ISSN：1005-1538 CN：31-1652
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苏巴什佛寺遗址出土两枚金属制品功能探讨

  • 冉万里
  • ， 吴昊泽
  • ， 王奕舒
  • ， 苗闻文
  • ， 刘 成
  • ， 凌 雪

1. 西北大学文化遗产学院,陕西西安 710069；

Scientific and technological analysis of the functions of two metal products unearthed from Subashi Buddhist Temple Site

  • Ran Wanli
  • ， Wu Haoze
  • ， Wang Yishu
  • ， Miao Wenwen
  • ， Liu Cheng
  • ， Ling Xue

1. School of Cultural Heritage, Northwest University, Xi’an 710069 , China；

作者简介:

冉万里(1968—),男,西北大学文化遗产学院教授,E-mail:rwl-wb@163.com

通讯作者:

凌雪,西北大学文化遗产学院教授,研究方向为科技考古与文化遗产保护,E-mail:lxue@nwu.edu.cn

中图分类号:K876.4

文献标识码:A

文章编号:1005-1538(2020)05-0135-09

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目录contents

    摘要

    苏巴什佛寺曾是古代丝绸之路上连接中外的重要节点,对其出土遗物的研究为分析丝绸之路上中外文化的交流与融合、贸易的流通与繁荣提供重要借鉴。本工作采用X光照相、X射线荧光、超景深三维视频显微观察、X射线衍射、扫描电镜等科技分析手段,并结合相关文献,对苏巴什佛寺发现的两枚金属制品的功能进行了深入探讨,初步确定一枚样品为西突厥打戳铜币,一枚样品为仿银金属制品,表面使用了自然铝。文章的分析结果对于研究隋唐时期丝绸之路上西域诸国间的经济文化交流,以及中原与西方诸国的经济文化交流提供了重要的参考。

    Abstract

    Subashi Buddhist Temple used to be an important node connecting China and foreign countries along the ancient Silk Road. The study of unearthed objects from this site can provide a significant reference for the analysis of the exchange and integration of Chinese and foreign cultures and the circulation and prosperity of trade along the Silk Road. In our study, we used X-ray photography, X-ray fluorescence spectrometry, ultra-depth 3D video microscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and other scientific and technological analysis methods,as well as relevant literature, to discuss the functions of two metal products unearthed from Subashi Buddhist Temple. It was preliminarily determined that one sample was used to poke copper coins in West Turk and it has been speculated that the other sample was a silver-like metal product and that natural aluminum was applied on the surface. The analytical results provide an important reference for studying the economic and cultural exchanges between the countries of the Western Regions along the Silk Road during the Sui and Tang Dynasties and also those between the Central Plains and the Western countries.

  • 0 引言

  • 丝绸之路是古代连接中西方的重要通道,至今依然发挥着重要的联通作用。苏巴什佛寺作为丝绸之路上重要的交流地之一,见证了东西方文化的交流与融合,丝绸之路贸易的畅通与繁荣。

  • 2015年至2016年西北大学联合相关单位对苏巴什佛寺遗址进行再次发掘,出土了一批包括玻璃、铜器和钱币等在内的珍贵文物[1](发掘报告未刊稿)。这批文物中有两件圆形无孔呈薄片状的金属制品,出土地点均为坍塌的塔基近处。佛教中有将钱币作为贡物埋藏在寺庙塔基处的宗教仪式[2-3],在同地亦出土了较多的开元通宝钱、龟兹五铢钱等文物,初步推测这两件金属制品为钱币的可能性较大。为确切了解这两枚金属制品的功能属性,拟使用多种检测技术提取其信息,结合文献对其功能进行初步探讨。

  • 1 两枚金属制品概况

  • 两枚金属制品出土地坐标为东经83°02′48.2″,北纬41°51′28.3″,海拔高度1251 m。出土时混杂大量钱币,种类较多,保存状况差异较大,基本确定这些钱币的铸行年代在公元3到8世纪之间。依据两枚金属制品的外观特征,考古记录时初步判断8号样品为铜质,锈蚀严重;14号样品为银质,保存较好。

  • 图1 两枚金属制品

  • Fig.1 Two round metal products

  • 2 实验过程

  • 为尽量避免损坏文物,选用无损或微损分析手段对其进行检测分析。分析前经过2min的超声清洗,并用无水乙醇和脱脂棉擦拭。

  • 对样品进行测量并称重,结果如表1所示。

  • 表1 样品测量数据

  • Table 1 Sample measurement data

  • 2.1 X光影像观察

  • 为了解样品的内部结构,使用意大利GILARDONI公司生产的ART-GIL350/6型固定式X光机对其进行照相。电压范围为110~350 kV,最大管电流为6 mA。检测使用的数字成像系统是德国DUERR公司的CR Net/HD-CR35NDT Plus型数字成像系统,成像板的型号是HD-IP Plus 35 cm×43 cm,检测图像像素大小为50 μm。

  • 2.2 硬度测试

  • 使用Quotip3便携式金属硬度仪对14号样品进行硬度测试,由于8号样品保存状况不好,未作测试。硬度仪选用E检测仪,测量准确性为±4HL。将样品在稳定基座上固定,分别用C型(低冲击能量型)和D型(通用型)冲击装置对钱币进行检测,每个点取3次测量的平均值,3个点的平均值作为样品的硬度测量值。

  • 2.3 超景深三维视频显微观察

  • 使用日本浩视公司生产的KH-7700型三维视频显微系统对样品进行观察,采用金属卤素冷光源,镜头型号为MX(G)-5040Z。

  • 2.4 扫描电镜观察

  • 使用捷克TESCAN公司生产的型号为VEGA3XM钨灯丝扫描电子显微镜观察样品的微观形貌,电压为30 kV,探针电流为2 μA。

  • 2.5 金相显微观察

  • 将样品的断面进行抛光、腐蚀,用XD30M倒置金相显微镜对样品断面进行观察拍照。

  • 2.6 XRF检测

  • 使用德国布鲁克公司生产的ARTAX-400型X射线荧光光谱仪对样品进行成分分析,测试参数为:50 kV电压,600 μA电流;Anode为Rh,No filter,Optic为Collimator 1.000,Air模式;测量时间为200 s;选用Cu标准曲线。

  • 2.7 XRD检测

  • 使用日本理学株式会社生产的理学Smart LAB型X射线衍射仪对样品表面覆盖物进行检测,仪器参数为:铜(Cu)靶;狭缝DS=SS=1°,RS=0.15 mm;电压为40 kV;电流为40 mA。

  • 3 结果与讨论

  • 3.1 X光影像结果分析

  • 8号样品:样品本体表面磨损严重,已无明显的文字和图案信息;边缘有一圈较亮的狭窄圆弧;中部区域厚度不均,有明显的明暗差异,但不是规整的分界,隐约可见钱币中部区域的模糊图案,但锈蚀严重,无法分辨;左下方边缘有一半圆形偏暗部位,是检测时被刮除锈层的区域;右下方有一边缘发亮的黑色圆形区域,外观上已被锈蚀产物覆盖。

  • 图2 两枚样品的X光照片

  • Fig.2 X-ray photos of 2 samples

  • 3.2 样品硬度结果分析

  • 14号样品的硬度测试结果见表2,约为700HL(里氏硬度),换算成莫氏硬度[4-5]约为2.8 HM,纯银的莫氏硬度为2.7 HM。

  • 表214样品硬度测试结果

  • Table 2 Hardness test results of Sample #14(HL)

  • 银币材质一般为银合金,硬度会略高于纯银,但不会高于硬度为3 HM的黄金。由此可见,14号样品硬度与银币基本相同。

  • 3.3 超景深显微结果分析

  • 8 号样品断面在150倍显微镜下可见,本体已基本矿化,中间夹杂有少量银白色物质。

  • 在200倍显微镜下,14号样品表面可明显观察到有疑似沙砾物质附着;在400倍显微镜下对样品边缘截面进行观察,发现表面有一层镀层,通过超景深三维视频系统的自动测量功能,测得覆盖层厚度小于10 μm。

  • 图3 样品显微图像

  • Fig.3 Micrographs of the samples

  • 3.4 扫描电镜结果分析

  • 图4可见,8号样品表面在44倍扫描电镜下表现为光滑、致密;在2330倍显微镜下对同一部位进行观察,表面依然有相连接的光滑、致密的黑色附着层,并有不连续的光亮本体显露,可见黑色氧化铜附着层并非完全覆盖,部分区域已经被锈蚀产物侵蚀破碎。

  • 14号样品断面在132倍显微镜下显示出疑似分层的形貌,断口呈齿状,凌乱不齐;在156倍显微镜下发现表面覆盖层平整,因明暗反差不大,无法判断部分区域是否露出本体。

  • 3.5 金相分析

  • 8号样品腐蚀严重,金相照片中(图5)可见圆形、不规则形状的自由铜,大块的黑色区域为锈蚀产物,铅颗粒及其他杂质颗粒较少,判断为铸造。

  • 14号样品本体为Sn-Pb二元合金,并掺杂了大量的Fe。由于样品含锡量较高,金相组织为α固溶体树枝晶;晶内偏析严重,大块黑色区域为富铁相,点状颗粒区域为铅颗粒,金黄色区域为富锡相[6](图5),判断为铸造。

  • 3.6 XRF、XRD结果分析

  • 8号样品本体含铜量达97.45%,结合表面锈蚀产物的XRD分析结果得出(表3):8号样品本体材质为红铜,因埋藏致表面覆盖有水氯铜矿(Eriochalcite)及其他物质混合成的锈蚀产物。

  • 14号样品本体化学组成主要为Sn、Pb、Fe,含有少量的Cu、Zn、Sb、P、Ni、As元素,综合分析其材质应为掺杂了Fe的锡铅合金(表3)。

  • 图4 样品扫描电镜观察影像

  • Fig.4 SEM images of the samples

  • 图5 样品本体金相显微图像

  • Fig.5 Metallographic micrographs of the samples

  • 表3 苏巴什佛寺8号、14号样品成分检测结果

  • Table 3 Detection results of the components of Sample #8 and #14 from Subashi Buddhist Temple(%)

  • 14号样品的表层覆盖物成分分析(表4)显示,两面均含有大量的Al、Si元素,少量的Ru、Fe、Mn元素,其中Al元素的含量高达60%以上。

  • 如图6所示,14号样品表面覆盖层的主要成分为自然铝。自然铝[7]在自然界较为罕见,Al含量基本在50%以上,中酸性岩中的自然铝含有Si、Cu、Mg、Fe等杂质。结合扫描电镜影像,14号样品表面的自然铝致密且厚薄均匀,人工痕迹较为明显。

  • 表4 苏巴什佛寺14号样品表面覆盖物成分检测结果

  • Table 4 Surface covering composition test results of Sample #14 from Subashi Buddhist Temple(%)

  • 注:“—”表示低于检出限。

  • 图614号样品衍射图谱

  • Fig.6 Diffraction pattern of Sample #14

  • 48号样品的钱币功能分析

  • 推测8号样品为钱币。样品是随着数十枚开元通宝、龟兹小钱等钱币出土,无可明确判断用途的其他相似器物;表面锈蚀严重是其无法清晰分辨铭文及图案的原因,但其打戳孔洞这一特征可以作为后续的对比分析依据。

  • 4.1 钱币的造型结构分析

  • 公元3世纪到8世纪正是苏巴什佛寺鼎盛发展时期,此时丝绸之路上的贸易交流也逐渐频繁,考古发现的大量仿汉钱币和开元通宝,也说明在这一时期中原王朝对苏巴什地区保有一定的政治影响力[8]。

  • 8号样品的材质非贵金属,流通范围有其局限性。语言是文化的载体和传播方式,为了确定钱币来源,对苏巴什地区公元3到8世纪的不同文字语言进行分析[9]。

  • 新疆作为中国长期保有文化影响力的地区,汉文化从公元前1世纪开始便长期存在;阿尔泰语系中的古代突厥文化在公元6到10世纪的时间段内存在;在公元3世纪到公元8世纪,有梵文,焉耆——龟兹文,于阗文[10],婆罗米文,摩尼文,粟特文,古波斯文这七种印欧语系语言同时存在。在这几种文化当中,婆罗米文化、摩尼文化和古代突厥文化并没有衍生出其自己独特的钱文,而汉文化的中心在中原地区,其铸行的钱币属于东方货币体系,故将这四种可能性排除。结合文献,对余下五种语言文化相关的钱币进行进一步探讨。

  • 4.1.1 梵文钱币

  • 梵学研究兴盛[11],梵文钱币的数量却极其稀少。从搜集到的梵文钱币的拓片和简略信息[12]来看,梵文钱币为圆形方孔钱。

  • 4.1.2 焉耆、龟兹钱币

  • 龟兹钱币主要有三种,分别是龟兹文铜钱、无文小铜钱和龟兹五铢钱。在发现8号样品时还一同发现了数十枚龟兹钱币,龟兹钱币深受中原铸币风格的影响,造型结构为圆形方孔。

  • 4.1.3 于阗国钱币

  • 在于阗文之前,于阗地区使用的语言是汉文和佉卢文[13]。迄今为止发现的于阗国地区的货币分属于三种货币体系[14]。一为造型结构为东方货币体系典型的“圆形方孔”;二为中亚及西方货币体系的货币,包括贵霜王朝钱币[15]和黑汗王朝钱币;三为于阗国自铸货币,如和阗马钱(也叫汉佉二体钱)[16]和发现数量极少的“于阗汉文钱币”。

  • 4.1.4 粟特钱币

  • 粟特铜币开始大量铸造是在公元7世纪以后,受东方货币影响,造型结构为圆形方孔,公元7世纪之前受西方货币体系影响,皆为圆形无孔。

  • 但在公元567年,突厥部落与萨珊王朝联盟灭了噘哒帝国,粟特又归于突厥统治,在此期间铸造了突厥打戳钱币。

  • 4.1.5 古波斯钱币

  • 目前我国发现的波斯银币均属于萨珊王朝时期[18]。这个时期的铸币以银币居多,但也有少量金币和铜币,均为圆形无孔造型。

  • 4.1.6 中原“钱荒”和“私铸”现象导致的自铸币

  • 在公元3到8世纪,即我国隋唐时期,一直存在钱币不足的问题,由此引发私铸钱币活动盛行,即“钱荒”和“私铸”现象[19]。龟兹国在唐王朝的实际控制之下,中原与西域频繁的文化交流和商业贸易,“钱荒”“私铸”这一现象也会在一定程度上影响到龟兹国内。

  • 综上,材质为红铜的8号钱币可能为和阗马钱、无孔粟特钱币和波斯铜币三者之一。

  • 4.2 铸行年代对比分析

  • 和阗马钱[20]铸行于公元1到3世纪,与苏巴什佛寺的兴建时间吻合,钱币在一定距离内的流通需要时间;同批出土的钱币,铸行时间集中在公元8世纪,和阗马钱的最晚铸行时间与此相差500多年。

  • 无孔粟特铜钱的铸行时间有两段,一为公元6世纪以前,二为公元8世纪初。此时苏巴什佛寺在宗教与丝路贸易中均扮演着重要的角色。

  • 波斯钱币,一般指萨珊王朝的钱币,萨珊王朝在公元7世纪灭亡,目前发现的波斯钱币多为波斯银币,金、铜质的钱币数量很少,萨珊王朝的灭亡时间与苏巴什佛寺的繁荣时间较为接近。

  • 4.3 流通路径对比分析

  • 和阗马钱铸行时,仅在于阗国部分区域流通,尚未推行到全国。公元1世纪,班超开始经营西域。200多年内,丝路贸易时断时续并不繁荣,不能对和阗马钱的推广使用产生推动作用。

  • 无孔粟特钱币铸行时,正值苏巴什佛寺的繁盛时期,丝路贸易稳定而通畅,东西方文化在此交汇,商业贸易繁荣,社会经济发展迅速。

  • 波斯铜币主要依靠丝绸之路流入西域地区,但7世纪之前的丝绸之路并不繁荣,铜作为贱金属制币,通过丝绸之路流通的可能性大为减少。

  • 4.4 文化因素对比分析

  • 于阗国和龟兹国均向中原地区朝贡,丝路贸易过程中,中原王朝有意识地在西域诸国推动“汉币”的使用,对和阗马钱在丝路沿线诸国内的流通产生一定程度的抑制。

  • 公元6世纪到8世纪中叶,粟特人作为丝路贸易中最大的中间商人一直力促粟特钱币成为丝路贸易中被广泛认可的货币,为无孔粟特钱币流通到苏巴什地区提供了佐证。

  • 4.5 钱币特征对比分析

  • 和阗马钱存量较少,世界上现存的和阗马钱总数仅300多枚,国内现存仅13枚,主要出土地为和田地区。

  • 粟特钱币有多种,有圆形无孔和圆形方孔铜钱,也有圆形无孔打戳的嵌金银币。8号钱币的右下方有一个圆形孔洞,属于打戳的圆形无孔钱币,与粟特铜钱中的西突厥打戳钱币的图案比对也有部分区域重合。

  • 波斯铜币的尺寸相较8号钱币的尺寸,差距较大。

  • 综上,8号钱币可确定为粟特铜钱中的西突厥打戳铜币,年代在公元6世纪中期以后。

  • 514号样品的饰品功能分析

  • 14号样品材质为铅锡合金,表面有自然铝镀层,颜色、硬度与银基本相同,体积小造型简单,无明显使用功能,无使用磨损痕迹,推测为仿银币制品或某种器物的镶嵌部件。

  • 5.1 锡铅合金材质与“白金三品”

  • “白金三品”是有明确记载和实物证明的最早的大额虚币,为汉武帝在元狩四年(公元前119年)所创[21]。根据《史记·平淮书》记载:“又造银锡为白金。……而吏民之盗铸白金者不可胜数。”可知,“白金三品”铸造之初,官方规定其材质应为银锡合金,但民间盗铸现象普遍存在,从而造成现存的“白金三品”材质多为锡铅合金。另外,“白金三品”作为张骞通使西域的专门铸行的货币[22],其实物和相关铸造技术也会在丝绸之路沿线得到流传。

  • 《大慈恩寺三藏法师卷》卷一中记载:“明发,又经银山。山甚高广,皆是银矿,西国银钱所从出也。”“银山”为今新疆焉耆县东的“库米什”(Kumish),突厥语中意为“银”,古代曾在此开采银矿。南北朝时,东来的粟特商人因携来的萨珊银币不足,曾利用这里的银子仿制过大量萨珊银币[23]。而焉耆与龟兹贸易交往密切,所用小铜币主要产自龟兹。

  • 由上推知,苏巴什佛寺地区在西汉至唐代一直有着较为先进的冶炼技术和仿制行业。

  • 5.2 佛教饰品

  • 隋唐时期是佛教在中国的全盛时期[24],《大唐西域记》中记载:“然知淳信,敬崇佛法”。此时中原地区金银器多有圆形装饰[25],且在佛教文化当中,“圆融”有其特定的深刻意蕴,因而在佛教日常用品当中,“圆”的风格较为常见。

  • 璎珞为佛像上的装饰,由“七宝”制成,不同的佛经文本对七宝的表述不尽一致,但不论何种说法,银均在其列[26-27]。通过查阅相关图片发现,在佛像颈部偏下,璎珞装饰多会留出圆形的嵌托,以供镶嵌片状饰物或珠宝。

  • 隋唐时期苏巴什佛寺地区因为佛教的兴盛与对七宝的需求,可能会产生商贩仿制银制品以谋求暴利的现象,加上发达的冶金及商业贸易也为“仿制行业”提供了良好的环境。

  • 5.3 自然铝的考古发现

  • 20世纪50年代初,在西晋周处墓中发现了铝制带饰[28]。从20世纪70年代开始,国内外开始对自然铝的成因模式进行研究[29],也有学者归纳了自然铝在不同岩层中的含量及杂质元素,自然铝的分布在地理位置上并没有明显的聚集区和分界。

  • 14号样品表面的自然铝与中酸性岩中发现的自然铝在元素组成及含量上相近,而苏巴什佛寺位于大陆中部,自然铝的成因应为地幔环境模式或表生置换模式[7],但具体成因有待进一步研究。

  • 6 结论

  • 8号金属钱币基本确定为突厥打戳铜钱,随贸易流通至苏巴什地区,根据相关发现来看,粟特地区铸行的西突厥打戳钱币主要为银币打戳嵌金,打戳铜币发现尚属首次。

  • 14号钱币推断其为某一饰品的仿银质配件,表面有自然铝的发现表明最晚在初唐时期,西域地区就已经有了自然铝的应用,由于自然铝存量稀少,此类器物少有发现。

  • 苏巴什佛寺两枚金属制品功能的分析结果为研究6~7世纪西域诸国之间的经济文化交流提供了新证据。

  • 参考文献

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  • 基本信息

    中图分类号: K876.4
    文献标识码: A
    文章编号: 1005-1538(2020)05-0135-09

    基金信息

    国家社科基金后期资助项目资助(17FKG002)；

    引用信息

    稿件历史

    收稿日期: 2018-11-19
    修回日期: 2019-01-18

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