重庆巫山大溪遗址出土玉石器材质分析与玉料来源初探
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2025-12-02 10:40 来源:文物保护与考古科学
曹懿1，白九江2，赵文华2，刘继富1，杨明星1,3，于璇1，常远1，方婷1，苏越4，叶琳2
1. 中国地质大学（武汉）珠宝学院，湖北武汉 430074；
3. 中国地质大学（武汉）珠宝检测中心，湖北武汉 430074；
4. 河南科技大学人文学院，河南洛阳 471023；
巫山大溪遗址位于重庆市巫山县大溪乡大溪村，是“百年百大考古发现”之一，其中出土了数十件具有新石器时代大溪文化时期独特用玉特征的玉石器。为了探知巫山大溪遗址出土玉石器的玉料类型，以其中62件玉石器为研究对象，通过10倍放大镜及电子天平等常规宝石学仪器对玉器的表面特征、受沁程度、密度等做出初步判断，并利用拉曼光谱仪、X射线粉晶衍射仪等分析出土玉石器的材质。研究结果表明：常规仪器测试结合谱学测试手段可以很好地区分出土玉石器的材质——在巫山大溪遗址出土的62件玉石器中，有50件大理岩、2件蛇纹岩、3件石英岩、2件泥灰岩、1件煤精、3件蚌贝以及1件骨质（磷酸钙）；器型有玦、珠、环、璜、芯、坠饰、石斧、砸击石片等，主要为装饰类器物。该批样品玉料混杂，整体品质稍差，且没有检测出透闪石质等高质量的玉器，与大溪文化所处地区少玉少料的背景相符合。根据已有研究结果，结合三峡地区周边玉料资源、用料特点以及与其他文化用玉对比分析，推测巫山大溪遗址该批玉器中大理岩玉石器应为“就地就近”取料，而煤精等应为“异地交流”而来。该结论为进一步研究巫山大溪文化的用玉水平、文化交流等问题提供了更多的研究资料。
巫山县大溪遗址是重庆市文物保护单位，是大溪文化的命名遗址，被评为中国“百年百大考古发现”之一[1]，是长江流域新石器文化的重要代表。大溪遗址地属重庆市巫山县大溪乡大溪村3组，中心地理坐标为北纬31°0′15″，东经109°30′31″，海拔125~145 m。遗址为盛家山山麓向长江河漫滩过波地带的斜坡台地，台地西高东底、北窄南宽，自北向南呈一长条形分布。
目前针对重庆巫山大溪文化的研究多集中在分期、年代、类型、出土器物以及与周邻考古学文化关系等传统考古学方面[2-4]，尚未对巫山大溪遗址出土玉器的材质做系统分析，这在一定程度上影响了巫山大溪遗址玉料来源和文化交流等方面的研究进展。
经2000—2003年度考古发掘，大溪遗址除出土了大量的大溪文化陶器，还在墓葬、灰坑和文化层内出土了70余件（套）玉石器（其中58%出自墓葬）。该批玉器造型较单一、大小相近，显示出新石器时代大溪文化时期独特的用玉特征。本次工作利用拉曼光谱分析、X射线粉晶衍射分析等方法对大溪遗址62件玉石器的材质进行科学分析、鉴定，并结合遗址周边玉料资源分布、与其他文化用玉对比，对大溪遗址的玉料来源进行初步研究。
研究对象为62件玉石器，均出土于墓葬和灰坑内，由重庆市文物考古研究院提供。器型包括玦、珠、环、璜及少量坠饰、石斧等。其中除串珠（ⅠT0303⑬：7）出土于商周时期地层外，其余玉石器均出土自大溪文化地层。图1为其中部分玉器样品。
Fig. 1 Some jade and stone artifact samples unearthed from the Daxi Site in Wushan County， Chongqing
基础宝石学特征测试在中国地质大学（武汉）珠宝检测中心进行。采用10倍放大镜及电子天平记录样品的形貌、颜色、表面侵蚀程度、质量、相对密度等；对于肉眼难以鉴定的玉石器，采用进一步的测试手段。
运用傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、X射线粉晶衍射仪等测试出土玉石器的矿物相及化学成分。由于测试仪器对样品形貌的要求以及对文物安全的考虑，选取49件玉石器进行红外光谱测试，40件玉石器进行拉曼光谱测试，其中的12件玉石器进行激光剥蚀电感耦合等离子体质谱测试，同时为了进一步鉴别玉石器材质，还对其中5件玉石器进行X射线粉晶衍射测试（XRD）。由于多种谱学技术测试结果一致，因此利用拉曼光谱及X射线粉晶衍射数据对玉石器材质进行认定分析。
采用中国地质大学（武汉）珠宝学院实验室的JASCONRS7500拉曼光谱仪对玉石器进行测试。测试条件：激发光源波长785 nm，累积次数3，分辨率3．0 cm-1，扫描时间10 ms，光谱范围100~4 000 cm-1。使用OPUS软件对光谱图进行基线校正、平滑、K-K转化和标峰等处理。
采用德国Bruker D8 Advance的X射线粉晶衍射仪对泥灰岩类、蚌贝类出土玉器进行分析。测试条件：工作电压40 kV，工作电流40 mA，使用Cu靶，步长0．02°，停留时间0．1 s，扫描速度10°/min，角度范围5°~90°。
测试结果见图2~图4，玉石器信息汇总见表1，器型与数量、材质统计见表2。根据常规宝石学测试、拉曼光谱测试及XRD结果，62件巫山大溪遗址出土玉石器按材质可以分为7种类型——大理岩、蛇纹岩、石英岩、泥灰岩、煤精、蚌贝和骨类。
大理岩类玉器共50件，占测试样品数量的80.6%，是大溪遗址大溪文化遗存出土玉石器的主要类型，部分玉器断口呈参差状，可见明显粒状结构。拉曼光谱测试显示158、280、712、1086 cm-1这4组拉曼位移（图2a）。大理岩是由碳酸盐岩经区域变质作用或接触交代作用形成的一种以方解石为主的变质岩，其中方解石占比一般大于50%，有的高达99%。在方解石的晶体结构中，阳离子Ca2+和络阴离子[CO3]2-分别占据晶格位置，其中[CO3]2-很稳定，呈平面等边三角形，C4+位于其中心，C—O以共价键联系。方解石中[CO3]2-基团具有4种拉曼活性振动模式，分别是碳氧面外弯曲振动（νob）、面内弯曲振动（νib）、对称伸缩振动（νs）和反对称伸缩振动（νas）[5]。由此，158、280 cm-1特征峰归属于C—O面外弯曲振动，712 cm-1特征峰归属于C—O面内弯曲振动，1 086 cm-1特征峰归属于O—C—O对称伸缩振动。
蛇纹岩类玉器共2件，保存状况均不好，外形不完整，边缘断裂，中间有裂痕。这2件蛇纹岩类玉器拉曼光谱峰位一致，主要是位于低频区的231、366、680、1 047 cm-1和高频区的3 622、3 698 cm-1（图2b），与标准叶蛇纹石拉曼光谱较为一致。其中：1 047 cm-1峰是叶蛇纹石的一个特征峰位，归因于Si—Ob—Si的反对称伸缩，根据此峰位可以快速把叶蛇纹石、纤蛇纹石和利蛇纹石区分开来[6]；680 cm-1峰归因于Si—Ob—Si结构的对称伸缩振；366 cm-1强峰产生于[SiO4]4-硅氧四面体的对称弯曲振动；高频区峰位与八面体元素占位有关。
石英类玉器共3件，均含有较多杂质包裹体，保存状况较好，其中ⅠT0303⑬：7为红色，隐晶质结构，透明度不高，应为红玛瑙。这3件石英质玉器均显示单一的石英拉曼光谱特征，其拉曼光谱峰位与标准石英特征拉曼峰一致，最强峰位于465 cm-1，为Si—O—Si弯曲振动所致，355、267、209 cm-1与[SiO4]4-的平移振动及旋转振动相关[7]（图2c）。
泥灰岩类玉器共2件，均为黄白色。泥灰岩为界于碳酸盐岩与黏土矿物之间的过渡类型岩石，由黏土质点与碳酸岩质点组成，呈微粒或泥状结构。对这2件泥灰岩类玉器进行拉曼光谱测试，均在1 086 cm-1处显示出一个方解石族矿物的特征拉曼峰（图2d），是标准方解石族矿物拉曼光谱的最强吸收峰，为碳氧键对称伸缩振动所致[5]。为进一步确认这2件玉器的材质，对样品进行原位X射线粉晶衍射测试，结果如图3所示，样品ⅡH344：1以方解石为主，其次含有石英、云母等矿物。
煤精类玉器只有1件，褐色，具金属光泽，外形为珠形，放大观察可见明显的层状结构。对样品进行拉曼光谱测试，结果显示为碳质的特征谱带（图2e），有1 365 cm-1附近的G峰和1 583 cm-1附近的D峰，可反映碳质结构的有序度。其中：1 365 cm-1附近的谱带与分子结构中双碳原子键的伸展运动有关；1583 cm-1附近的D峰与分子结构缺陷、边缘有序度有关[8]。
蚌贝类共3件，样品具有珍珠光泽，可见晕彩效应，拉曼光谱显示为文石谱峰（图2f和图2g），1 086（1 085）cm-1处的最强拉曼光谱峰由
的面外弯曲振动所致，705（703） cm-1由O—C—O的面内弯曲振动引起[9]。
Fig. 2 Raman spectra of different types of jade and stone artifacts unearthed from the Daxi Site in Wushan County
图 3 大溪遗址出土泥灰岩质玉器（ⅡH344：1）的 X射线粉晶衍射图谱
Fig. 3 XRD pattern of a marlaceous jade artifact （ⅡH344：1） unearthed from the Daxi Site
为确定这3件样品的CaCO3的物相，对其进行X射线粉晶衍射测试。根据物相检索（图4），样品的XRD图谱与文石较为相似，衍射峰多集中在25°~70°，部分峰位有微小的漂移现象和峰强差异，样品较强的衍射峰位主要有31.33°、33.32°、52.68°、53.22°、66.21°，在标准数据库中文石（pdf 76-0606）对应峰位分别为31.15°、33.16°、52.51°、53.08°、66.14°，可能是由于生物成因文石的结晶度较无机成因文石的略低[10]以及样品条件限制，与标准文石图谱未能达成完全一致，但可以根据拉曼光谱测试定性。
图 4 大溪遗址出土蚌贝质玉器（ⅡM31：2-1）的 X射线粉晶衍射图谱
Fig. 4 XRD pattern of a clam and shellfish jade artifact （ⅡM31：2-1） unearthed from the Daxi Site
骨类玉石器共1件，黄白色骨盖，上下底面平行，一端大一端小，腰部内凹，表面可见明显擦痕，显微镜下放大观察边缘可见平行排列的生长纹理。骨类的主要化学成分为Ca3（PO4）2，样品拉曼光谱显示在整个测试范围内均有荧光背景，且从低波数向高波数区荧光背景强度呈逐渐减弱的趋势，这是由其中含量较高的有机物引起的。样品仅显示958 cm-1处的尖锐峰（图2h），该峰由磷酸根基团的P—O键伸缩振动导致，无羟基吸收峰，由此亦证实该“骨”样品含有磷酸盐组分，应为磷酸钙[11]。
Table 1 Information summary of the62 jade and stone artifacts unearthed from the Daxi Site in Wushan County
大溪遗址出土62件玉石器的器型分为玦、珠、环、璜、芯、坠饰、石斧、砸击石片等，均为素面。玦共计35件，全部采用大理岩材料制成，整体形制大小较统一；其次还有少量珠、环、璜、芯、坠饰，仍以大理岩为主，但也有蚌贝、蛇纹岩、煤精和石英岩等不同材料的存在；石斧、砸击石片、骨盖各仅有1件，材质各异（表2）。
表 2 巫山大溪遗址出土玉石器器型、数量与材质统计
Table 2 Statistics of the type， quantity and material for jade and stone artifacts unearthed from the Daxi Site in Wushan County
从时期和用玉特征来看：自大溪文化一期起，巫山大溪遗址便开始运用大理岩，到了二至四期，这种材质得到广泛应用，且多加工成玉玦形饰埋葬于墓主耳侧或颈部，成为装饰器物的一种；从大溪文化二期起，巫山大溪遗址开始吸收其他文化的元素，如煤精和风格独特的蛇纹石玉璜等。根据器物随葬的位置，玉石器均埋藏于墓主胸腹部以上，其中玦及坠饰多位于耳侧，珠、骨盖多位于颈部，璜、石斧、砸击石片等位于胸腹部，对比同时期长江下游的凌家滩文化、菘泽文化出土玉器的功能，认为重庆巫山大溪遗址玉石器主要为装饰类器物，包括玦、珠、环、璜、坠饰、小石斧、骨盖等，还有芯、砸击石片等其他类器物。
大溪文化的遗址分布于三峡地区、江汉平原和洞庭湖地区，范围东起鄂中南，西至川东，南抵洞庭湖北岸，北达汉水中游沿岸，主要集中在长江中游西段的峡江地区[12]。区域发育碳酸盐岩沉积，为大理岩的获取提供了可能的地质条件。
根据《中国矿产地质志》统计，重庆市已发现有石灰岩、白云岩、大理石矿种矿产资源[13]。碳酸盐岩在重庆市分布广泛，含碳酸盐岩地层具体分布情况：元古界板溪群碳酸盐类岩出露面积小，主要分布在秀山、酉阳一带；震旦系白云岩出露于巫溪、秀山、酉阳、石柱一带；寒武-奥陶系碳酸盐岩沉积在市境东部均有分布；市境东北部的巫溪、巫山、奉节与东南部的酉阳、秀山、黔江、彭水一带，泥盆系、石炭系大部分为白云岩和灰岩构成；二叠系在境内东北部主要是由中厚层状石灰岩构成、东南部含有薄层状及透镜状灰岩；三叠系须家河组灰岩、白云质灰岩也主要分布在东部地区，此后区域内结束了海相沉积[14]。
另外，重庆大溪遗址文化层内充填有大量的石制品和动物骨残渣，有原料、废渣、半成品、成品等，数量庞大，还发现了数量丰富的骨制品，可能存在着石器、骨器加工场[2，15]。这些石制品和骨渣的出现也证实了巫山大溪遗址先民们有稳定的石料来源，并掌握制作这些石器的技术。此外，该批大理岩玉器数量较其他类型多，成批出现，且颜色、结构等特征统一，资料显示在大溪文化区域附近蕴藏有大理岩矿产资源，可以推断大溪遗址的大理岩石料为就地就近获取。
煤精是一种较为少见的有机宝石，又称煤玉、黑炭石，是一种光泽强、质密体轻、坚韧耐磨的黑色有机岩石。煤精主要在我国北方的赤峰、抚顺、铜川、大同等地区产出，如今辽宁抚顺依然盛产煤精，而南方地区特别是重庆四川一带并未发现煤精产地。同时整理资料发现，辽宁、陕西等新石器时代遗址均发现了一定数量的煤精制品[16]，结合煤精资源分布推测应该为就地取材，距今约7 000年前的沈阳新乐遗址发现了“泡形器”、耳珰、圆珠等煤精饰物，这是我国目前发现最早的煤精制品[17]。目前为止，除了辽宁、陕西等新石器遗址，广东、江苏、浙江、山西、新疆等地区也出现煤精制品，但时间多在西周之后，其中山西、陕西一带出土数量最多[16，18-19]，与其蕴含煤精矿产资源相对应，其他地区特别是长江中下游地区并未发现煤精矿，应该是由其他文化交流而来的。
此外，大溪文化深受仰韶文化影响，三峡地区大溪文化出现的带状红衣陶钵、带状黑彩陶钵与陕南地区的仰韶文化半坡类型较为常见的红顶碗、带状黑彩钵等陶器一脉相承，极可能是仰韶文化向南向西传播进而影响三峡地区[15]。半坡类型彩陶或仿半坡彩陶器物的出现，说明三峡地区与北方仰韶文化有密切的文化交流，使得煤精等材料的交流成为可能。大溪文化区域无煤精矿产资源，应该为异地交流而来，但其与北方地区、长江下游地区都有频繁的交流互动，所以大溪遗址煤精制品的交流途径及方式等问题还值得进一步的研究讨论。
一般来说，玉器的发展进程与文化的兴衰、社会的发达程度呈正相关，然而从考古发掘资料来看，并非每个考古学文化都大量用玉，如仰韶文化出土玉器甚少，也并不崇尚用玉，这或许与用玉的观念有关。但长江中上游地区，以大溪遗址为例，2000年至2003年出土玉器的新石器时代墓葬占当时墓葬总数的13．8%，如果将绿松石、孔雀石、黑滑石也纳入广义玉器统计的话，这一占比可达19.7%。此外，从大溪文化、屈家岭文化到石家河文化，虽然玉器出土数量相对较少，却一直延续着用玉的传统。但这一地区缺少透闪石类的优质玉器，其根源在于少料，从三峡地区大溪文化出土的大量陶环、陶镯、石镯等来看，大溪文化并非没有加工此类器物的技艺，但是出土的玉环、玉镯却很少，归根结底是因为没有解决玉料的来源问题，所以多使用石质材料，就地取材，因此出现了大批的大理岩、泥灰岩玉石器，也衍生出了石器加工场；而像煤精仅零星出现，且大溪文化区域内并无这些原料，多为与其他文化异地交流而来。
通过拉曼光谱分析、X射线粉晶衍射分析等科技手段，结合基本宝石学特征，将重庆巫山大溪遗址出土的62件玉石器分为大理岩、蛇纹岩、石英岩、泥灰岩、煤精、蚌贝和骨质7种类型（大理岩有50件，蛇纹岩有2件，石英岩有3件，泥灰岩有2件、煤精有1件，蚌贝有3件，骨质有1件）。整体来看，这一批玉料的质量参差不齐，且未发现由透闪石等优质材料所制作的玉器，这种情况与大溪文化所在地区玉料资源稀缺的历史背景相符合。
该批玉石器的器型较统一、尺寸相近，大部分为玦，还有一些珠、环、璜、芯、坠饰，以及少量石斧、骨盖等，主要为装饰器物。结合三峡地区周边玉料资源分布和大溪遗址用料特点，并与其他文化用料对比分析，认为大溪遗址该批玉器中大理岩应为“就地就近”取料，而煤精等应为“异地交流”而来。
