钱币知识丨海上丝绸之路出水古钱币的钱文复现

海上丝绸之路贸易历史悠久。宋明时期海上丝绸之路贸易的繁盛促进了中国钱币作为国际通用货币在相关国家长期流通和行用，中国商船或朝贡贸易的官船通常都载大量铜钱前往东南亚等国进行交易。

西沙群岛北礁是古代海上丝绸之路南海贸易航线的要冲之地，属暗礁类型，是历代海难事故多发海域，曾出水大量古代铜钱。由于海洋出水钱币在水下所处的环境复杂，且海水富含多种盐类电解质，从腐蚀机理和腐蚀物相等方面都有它自身的特点，因此钱币的海洋腐蚀状况和内陆锈蚀情况有诸多的不同。这些在海底沉睡数百年乃至一千多年的钱币出水后，往往锈迹斑斑，相当一部分钱文无法辨认，给进一步的考古工作带来困扰 。

本次实验样品为海南省博物馆提供的南海西沙北礁出水钱币，钱币表面钱文已经锈蚀得看不出任何铸文的痕迹。当然我们也可以通过一些科技考古的方法，来间接判断钱币的铸造年代，但这样做毕竟费时费力且存在误差。所以我们设想尝试通过图像处理技术来使锈蚀钱币的钱文得以复现，就目前来讲关于海洋腐蚀钱币钱文复现的研究还鲜有报道。

X 射线是一种波长较短的电磁波，当用 X 光照射被测试的钱币样品时，因为钱币外部和内部各部分对 X 射线吸收程度不一样，底片上会相应产生不同的感光强度，再经显影处理，底片上就会显现色调明暗的 X 光片，从而可以看到钱币锈蚀层下的信息，根据钱币锈蚀程度的不同状况，我们有时就可以较为清晰地看出钱币的钱文字样，同时也可以发现钱币内部的裂纹和伤痕等信息。X 射线透视检测古钱币是无损测试。

出水钱币样品（图 1），锈蚀严重，与另一钱币紧密地锈结在一起，而且类似酥松锈，从表面上看不出钱文痕迹。从保护文物原貌出发，不可能再进行有损处理。

图1

我们使用数字化 MIndray DigiEye780X 射线摄影系统对此样品进行检测，该仪器系统技术参数如下 ：

高压发生器（MHV-65）：400kHz 逆变频率，输出电流波形近似恒定探测器 ：全尺寸非晶硅平板探测器，高值 DQE、MTF.

最大输出功率 ：65KW (650mA,100kV). 

X 射线管电压 ：调节范围 40KV~150Kv.X 射线管电流 ：10mA ～ 800mA 

图2

经 X 射线透视摄影处理过的照片（图 2）可以较为清晰地辨认出，该钱币的钱文为“永樂通寳”。从而判断这枚钱币是明代永乐年间（1403-1424）明成祖朱棣所铸。

通常 X 光透视摄影片都是平面、黑白的，用它来反映检测物体的全貌有一定局限性。近年来发展起来的 X 射线三维纳米成像技术弥补了这方面的不足。

图3

图 3 是一枚南海丝绸之路出水的贸易钱币，钱币锈蚀甚为严重，正反面都不能看出任何铸造钱文的痕迹。用 X 光透视检测也没有得到满意的结果。

在中国科技大学微纳研究与制造中心使用德国蔡司最新一代三维纳米 X-ray 显微镜（Zeiss,Xradia 520 Versa）对此枚钱币进行检测，这台仪器能对大 / 小样品进行高分辨率三维 X 射线成像。检测时 X 射线显微镜通过汇聚的 X 射线束照射并穿透样品，再利用闪烁体将 X 射线信号转换为光信号，并通过不同的镜头进行光学放大，然后在 CCD 上成像。

其技术参数如下 ：

蔡司纳米 Xray 显微镜 520 Versa 

空间分辨率 ：700nm，电压范围 ：30-160KV，最大功率 ：10KW

X 射线源移动范围 ：190mm，探测器像素数量：2048×2048

X 方向移动范围 ：45mm，Y 方向移动范围 ：100mm，Z 方向范围 ：50mm 

图4

用 Zeiss 纳米 Xray 显微镜三维成像技术检测处理过的钱币（图 4），可以清晰地显示出铸造钱文“皇宋通寶”，因此可以判断此钱币是宋仁宗（1039-1053）时期铸造。

利用 X 射线透视摄影系统和 X 射线三维成像技术对海洋出水锈蚀钱币进行钱文复现断代的实验，清晰地重现了严重腐蚀钱币的钱文，这些方法和技术应该也适用于其它进行过铸造、雕刻等工序且腐蚀严重的古代文物。图像处理及数据采集技术是近年发展起来的新型实验分析手段，将其应用到考古研究中将大有可为。