耿慶剛，楊露雅，孫 鳳，周嘉藤，周 宏

（1.文化遺產研究與保護技術教育部重點實驗室（西北大學），陜西西安 710069；2.陜西省考古研究院，陜西西安 710043；3.西北大學附屬中學，陜西西安 710069）

0 引 言

2012年9月至2013年2月，為配合陜西恒盛預制管樁和某水泥生產基地建設，陜西省考古研究院在咸陽市渭城區周陵鎮賀家村北建設用地范圍內共發掘戰國秦墓163座，賀家墓地位于秦咸陽城遺址西北直線距離7.5 km、“周陵”（實為秦陵）東1.7 km，這兩處墓地相距500～600 m，墓葬形制、規模、年代大致相同，似為同一墓地。這批墓葬大部分為豎穴墓道直線洞室墓，少數為豎穴土坑墓；規模以小型墓葬為主，規模稍大的僅一座。墓主人的身份應屬平民階層。殉葬品中出土較多的銅質器物是鼎、盒、壺，陶器是釜、盆、罐。本研究的紫色八棱柱在死者頭骨處發現，樣品外觀圖見圖1。

該紫色八棱柱樣品外觀呈紫色，表面局部有黃色附著物。殘長約1.50 cm，內切圓直徑約為0.90 cm，密度為0.411 7 g/cm3。經測量，每個棱角均約為140°，每條棱邊的長在0.65 cm左右，基本是等長的。因此該樣品形狀可視為正八棱柱形，如圖2所示。

圖1 樣品外觀圖Fig.1 Sample appearance

圖2 樣品截面測量模擬線圖Fig.2 Sample cross section measurement analog line diagram

目前，對考古出土的紫色八棱柱形文物進行的研究還較少，本研究以此為切入點，通過對該器物的科學分析，結合考古發掘資料和文獻記載，深入探討八棱柱形的產生、分布及其演變，嘗試闡釋紫色八棱柱的材質特征、制作工藝與用途等歷史信息。

1 紫色八棱柱的科學分析

1.1 顯微觀察

1.1.1 表面顯微觀察 采用日本浩視公司生產的KH-7700型超景深三維視頻顯微系統觀察樣品的顯微結構。其光源為金屬鹵素冷光源，鏡頭型號為MX（G） -5040Z。

顯微鏡下可見，整體紫色分布較為均勻，表面較致密平滑，未見明顯孔隙和劃痕，表面夾雜黃色顆粒（圖3）。紫色八棱柱的棱角及棱邊亦未見明顯劃痕和打磨痕跡（圖4～5）。

圖3 樣品紫色本體表面形貌Fig.3 Surface topography of sample purple body

圖4 樣品棱角表面形貌Fig.4 Surface topography of sample edge

圖5 樣品棱邊表面形貌Fig.5 Surface topography of sample edge

1.1.2 偏光顯微觀察 使用Leitz LABORLUXS反射偏光顯微鏡，對礦物晶體的形狀、大小、表面形態、顏色、折射率等性質的分辨，可為顏料的鑒定提供借鑒[1]。在樣品隱蔽的部位，用潔凈的鎢針小心取樣，放到載玻片的載樣區域內；在載玻片上樣品的邊緣添加乙醇，并用鎢針研勻樣品；待乙醇揮發后，用鑷子輕輕夾取一片蓋玻片放在樣品上，并將其放在加熱臺上加溫到90～100℃；在加熱臺上吸取固封樹脂滴在蓋玻片的一側邊緣，使固封樹脂緩慢完全滲滿整個蓋玻片；將玻片從加熱臺上取下冷卻，待冷卻后，在偏光顯微鏡下觀察樣品[2]。圖6顯微照片顯示，樣品呈平板狀、形狀不規則的紫色和黃色晶體相互夾雜分布的形態，紫色晶體顆粒大小不一，最大顆粒達到30μm左右，大多數顆粒在5～20μm。

圖6 紫色八棱柱偏光顯微鏡照片Fig.6 Polarized light micrograph of the purple octagonal column

1.2 X射線熒光光譜的元素組成分析

為了減小對樣品本體的損壞，選用了德國布魯克公司生產的ARTAX-400型能量色散X射線熒光光譜儀對樣品進行無損檢測，儀器測試參數為：Voltage選用 30 kV；Current選用 900 μA；測量時間選用200 s；標準曲線方法選用corning glass 27的標準曲線。除此之外，其他參數分別是Anode為Rh，Filter為 No filter，Optic為 Collimator 1.000，Atmosphere為 Air。

分別選取較為干凈的紫色本體、黃色附著物表面，用酒精輕輕擦拭去除表面雜質，用吸耳球吹干后，進行測定，結果見表1。

測試結果顯示，八棱柱紫色部分的鋇、鉛、銅、硅的質量百分比均達到5%以上，其中硅、鉛的含量最高，均達到30%以上。因此其主要組成元素應為硅、鉛、銅、鋇，可能為硅酸銅鋇和鉛化合物的混合物。

黃色附著物的主要元素組成為鉛、磷、硅、鈣等，其中鉛含量最高，其質量百分比為47.21%。結合王婕等[3-4]對于鉛鋇玻璃、硅酸銅鋇表面風化的研究、闡釋，推測黃色附著物部分可能為含鉛的風化產物。

1.3 X射線衍射的物質結構分析

采用日本株式會社理學公司生產的Smartlab X射線衍射儀對紫色本體表面進行分析，儀器參數為：銅（Cu）靶；狹縫 DS=SS=1°，RS=0.15 mm；電壓為40 kV；電流為40 mA。所得X射線衍射圖譜可見，譜峰與硅酸銅鋇標準譜峰幾乎完全對應，則紫色八棱柱的主要組成應為硅酸銅鋇（中國紫），而鉛的化合物則可能為氧化鉛（圖7）。

表1 樣品X射線熒光分析結果Table 1 XRF analysis results of the sample

圖7 XRD分析譜圖Fig.7 XRD patterns

1.4 拉曼光譜的結構分析

采用英國Renishaw公司生產的型號為invia的拉曼光譜儀對樣品本體紫色部分進行分析，實驗條件為514.5 nm Ar離子激光器，顯微鏡目鏡放大倍率10倍，物鏡放大倍率50×，光柵狹縫20μm。其檢測結果與中國紫標準拉曼譜圖對比，顯示紫色八棱柱的紫色本體部分與中國紫標準拉曼譜圖的特征峰基本吻合（圖8）。

2 結果討論

2.1 關于八棱柱器物的發現與演變

目前發現的八棱柱形文物數量相對有限，通過文獻查閱，梳理并統計了全國各地出土的八棱柱形器物情況（表2）。

圖8 紫色八棱柱本體與中國紫標準的拉曼對比圖Fig.8 Comparison of Raman spectra between the purple color of the octagonal column body and Chinese purple standard

表2 八棱形文物出土統計表Table 2 Statistics of octagonal cultural relics

（續表2）

（續表2）

由表2可看出，八棱柱形文物在我國多省均有出土，但數量不多。戰國早期開始，主要集中分布于中西部地區，如甘肅、陜西、河南，以硅酸銅鋇和鉛鋇玻璃為主要材質。至西漢，其他地區也開始出現八棱柱形器物，如山東、江蘇、湖北等地，且玉質的八棱柱形器物開始出現，并逐步取代硅酸銅鋇和鉛鋇玻璃質的八棱柱形器物。

結合表2，并通過馬清林、張治國曾提及過的八棱柱的性質來源[8]，對此進行初步推測：

1）陰陽五行說與八卦理論是古代中華的基本哲學理念，在中國文化傳統中占有重要地位。五行學說在戰國時期逐漸發展成熟，相生、相克相互結合后逐漸形成完整的五行學說，并在漢代達到鼎盛[22]。且成為古代漢族人民從事各種研究的工具與方法，廣泛應用于醫學、軍事、解釋和預測國家大事等多個領域。八卦是道家文化的思想與內涵，用來表示事物自身變化的陰陽系統。八卦是陰陽、五行的延續，同“陰陽五行”一樣用來推測世間萬物之間的關系，解釋自然、社會現象。而最直觀的體現五行、八卦理論的五行八卦圖與正八邊形元素聯系緊密，乾、坎、艮、震、巽、離、坤、兌這八卦所在的位置相連可看作是正八邊形圖形。所以在當時的社會背景影響之下，八棱柱器形的產生可能與陰陽五行說、八卦理論有關，或許是受當時的文化影響而制造出的八棱柱器物。

2）推測與佛教有關，是中印文化交流的產物。佛教對中國文化產生了深遠的影響和作用，同時產生了豐富多彩的文化遺產；佛教傳入中原后，逐漸適應發展，一定程度上也受中國傳統文化的影響，例如佛教中的八方佛塔、經幢等均存在八邊形元素。賈北凝等[23]認為這是由于在當時佛教受到了道家文化影響，講究陰陽對立統一的宇宙觀，因此中國佛塔多為四方塔、六角塔、八方塔等。學界普遍認可的佛教傳入時間在兩漢之際，而八棱柱器形早在戰國時期于全國就有分布，且佛教中的八邊形元素也是一定程度上受中國傳統道家文化的影響才產生的，所以本研究認為八棱柱形器物直接來源于佛教是不成立的。

3）推測與印度教中的林伽（男性生殖器）圖騰有關[24]。林伽是印度教三大派之一的濕婆教性力派所崇拜的主神濕婆形象的象征。生殖崇拜文化尤其是男性生殖器崇拜作為原始人的信仰與社會習俗作為人類發展史上的一個重要階段已為大量的古文獻與考古學發現所證實。Linga圖騰中也存在八棱柱元素[25]。印度教比佛教早產生近一千年，認為印度教是佛教的雛形。但其傳入中國的時間和對中國文化的影響同佛教相比難以區分，也很難確定，并且中印佛教文化的交流時間在隋唐時期，而八棱柱元素在戰國時期于中國就有分布，所以本研究認為八棱柱器形的產生與是受印度教的影響這一觀點還有待進一步探討。

綜合上述分析，文章推測中國八棱柱形制器物的出現受到道家文化的影響的可能性較大。

2.2 紫色八棱柱材料——硅酸銅鋇（中國紫）

通過X射線熒光光譜可以得出該八棱柱的主要組成元素是硅、銅、鋇、鉛，同時X射線衍射光譜和激光拉曼光譜的分析結果均顯示八棱柱的紫色部分的主要組成物質為硅酸銅鋇。將偏光顯微鏡觀察所得的照片與夏寅先生之前建立的粉末偏光顯微圖庫中的圖像進行對比，與中國紫的顯微照片極為接近。因此可確定此紫色八棱柱的材質為硅酸銅鋇（中國紫）。中國紫是我國戰國至秦漢時期的人工合成材料，它的產生和使用，豐富了我國古代顏料的種類，其制作也是我國古代科學技術的代表和文明成果之一。

BERKE[26]和LIU[27]對中國紫的來源進行分析并認為：中國紫應為中國本土制造，是中國古代先民智慧的結晶[28]。容波在討論中國紫的產生條件時曾提過：中國紫的產生，一方面可能是鉛鋇玻璃制作技術的成熟為中國紫的產生提供技術支持。戰國時期，鉛鋇玻璃盛行，中國紫當中用到的大多數原材料，如石英、鋇和鉛化合物，都曾經被用于制造古代玻璃[29]。另一方面，道家文化在當時十分盛行，道教煉丹術為中國紫的產生提供了社會需求。當時人們對“玉”的作用存在迷信思想，《周禮·王府》《戰國策》等文中均有記載食玉有治療疾病、強身健體的作用，甚至可以達到長生不老的目的。在漢武帝時期，“食金飲珠”、“餐玉”等行為漸漸盛行于世。因此在當時道士們熱衷于冶煉制作珠玉制品，鋇可以提高玻璃的折射率和色散，為道士們所熟知并加以應用，所以中國紫可能應道教為獲得像玉一樣的玻璃的需求而出現。但是自漢武帝時期，儒家思想開始盛行，道家文化對中國社會的影響開始減弱，導致受道家文化影響較大的煉丹術慢慢衰落。

本研究認為這種社會思想潮流的變化與中國紫的產生和衰退時間相互吻合，中國紫的興衰和中國古代哲學思想的發展與變更關聯緊密。推測中國紫的產生與我國道家文化和思想有關。

2.3 紫色八棱柱的制作工藝

TRISTAN[30]對中國紫合成進行過模擬實驗，其中指出制作以中國紫為主要的八棱柱制品至少需要兩至三次重復燒制，一級產物含有大量中國紫和少量的中國深藍和中國藍，在繼續重燒的二級或三級產物中，根據配料的不同會形成以中國紫或中國藍為主的產品，而中國深藍的含量卻很少。結合X射線衍射光譜及激光拉曼光譜分析的結果，本研究的八棱柱制品的主要成分是中國紫，沒有檢測到中國深藍，由此推測該八棱柱制品應為兩至三步燒制而成。

關于八棱柱的外形制作，馬清林[8]曾提出應主要以連同模具一起燒制或澆鑄的方法制成。本研究的八棱柱在50倍的棱角及棱邊顯微照片中未見明顯劃痕和打磨的痕跡，且經測量此八棱柱的截面為正八邊形。再結合當時鉛鋇玻璃制品已大量出現，因此推測該紫色八棱柱很可能為模具制作而成。

2.4 紫色八棱柱用途初探

目前對于八棱柱的實際用途和意義尚不明確，曾在西安秦墓中出現的八棱柱制品有玉質、費昂斯制品及煤精制品，用途有琀、握、塞、配飾等。結合文獻[17]及考古學實際發掘情況對此進行一定程度上的推測。

1）有可能用做形塞（又稱竅塞），竅塞一般有鼻塞、耳塞及肛塞。古代先民對軀體不腐的追求一直都被認為是實現實質不滅的突出標志。再加上紫色八棱柱制品某種程度上是人們對玉石的一種替代，所以很有可能從戰國時期，上述理念在墓葬習俗中就已經存在，將紫色八棱柱作為竅塞使用。

2）可能作為口含（又稱飯含），是放在死者口中的玉器。《說文解字》云：“玲，送死口中玉也。”可能把其作為玉琀的代替品，這與竅塞的使用目的相近。除此之外，也可能是作為握玉，握玉除了與玉琀意義相似外，還有象征財富的寓意。戰國時期還出現玉質的作為裝飾用的八棱柱形簪子，也有用作顏料棒和僅作為隨葬品而出現在墓葬中。

但根據考古現場該文物樣品的出土位置為人頭骨下方，所以推測該八棱柱是作為口含、鼻或耳竅塞的可能性偏大。

3 結 論

通過上述實驗觀察與測試，以及相關文獻的查閱，綜合分析可得出以下認識：

1）周陵賀家戰國秦墓出土的紫色八棱柱主要成分為中國紫（硅酸銅鋇），并帶有鉛的化合物雜質。其主要原料應為含鋇礦物。中國紫在我國多省均有出土，整體呈現出由中西部向東南部演進的趨勢。推測中國紫的產生與發展和道家文化的興衰有關。

2）周陵賀家戰國秦墓出土的紫色八棱柱器物應為兩至三步燒制而成，且很可能是其通過模具制作而成。

3）中國八棱柱形制器物的出現受到道家文化影響的可能性較大。

4）根據該紫色八棱柱在墓葬中的出土位置，其用途作為口含、鼻或耳竅塞的可能性大。