摘要
利用拉曼光谱、电子探针和电感耦合等离子体质谱仪(LA‒ICP‒MS)对龙溪软玉的谱学特征以及化学成分进行测试,并与三星堆玉器和金沙玉器进行对比分析。结果表明,三星堆闪石质玉器的拉曼光谱与龙溪软玉均具有674 c
通过考古被相继发现的三星堆遗址和金沙遗址让人们把目光聚焦于神秘的巴蜀文化,三星堆‒金沙文化的发现为解读古蜀文明的起源和发展提供了丰富的证
本文测试所选用的软玉均采自四川省汶川县龙溪乡,矿床位于邛崃山系和龙门山系之间。大地构造位置地处松潘—甘孜褶皱带与龙门山冲断带过渡的构造带上,属于龙门山断裂带最西侧的汶—茂断裂带中断,汶—茂断裂带是一条显著的大型韧性拆离带,因此龙溪软玉的形成受到构造作用的强烈影响。位于三星堆遗址和金沙遗址上游的杂谷脑河是岷江的一级支流,从地理位置上来看玉料可能来源于河流上游。龙溪软玉矿床附近的龙溪河是杂谷脑河主要的支流,是龙溪软玉最主要的产地,如

图1 杂谷脑河流域玉石器采集点及古遗址分布
Fig.1 Jade tool collection sites and distribution of ancient sites in the Zagunao River Basin
为了便于研究,挑选出6块颜色不同的软玉并对其切割抛光,制成3 cm×2 cm×0.5 cm的样片,样品编号为SC‒LX‒01~06,如

图2 四川龙溪软玉样品
Fig.2 Nephrite samples from Longxi, Sichuan
采用同济大学宝石及工艺材料实验室Horiba LabRAM HR Evolution型激光拉曼光谱仪对龙溪软玉进行激光拉曼光谱分析。测试条件:激光器为Nd:YAG 532 nm激光器,功率50 mW,光栅刻线密度600 gr·m
采用同济大学海洋地质国家重点实验室的 JXA‒8230 型电子探针分析仪对样品进行电子探针测试,加速电压 15 kV,试样电流 10 nA,电子束直径 5 μm。
采用合肥工业大学测试分析中心激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA‒ICP‒MS)对样品进行微量元素和稀土元素测试,激光剥蚀系统为CetacAnalyte HE,ICP‒MS为Agilent 7900,内标采用Si。测试条件:激光器工作频率8 Hz,束斑直径40 μm。
对龙溪软玉进行常规宝石学测试,结果见
前人对金沙玉器的外观研究表明,宏观上金沙遗址出土的玉器颜色较浅,以白、灰白、浅黄‒微绿色为主,不透明,质地疏松,常见裂纹或孔隙
在宝玉石的研究方面,激光拉曼光谱是一种高效无损的分析测试技术,也是古玉材料鉴定的重要手段之一。拉曼光谱是反映物质分子和晶体的振动谱,通过拉曼光谱可以对物质进行鉴定并研究结构特
本文对龙溪软玉进行了激光拉曼光谱测试,结果如

图3 龙溪软玉的拉曼光谱
Fig.3 Raman spectra of Longxi nephrite
位于674 c
龙溪软玉和三星堆古玉的拉曼光谱相似,特别是位于674 c
龙溪软玉主量元素投图如

图4 龙溪软玉主量元素投图
Fig.4 Major element projection of Longxi nephrite
注: 000001、000011、000031和000240为三星堆遗址出土古玉器馆藏编
主量成分质量分数的平均值为:w(SiO2)=58.48%;w(MgO)=24.00%;w(CaO)=13.03%,与透闪石的标准主量化学成分特征相
部分样品的S

图5 龙溪软玉和三星堆玉器主量成分对
Fig.5 Comparison of major components of Longxi nephrite and Sanxingdui jad
不同产地之间软玉微量元素特征的差异是由不同的地质环境和成矿机制导致的,通过样品的微量元素可进行产地的鉴别。龙溪软玉的微量元素的质量分数见
注: “—”表示测试元素质量分数低于0.001×1

图6 龙溪软玉的微量元素原始地幔标准化蛛网图
Fig.6 Primitive mantle-normalized spidergrams of trace elements of various diabase samples from Longxi
龙溪软玉的稀土元素测试数据见

图7 龙溪软玉和金沙古玉的稀土元素特
Fig.7 Rare-earth element characteristics of Longxi nephrite and Jinsha ancient jad
总体来讲,龙溪软玉的稀土总量偏低,稀土元素总质量分数 ∑REE为1.587×1
根据软玉产地示踪树状图可知,前人通过稀土元素特征值对新疆和田、青海格尔木、广西大化和四川龙溪进行了区

图8 部分软玉及产地示踪树状图(补充金沙闪石质玉)
Fig.8 Some nephrite and origin tracer dendrogram (supplementary to amphibole jade from Jinsha site)
(1)龙溪软玉的拉曼光谱特征表明其主要矿物成分为透闪石,位于3 674 c
(2)主量元素特征表明龙溪软玉的主要组成矿物为钙角闪石亚族的透闪石,与其他产地软玉相比,w(FeOT)<0.5,含量较低。部分样品中含有少量的Cr2O3,样品的黄绿色‒浅绿色‒绿色是在致色元素Fe或者Fe和Cr的共同作用下形成的。而三星堆玉器的主量元素含量变化范围较大,难以通过主量元素的含量进行对比。主量元素投图发现龙溪软玉的成矿与白云岩有关,而三星堆闪石质玉器中部分成因与白云岩有关,另一部分与蛇纹岩有关,说明三星堆遗址玉器可能有多个玉料来源。
(3)玉料中Cr、Ni元素的含量可指示玉器的成矿类型,龙溪软玉的Cr、Ni元素的含量很低,说明成矿与白云岩有关。对三星堆遗址和金沙遗址玉器进行微量元素测试可进一步判断古玉的成矿类型,约束其玉料来源。与其他产地相比,龙溪软玉的V含量很高,这可能与其地质背景有关,可作为区分龙溪软玉和其他产地软玉的一个特质,但是V的地球化学行为与氧化还原环境有紧密联系,因此将V作为古玉的鉴定特征的可行性还有待进一步研究。龙溪软玉和金沙玉器的稀土元素特征具有极高的相似性。二者∑REE偏低,稀土分异程度较低,除个别龙溪软玉样品外,其他均和金沙遗址玉器相似,具有Ce和Eu负异常。
(4)常规宝石学特征、拉曼光谱、主量元素和微量元素分析表明,龙溪软玉的主要矿物成分与三星堆闪石质玉器和金沙闪石质玉器的矿物成分相同,化学成分特征十分相似,因此认为四川龙溪是三星堆遗址玉器和金沙遗址玉器玉料的来源地之一。
(5)目前针对古蜀玉器的研究还不够系统和全面,主要体现在较为缺乏大量的玉器样品;尚未健全古蜀玉器和不同产地的软玉以及和其他地区出土玉器之间的对比库;受玉器表面的加工处理、埋藏后的次生变化等因素的影响,测试分析结果存在一定误差。
作者贡献声明
徐琳抒:方法论、调查、实验、写作。
王蔚宁:写作和作图。
周征宇:审查和编辑。
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