观察古玉矿物的微观世界

1982 年，南京大学地质系钱汉东同志利用电子显微镜，观察了安徽省所

产绿松石的微观世界。当样品在电子显微镜下放大到 3000 倍时，发现一般显

微镜难以看到的最小矿物；当放大到 5000 倍时，终于看到了绿松石矿物的鳞片状晶体。与此同时，还发现绿松石矿物空洞中伴生有针铁矿、高岭石、钠长石和石英更微小的晶体。

以往，人们只知道绿松石的块体特征和伴随有粘土、铁质等，而安徽绿松石除伴随有粘土矿物高岭石外，还有石英和纳长石。那么，湖北、甘肃、新疆产的绿松石，其微观世界又如何呢？古墓中出土的绿松石又如何呢？不能不引起我们考古工作者的注意。凡玉石因产地不同或地质环境不同，其矿物形成也会有微妙的差别。寻找微观世界的差别，恰好是我们考古工作者可以利用的宝贵资料。

电子显微镜是利用电子光学原理制成的一种高级显微镜。它由电子枪、聚光镜、物镜、投影镜（目镜）、真空系统、供电系统和荧光屏等部件组成， 放大 80 万倍时，线分辨本领可达到 1.44A，已经接近原子的直径，在荧光屏上能直接看到晶格的图像。许多出土的古玉都可以借助它深入研究玉石和矿物的微观世界，从而找出古玉的千差万别。从某种意义上讲，电子显微镜不仅是地质学家、生物学家等的得力助手，同时也应该是考古学家新的考古眼睛。它所需要的样品用古玉小碎片即可。

探索古玉微观世界的另一种方法同研究矿物的微观世界一样，是 X 射线衍射分析。它根据 X 射线的波长同结晶物质内部原子（或离子）间距离相近的现象，利用 X 射线通过晶体发生的独特衍射图像，便可按前面我们提到的布拉格公式，计算出每条衍射的、反射面的面网间距（d）及其相对强度

（I/I0），再与已知矿物数据对比，来鉴别矿物。这里，探索微观世界是靠 X 射线，在必要时可以把晶体内部的结构搞清，甚至通过电子计算机把晶体结构的图像迅速画出来。

1982 年，地质矿产部南京地质研究所利用 X 射线粉晶分析，探测了一件新石器时代古玉管的微观世界，从 d 和 1/I0 的数据（表 16）得知，这件灰白色土状光泽的玉管即不是高岭土，也不是由其他石头制成，而是岫玉。经过光谱分析、显微镜下矿物鉴别，进一步证明 X 射线分析是可靠的。

这种发白的岫玉原料产地在何处呢？于是又找来了另一种探索微观世界的方法试图解决这一问题。这种方法就是“热分析”。

热分析是根据矿物在不同温度下所发生的脱水、分解、氧化等热效应特征的一种仪器分析方法。它包括热重分析和差热分析等。

热重分析是测定矿物在加热过程中的重量变化。由于大多数矿物（软玉

矿物、岫玉矿物、孔雀石等）在加热时脱水，因而失去一部分重量，故又称失重分析或脱水实验。通常采用热天平测定矿物在不同温度下所失去的重量而获得热重曲线。曲线的形式决定于水在矿物中的存在形式和在晶体结构中的位置，组成玉石的矿物不同，脱水曲线也不同，由此来鉴别玉石。

差热分析是将矿物粉末与“热中性体”分别放在高温炉中，在加热过程中，矿物发生吸热或放热反应，而中性体则不发生这种效应。将两者的差热通过热电偶，借助差热电流计记录出差热曲线，曲线上明显的峰谷分别代表矿物的放热和吸热效应。不同的矿物有不同的热效应。我们根据已知矿物的标准差热曲，就很容易鉴别出是什么矿物。近十年来，差热分析发展很快，特别是近几年来又较成功地应用于考古领域，并能进行快速和自动化分析。 1982 年，鉴别江苏吴县新石器晚期的那件灰白色土状光泽的玉管时，利

用差热分析发现，样品（玉管粉末）在 710℃出现吸热谷，813℃出现放热峰； 同标准差热曲线比较，这支玉管是纤维蛇纹石，不仅同其他方法鉴别一致， 而且进一步确定是组成岫玉的那种蛇纹石。为了解决这种岫玉玉管为什么会变白以及它的玉料来自何地的问题，研究者特将已知江苏所产的绿色岫玉也进行了差热分析。开始，他们把绿色的岫玉加热 200℃时，岫玉变成了白色。据此，玉管变白可能是历史上的所谓“火烧玉”。当加热至 1000℃时，再经差热分析发现 710℃出现了比出土玉管更明显的吸热谷，810℃也出现了放热峰，与玉管差热分析曲线基本上一致，加上其他鉴别（显微镜观察、X 射线分析等）以及地理位置的特点等综合考虑，研究者大胆提出这种新石器晚期的玉管，其玉料完全有可能来自江苏镇江。

上述各种方法，我们不妨用来对新石器时代（包括其他时代）的软玉来源问题进行重点研究，就有可能得到满意的结果，出现新的考古成果。