王 榮

(復(fù)旦大學(xué)文物與博物館學(xué)系，上海 200433)

·綜 述·

中國(guó)古代透閃石—陽(yáng)起石玉器白化機(jī)制研究述要

王 榮

(復(fù)旦大學(xué)文物與博物館學(xué)系，上海 200433)

出土透閃石—陽(yáng)起石玉器呈現(xiàn)部分白化和全器白化現(xiàn)象，其時(shí)代涵蓋史前至近代，地域跨越中國(guó)全境。目前白化動(dòng)力成因研究頗為零散，迄今尚未從“面”上進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。為此，本研究擬從玉料加工成器之前的自然(風(fēng)化)白化、玉料加工成器之后的加熱白化和自然(受沁)白化等三方面對(duì)白化的性狀特征和形成機(jī)制進(jìn)行細(xì)致梳理和探討，總結(jié)透閃石—陽(yáng)起石玉火燒變白過(guò)程的熱力學(xué)機(jī)制，探討自然成因的多樣形式以及不同形式的內(nèi)在白化機(jī)制，藉此有助于判斷和揭示白化玉器背后的人類行為和自然行為。

透閃石—陽(yáng)起石玉；白化；風(fēng)化；火燒；受沁

0 引 言

玉器是有中國(guó)特色的文物種類，迄今至少有8000余年的歷史，一直延續(xù)至今，從未中斷。20世紀(jì)70年代末，大量玉器的出土使得學(xué)者們可以從多領(lǐng)域、多視角進(jìn)行廣泛研究，取得了令人欣喜的成果。較之傳世玉器而言，出土玉器呈現(xiàn)的性狀特征異常豐富，人們常用顏色、光澤度、透明度等宏觀特征來(lái)描述玉器的基本面貌。其中顏色作為最直觀的特征，還用來(lái)描述玉料成器之前的變化、玉料成器之后至入土埋藏前的變化以及玉器入土埋藏后的變化等，如變白(白化)、變綠(綠化)、變黃(黃化)、變褐(褐化)、變黑(黑化)、變藍(lán)(藍(lán)化)和變紅(紅化)等顏色變化現(xiàn)象。目前的研究顯示，白化系玉料結(jié)構(gòu)疏松導(dǎo)致，而其余顏色變化可能系(過(guò)渡)金屬離子致色所致，它們按變化程度分為部分變化和全器變化[1]。透閃石—陽(yáng)起石玉，也稱“閃石玉”、“軟玉”，一直是中國(guó)玉器的最重要種類，其構(gòu)成礦物分為透閃石和陽(yáng)起石，區(qū)別在于后者的Fe含量較高[Fe/(Fe+Mg)>0.1][2]。出土透閃石—陽(yáng)起石玉器呈現(xiàn)的顏色變化現(xiàn)象最為豐富多彩，以白化為例，部分和全器白化現(xiàn)象如圖1所示。按照白化區(qū)域的形狀和分布，部分白化可以呈點(diǎn)狀、片狀和面狀分布；而全器白化是指玉器由外而內(nèi)均已白化，這與部分白化中僅表面全部白化的現(xiàn)象(圖1(c))是不同的。

各種顏色變化現(xiàn)象中，白化最受矚目的原因：一是因?yàn)槠浔壤罡撸医?jīng)常發(fā)生在中國(guó)古代玉器最重要的兩個(gè)種類——透閃石—陽(yáng)起石玉和蛇紋石玉，其時(shí)間涵蓋史前至近代，地理分布跨越中國(guó)全境——從北方的黑龍江流域到南方的珠江流域、從東部沿海至西部高原均有出土；二是由于白化導(dǎo)致玉料結(jié)構(gòu)疏松，因而涉及出土玉器的預(yù)防性保護(hù)研究，即若保存環(huán)境不合適，出土玉器的最終歸宿將如圖1(f)所示——整體結(jié)構(gòu)坍塌，玉器將消亡[3]。若出土玉器白化嚴(yán)重如九連墩透閃石—陽(yáng)起石玉璧，此時(shí)還將涉及搶救性的加固提??；三是從白化玉器的表面性狀和機(jī)理層次，認(rèn)為白化不僅可能系入土埋藏后形成，還可能系入土埋藏前形成。后一觀點(diǎn)來(lái)源于透閃石—陽(yáng)起石玉的硬度較高，當(dāng)史前大量鬼斧神工的玉器出土后，學(xué)者們?cè)隗@嘆之余，思索著金屬工具出現(xiàn)之前這些玉器是如何被制作而成的。因此一些觀點(diǎn)被提出，其中包括火燒加熱方法。此外，一些學(xué)者推測(cè)某些玉器在入土之前經(jīng)過(guò)了火燎儀式，顯示這類白化玉器可能系古人有意火燒形成，以達(dá)到通天的效果[4]或者為了獲得所需的顏色[5]。同一墓葬出土的透閃石—陽(yáng)起石玉器有時(shí)呈現(xiàn)出不同程度的風(fēng)化特征，荊志淳、唐際根推測(cè)經(jīng)過(guò)火燒的玉器結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生了變化，導(dǎo)致入土埋藏后雖然經(jīng)歷了相似的風(fēng)化過(guò)程，但是風(fēng)化程度比未燒玉器嚴(yán)重[6]。由于白化玉器的重要性以及白化機(jī)制的復(fù)雜性，以往學(xué)者多從宏觀角度對(duì)出土玉器的次生變化進(jìn)行了歸納總結(jié)[7]，而針對(duì)透閃石—陽(yáng)起石玉的白化現(xiàn)象研究也多集中在某個(gè)具體的“點(diǎn)”且頗為零散，迄今尚未從“面”上進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。本研究擬以此為突破口，從玉料成器前的自然成因、玉料成器后至入土前的火燒成因和玉器入土后的受沁成因等三方面對(duì)透閃石—陽(yáng)起石玉的白化機(jī)制進(jìn)行細(xì)致梳理和深入總結(jié)，以期探明透閃石—陽(yáng)起石玉火燒變白過(guò)程的熱力學(xué)機(jī)制，探討玉料和玉器自然成因的多樣形式以及不同形式的內(nèi)在白化機(jī)制，藉此有益于對(duì)透閃石—陽(yáng)起石玉的白化機(jī)制有全面深入認(rèn)識(shí)，有助于判斷和揭示白化玉器背后的人類行為和自然行為，豐富對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)玉文化的認(rèn)識(shí)。

圖1 部分白化(a，b，c)和全器白化(d，e，f)的透閃石—陽(yáng)起石玉器

1 白化機(jī)制研究

根據(jù)透閃石—陽(yáng)起石玉從開(kāi)采至埋藏的過(guò)程，其白化機(jī)理可分為玉料成器前的風(fēng)化成因、玉料成器后至入土前的火燒成因以及玉器入土后的受沁成因等三類。根據(jù)透閃石—陽(yáng)起石玉是否被人類使用，其白化機(jī)理包括玉料加工成器之前的自然(風(fēng)化)白化、玉料加工成器之后的加熱白化和自然(受沁)白化這三類。由此可見(jiàn)，盡管分類依據(jù)不同，但內(nèi)容是一致的，現(xiàn)將研究現(xiàn)狀分析如下。

1.1 玉料加工成器之前的自然(風(fēng)化)白化

1.1.1 透閃石 原生透閃石玉礦也會(huì)因風(fēng)化作用形成白化區(qū)域，如Wilkins等[8]描述了新西蘭透閃石料遭受長(zhǎng)期風(fēng)化后的顏色、組成、可能的重結(jié)晶等復(fù)雜性，其中酸性、水中氧原子和地形是重要變量。低酸性、氧充足的環(huán)境非常有利于褐色羥基化Fe2O3的積累；強(qiáng)酸性將促使鐵溶解，形成一個(gè)白色風(fēng)化區(qū)域。風(fēng)化玉料材質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變，水含量也沒(méi)有增加，但Fe3+/Fe2+比例增加了。透閃石被損壞的晶體不僅導(dǎo)致物理性質(zhì)易受改變，而且易受劣化，這一現(xiàn)象不利于致密結(jié)構(gòu)(該結(jié)構(gòu)具有最大晶格能)內(nèi)二次結(jié)合力的形成。相對(duì)于完全結(jié)晶的透閃石或陽(yáng)起石來(lái)說(shuō)，地表?xiàng)l件下的軟玉處于亞穩(wěn)態(tài)，這可以解釋與潮濕環(huán)境接觸的埋藏玉器會(huì)出現(xiàn)大透閃石晶體的生長(zhǎng)。此外，透閃石晶體六角密堆積結(jié)構(gòu)的部分缺失會(huì)給滲透水留下擴(kuò)散通道，這也導(dǎo)致透閃石外層的明顯風(fēng)化。一定壓力下不規(guī)則定向裂縫在軟玉生成及隨后的過(guò)程中會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，從而可能被白色透閃石或褐色羥基化Fe2O3等風(fēng)化物質(zhì)所填充。

1.1.2 陽(yáng)起石 Grapes等[9]研究了新西蘭陽(yáng)起石山料的風(fēng)化殼，結(jié)果顯示：風(fēng)化區(qū)域(由內(nèi)而外依次為白化層和氧化層)密度下降了，SiO2、MgO、CaO、FeO、Na2O和K2O等含量下降了。AL2O3、Fe2O3、Cr、Zn、H2O+(化學(xué)水、結(jié)晶水)和H2O-(吸附水，系由微孔隙增加導(dǎo)致)含量增加了，TiO2和MnO含量幾乎沒(méi)變化。其中除了Fe2O3和H2O質(zhì)量增加幅度達(dá)1.4%，其他氧化物相對(duì)于未風(fēng)化區(qū)域的增加幅度小于0.5%。一般來(lái)說(shuō)，在地表所處的pH=5～8和氧化條件下，高離子電位的堿金屬和堿土金屬(如Na、K、Ca、Mg)非常容易從巖石的硅酸鹽或碳酸鹽礦物中被淋濾出；相反，F(xiàn)e、Al、Ti和Cr等具有典型的不可移動(dòng)性(不溶解)，因此它們易在風(fēng)化巖石中富集。上述趨勢(shì)反映陽(yáng)起石溶解是優(yōu)先沿著顆粒邊界、解理面和其他錯(cuò)位進(jìn)行，這導(dǎo)致可移動(dòng)離子(Ca、Mg和Si)流失而形成微孔隙，以及不可移動(dòng)元素(Fe3+、Al和Cr)的相對(duì)增加，常以鐵的氫氧化物薄膜形式沉淀到陽(yáng)起石的部分淋濾區(qū)域(這也阻止了水分?jǐn)U散)。值得關(guān)注的是：相對(duì)于AL2O3來(lái)說(shuō)，除了Fe2O3和H2O-，所有氧化物都流失了，只是后形成的氧化區(qū)域比白化區(qū)域流失更多。白化區(qū)域(淺綠色和白色)顯示高溶解性堿土金屬、二氧化硅和晶粒間鹽巖的溶解程度，它們會(huì)借助水滲透進(jìn)卵石的一定深度，從而造成孔隙水堿度增加，然后淋濾元素可借助孔隙水的向外擴(kuò)散如干燥過(guò)程中水分蒸發(fā)而向外運(yùn)動(dòng)。變白區(qū)域的顏色精密尺度因此可以反映長(zhǎng)期反復(fù)干濕的效果、水滲透的不同深度以及由于水平對(duì)流和擴(kuò)散導(dǎo)致可變?cè)叵蛲膺w移的距離。值得重視的是，風(fēng)化程度(風(fēng)化層厚度)和風(fēng)化速率與原始巖石的孔隙度相關(guān)(呈指數(shù)關(guān)系)，而不是與礦物溶解增加的空隙相關(guān)。同一條件下，干環(huán)境下的風(fēng)化程度比濕環(huán)境下低很多。

由上可見(jiàn)，Wilkins等認(rèn)為強(qiáng)酸性促使鐵溶解形成了白色風(fēng)化區(qū)域，而Grapes等認(rèn)為白化區(qū)域的鐵含量并沒(méi)有減少，而是密度下降了。Grapes等更指出了風(fēng)化程度不僅與玉料本體的孔隙度相關(guān)，還與周邊環(huán)境的干濕度相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，玉料主要分為山料(原生礦)和水料(次生礦)，山料的周邊環(huán)境為空氣、大氣水和生物等，水料的周邊環(huán)境為地表水、空氣和生物等；當(dāng)玉料成器入土埋藏后，其周邊環(huán)境將演變?yōu)橥寥?、地下水和生物等。因此，不同環(huán)境的風(fēng)化過(guò)程都離不開(kāi)水的作用，大氣水、地表水、土壤水和地下水是循環(huán)的，且不同水之間存在相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。此外，土壤、地表水、地下水中均含有氧氣、氮?dú)夂投趸嫉葰怏w。由此可見(jiàn)，玉料成器之前的周遭環(huán)境和成器入土之后的埋藏環(huán)境存在一定的相似性，故白化區(qū)域的特征和形成機(jī)制均具有一定的相近性。

考慮到古人采集玉料制作成器物主要是利用和展現(xiàn)其材質(zhì)美，實(shí)現(xiàn)裝飾、禮儀和喪葬等功能，因而先民針對(duì)白化玉料的使用是慎重的，一般會(huì)選擇避開(kāi)白化區(qū)域。不過(guò)，早期社會(huì)由于透閃石—陽(yáng)起石玉料的珍貴性，不排除一些白化呈點(diǎn)狀或片狀的小面積分布的玉料被先民選擇制作成器物。因此考古發(fā)掘出土的部分白化玉器不能排除入土之前即已白化的可能性，如何分辨是有相當(dāng)難度的。相關(guān)研究工作尚處于起步階段，僅Cook[10]觀察到4件博物館藏透閃石古玉器(1件藏于北京故宮博物院，3件藏于加拿大安大略博物館)和2件來(lái)源于市場(chǎng)透閃石玉器的表面都有突起的(白色或其他顏色)次生晶體，其中一些紋飾雕刻線穿過(guò)該類晶體，表明該玉器在加工之前已形成了此突起次生晶體。復(fù)旦大學(xué)玉器組通過(guò)對(duì)大量出土玉器的實(shí)地調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)不少白化區(qū)域的紋飾變得模糊，表明白化是在玉料加工成器之后形成的。若排除人工變白的可能性，這類玉器的白化是在入土埋藏之后形成的。上述研究顯示，物相、成分和結(jié)構(gòu)等方法目前仍無(wú)法有效判別，但白化和紋飾工藝的組合關(guān)系有時(shí)能幫助分辨自然白化的大致形成時(shí)間，即玉料本身(玉料成器之前)的自然白化或玉器(玉料成器之后)入土埋藏的受沁白化。

1.2 玉料加工成器之后的加熱成因

實(shí)際上，在現(xiàn)代學(xué)者討論火燒變白的可能性之前，近代的一些古玉研究者和愛(ài)好者已經(jīng)表達(dá)了類似觀點(diǎn)，如清代吳大澂《古玉圖考》認(rèn)為一些玉器的白色是經(jīng)過(guò)“地火(即地?zé)?”形成的，并非人工加熱而成[11]。清代徐壽基《玉譜類編》將“煨工”分為“人火”和“地?zé)帷?，認(rèn)為“煨工與雞骨白相似，著地火之玉無(wú)裂紋，人火則有之，此易辨也”[12]。民國(guó)劉大同《古玉辨》認(rèn)為受地火者，純白，曰“雞骨白”；微黃，曰“象牙白”；微青，曰“魚(yú)骨白”[13]。劉大同贊成徐壽基的“人火”易形成裂紋，而“地?zé)帷眲t無(wú)裂紋的觀點(diǎn)，并進(jìn)一步指出經(jīng)過(guò)“炭火(人火)”玉器的玻璃光消失[13]345。當(dāng)然，前人對(duì)于“地?zé)帷钡挠^點(diǎn)不能用現(xiàn)代科學(xué)來(lái)評(píng)價(jià)，但從“今見(jiàn)人之移冢者，開(kāi)墳后木棺被地火焚毀，往往有之”[13]，可知“地?zé)帷睂?shí)際是地下埋藏環(huán)境的風(fēng)化作用?？梢源_定的是，前人的“地?zé)帷庇^點(diǎn)來(lái)源于“人火”，不同顏色玉器經(jīng)“人火”后均成石灰色，只是深淺不同，并且大的器物會(huì)碎掉，這可謂早期的人工火燒模擬實(shí)驗(yàn)。

整個(gè)世界范疇，地質(zhì)學(xué)者最早開(kāi)展透閃石礦物的加熱實(shí)驗(yàn)研究，1908年Allen和Clement[14]通過(guò)透閃石礦物的加熱實(shí)驗(yàn)來(lái)研究水在該礦物中的構(gòu)成形式。1931年P(guān)osnjak和Bowen[15]采用XRD和光學(xué)顯微鏡等方法研究了透閃石(樣品來(lái)自Allen和Clement)在空氣中的加熱變化過(guò)程，指出隨著溫度增加，吸附水和結(jié)構(gòu)水將先后失去，結(jié)構(gòu)水的失水溫度在750～1000℃，透閃石物相轉(zhuǎn)變形成輝石類和方石英礦物，反應(yīng)如式(1)所示[16]。其后，相當(dāng)多的學(xué)者開(kāi)展了透閃石和陽(yáng)起石礦物的加熱實(shí)驗(yàn)，考慮到中國(guó)古代玉器的加熱方式可能為露天加熱或者封閉(窯爐)加熱，因此本工作僅將空氣和電爐加熱實(shí)驗(yàn)的具體結(jié)果匯總成表1。

透閃石 透輝石 頑火輝石方石英

(1)

表1 透閃石—陽(yáng)起石的加熱實(shí)驗(yàn)匯總

(續(xù)表1)

(續(xù)表1)

(續(xù)表1)

1.2.1 脫水溫度 透閃石或陽(yáng)起石的結(jié)構(gòu)水脫去溫度(物相轉(zhuǎn)變溫度)是不同的，其影響因素是多樣的。張亞楠[33]的紅外光譜實(shí)驗(yàn)顯示加熱3h情況下，透閃石在800℃以上物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變，至1200℃時(shí)物相完全轉(zhuǎn)變，表明透閃石的物相轉(zhuǎn)變過(guò)程是在一定溫度范圍內(nèi)完成。一般說(shuō)來(lái)，透閃石或陽(yáng)起石的物相轉(zhuǎn)變過(guò)程伴隨著羥基峰位振動(dòng)減弱、Fe2+氧化為Fe3+以及Fe含量減少等過(guò)程。因?yàn)橥搁W石或陽(yáng)起石結(jié)構(gòu)中M1和M3位置的Mg常被Fe類質(zhì)同象替代，且這些位置又與羥基連接，因此透閃石或陽(yáng)起石結(jié)構(gòu)水的脫去溫度(物相轉(zhuǎn)變溫度)與Fe含量密切相關(guān)。Vermaas等[19]的研究顯示透閃石結(jié)構(gòu)水會(huì)在930～988℃完全脫去，而陽(yáng)起石結(jié)構(gòu)水則在1060～1122℃完全脫去。Wittels[18]的研究顯示透閃石的物相完全轉(zhuǎn)變溫度為1040℃，高于陽(yáng)起石的完全轉(zhuǎn)變溫度1020℃。雖然兩個(gè)年代相近的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)不同之處，但從理論上來(lái)講，結(jié)構(gòu)水是以與Mg連接的羥基形式存在，Mg被Fe類質(zhì)同象替代后會(huì)引起3671cm-1附近Mg- OH峰位的脫水溫度降低，而3671cm-1附近的羥基峰消失可以指示透閃石或陽(yáng)起石的物相完全轉(zhuǎn)變，因此若鐵含量高則透閃石或陽(yáng)起石的物相完全轉(zhuǎn)變溫度降低，這被Ishida等[34]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所驗(yàn)證。表1還顯示相同加熱時(shí)間下透閃石的Fe含量不同會(huì)引起物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度的差異。王春云等[24]的研究顯示含鐵量為2.1%的新疆和田青白玉和含鐵量為0.47%的四川龍溪淺綠色透閃石玉在加熱1h條件下未在800℃以下發(fā)生物相轉(zhuǎn)變；而盧保奇等[29]的研究顯示含鐵量4.48%～5.05%的四川軟玉在加熱1h條件下未在900℃以下發(fā)生物相轉(zhuǎn)變。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)似乎顯示含鐵量低則物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度降低，但王春云的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有900℃實(shí)驗(yàn)曲線，且兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的溫度間隔均過(guò)大，故不能作此推斷。Mg2+半徑(0.072nm)小于Fe2+半徑(0.078nm)，故而Mg- OH鍵能大于Fe- OH鍵能，因此鐵含量高則物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度降低。上述工作顯示：首先，透閃石和陽(yáng)起石的鐵含量增加均會(huì)引起物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度和完全轉(zhuǎn)變溫度降低；其次，透閃石和陽(yáng)起石的物相轉(zhuǎn)變溫度也與保溫時(shí)間相關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，隨著保溫時(shí)間增加，物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度會(huì)降低，Douglas[28]和Chen[32]的研究均支持該觀點(diǎn)。此外，物相完全轉(zhuǎn)變溫度也會(huì)降低，Posnjak和Bowen[15]也持該觀點(diǎn)。

1.2.2 顏色變化特征 透閃石或陽(yáng)起石加熱過(guò)程中的顏色變化也不相同。聞廣[25]的研究顯示鐵含量較高透閃石玉的顏色在650℃時(shí)由原來(lái)的黃綠色變成棕黑色，950℃時(shí)則發(fā)白；譚立平等[26]、余炳盛等[27]、Douglas[28]、荊志淳等[6]和張亞楠[33]的研究均顯示透閃石物相完全轉(zhuǎn)變形成了白色或白黃色。與此不同的是，Tan等[20]的研究顯示含鐵量3%～3.5%臺(tái)灣貓眼軟玉的顏色在700℃時(shí)由原來(lái)的綠黃色變成黃色，860℃時(shí)則變成黑色且不透明。該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有繼續(xù)升溫加熱，因此最終的顏色變化不得而知。余炳盛等[30]的研究顯示透閃石在1050℃由原來(lái)的綠色變成了紅棕色。上述研究表明，鐵含量可能是透閃石加熱過(guò)程中不同顏色變化的原因。此觀點(diǎn)也可從鐵含量更高的陽(yáng)起石中得到佐證，如鄭建[23]的研究顯示，深綠色的陽(yáng)起石在400～500℃時(shí)變?yōu)樽睾谏?000℃時(shí)表面變?yōu)榧t褐色；荊志淳等[6]的研究顯示含鐵量高的陽(yáng)起石玉和碧玉加熱后首先變黑，而后顏色逐漸變淡，在700℃左右變?yōu)樯詈稚?、深黃褐色，溫度進(jìn)一步提高后顏色變化不大。綜上可見(jiàn)，透閃石或陽(yáng)起石在加熱過(guò)程中的顏色變化與鐵含量密切相關(guān)，鐵含量少，則加熱中易變白。

1.2.3 硬度變化特征 史前良渚玉器上絲米量級(jí)陰刻線構(gòu)成的紋飾引發(fā)了學(xué)者們的思索——金屬工具出現(xiàn)之前是如何雕刻高硬度的透閃石—陽(yáng)起石玉器？一些白化玉器使得部分學(xué)者認(rèn)為這些玉器經(jīng)過(guò)加熱使得硬度降低，從而便于玉工雕刻。不過(guò)Beck[21]和Douglas[28]的加熱實(shí)驗(yàn)顯示：火燒不僅不能使透閃石—陽(yáng)起石玉的硬度降低，反而有所增加；Douglas同時(shí)指出試樣在900℃后因十分松脆而無(wú)法測(cè)試其硬度，此時(shí)透閃石轉(zhuǎn)變?yōu)橥篙x石。此外，一些學(xué)者根據(jù)考古及文獻(xiàn)記載的火燎玉傳統(tǒng)，將某些古玉的受沁機(jī)制與加熱過(guò)程聯(lián)系在一起。如唐際根、荊志淳先生在安陽(yáng)花園莊東地墓葬中觀察到同一墓葬中個(gè)體較大且形制規(guī)整禮儀器的受沁程度較深，據(jù)此認(rèn)為這批玉器入土之前經(jīng)過(guò)了火燒。兩位先生通過(guò)表1列出的模擬實(shí)驗(yàn)并根據(jù)受沁程度較大器物的顏色多為黃褐色或灰白色，認(rèn)為火燒玉器的鐵含量介于白玉和青玉之間，并推測(cè)古人可能通過(guò)加熱獲得某種需要的顏色[6]。值得注意的是，當(dāng)透閃石呈現(xiàn)灰白色時(shí)，顯示加熱溫度已經(jīng)接近物相完全轉(zhuǎn)變溫度，此時(shí)已非透閃石材質(zhì)；而呈現(xiàn)黃褐色時(shí)，加熱溫度可以未到物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度，此時(shí)仍為透閃石材質(zhì)。對(duì)于透閃石玉器在物相轉(zhuǎn)變溫度以下受熱行為的指紋性特征提取，是判斷出土玉器是否經(jīng)過(guò)火燒的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。Chen[32]的研究顯示拉曼光譜可以進(jìn)行區(qū)別，具體說(shuō)來(lái)，3646cm-1峰位會(huì)在400℃以上時(shí)出現(xiàn)，599cm-1峰位會(huì)在500℃以上時(shí)出現(xiàn)，899cm-1峰位會(huì)在600～800℃時(shí)出現(xiàn)。

這種有意火燒玉器的人類行為方式同樣存在于以玉文化著稱的新西蘭，Beck[21]認(rèn)為大量史前軟玉被毛利人加熱過(guò)，顯示他們了解加熱結(jié)果——顏色的改變和硬度的增加。魚(yú)是毛利人圖騰的重要主題，南乳魚(yú)(Inanga)因稀少且具有乳白色或淺綠銀色的漂亮外觀深受毛利人喜歡。盡管新西蘭因半透明、亮綠色軟玉而著稱于世，但毛利人卻喜歡稀少的、類似南乳魚(yú)的淺綠銀色品種。因此毛利人通過(guò)加熱改色方式使亮綠色軟玉呈現(xiàn)與南乳魚(yú)接近的外觀特征。

1.3 玉料加工成器之后的自然(受沁)成因

早期古玉收藏者常用成因來(lái)描述不同顏色的沁色，如清代徐壽基的《玉譜類編》認(rèn)為玉在土中與物相附久即沁，入其黃者系黃土沁、松香沁，青者為青土沁、銅青沁，綠者為銅綠沁，白者為石灰沁等[12]。他們認(rèn)為玉器入土埋藏后器表或孔隙中會(huì)附著一些白色粉末，或者器表形成一層白色包漿，這些白色物質(zhì)是石灰所致，故名“石灰沁”，也因化學(xué)成分上屬于鈣質(zhì)，故后又稱為“鈣化”。該白化成因說(shuō)由來(lái)已久且流傳甚廣，但一些人士很早提出了不同觀點(diǎn)，如清代陳性《玉紀(jì)》[35]即載“有受石灰沁者，其色紅(色如碧桃)，名曰孩兒面(其復(fù)原時(shí)，酷似碧霞璽寶石)”，清末民初唐榮祚在《玉說(shuō)》[36]也持相同觀點(diǎn)。民國(guó)劉大同在《古玉辨》[13]中對(duì)此進(jìn)行了區(qū)分，即“蓋以石灰沁，玉變紅色，與受地火之玉，色皆變白者不同，故不能襲謬沿訛，通名之曰石灰沁也。”不過(guò)，蔡可權(quán)在《辨玉小識(shí)》[37]中認(rèn)為“石灰沁。玉初出土?xí)r，玉色似石灰而微黃或微黑”，并認(rèn)為盤摸變紅色是因?yàn)椤扒呷胧視r(shí)，雜有朱砂等質(zhì)”。上述這些早期文獻(xiàn)顯示了白化受沁成因的兩種常見(jiàn)觀點(diǎn)：石灰說(shuō)和地?zé)嵴f(shuō)。值得一提的是，李鳳公撰《玉紀(jì)正誤》[38]首次利用現(xiàn)代礦物學(xué)知識(shí)對(duì)受沁成因進(jìn)行了探討，指出受沁是地中熱力蒸發(fā)造成玉的硅酸鹽結(jié)構(gòu)溶解，使得外物可以自然侵入。不同的金屬元素(金、銀、銅、鐵、鐵、錫、鋅、鈷、錳)侵入后會(huì)形成不同顏色(紅、藍(lán)、黃、綠、赤、黑、紫)。從今天的觀點(diǎn)看，不乏真知灼見(jiàn)，如過(guò)渡金屬元素導(dǎo)致沁色。

1.3.1 白化古玉器研究 20世紀(jì)中后期，一些地質(zhì)學(xué)者介入白化玉器研究，認(rèn)為白化現(xiàn)象緣自古玉埋藏后的受沁過(guò)程。美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)地質(zhì)系Gaines和Handy[39]采用XRD和SEM對(duì)法布羅科學(xué)博物館藏的部分白化軟玉進(jìn)行了觀察分析，XRD結(jié)果顯示軟玉受沁變白后物相組成未變，SEM觀察顯示未受沁的軟玉表面是致密和平滑的，而受沁的軟玉表面可見(jiàn)較疏松的、毛氈狀排列的針形透閃石晶體。同時(shí)，他們將拋光軟玉試樣在室溫下的氫氧化銨堿溶液里浸泡數(shù)周，結(jié)果顯示軟玉很容易變成不透明的灰白色，與白化古玉的受沁特征相似。Gaines和Handy據(jù)此認(rèn)為白化現(xiàn)象緣自堿性環(huán)境下沿顆粒邊緣的全等溶解(congruent dissolution)，墓葬的堿性環(huán)境系尸體腐爛造成的；受沁容易發(fā)生在自由取向的透閃石晶體、裂隙以及未拋光表面等微結(jié)構(gòu)處，且反應(yīng)速率較快；受沁程度與埋藏時(shí)間無(wú)關(guān)，受沁速率既與軟玉的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，又與軟玉和周邊物質(zhì)的接觸程度和持續(xù)時(shí)間相關(guān)；受沁會(huì)引起顏色、透明度、硬度和反射率等發(fā)生變化，但并非變質(zhì)，故“鈣化”和“火燒”都是錯(cuò)誤的[39]。1978年之后，中國(guó)地質(zhì)學(xué)者開(kāi)始介入出土玉器的科學(xué)研究，如鄭建、聞廣等先生，他們關(guān)于受沁古玉性狀特征的基本觀點(diǎn)與Gaines和Handy的工作相似，但在細(xì)節(jié)方面有深入探討。如受沁后，鐵和鎂的占位比率稍有降低或基本未變；受沁古玉的纖維粗細(xì)無(wú)明顯變化，但結(jié)構(gòu)有松弛趨勢(shì)，古玉由半透明變?yōu)椴煌该饕灾镣松儼?，可能與此相關(guān)，其原理類似于冰與雪的差異。具體說(shuō)來(lái)，冰與雪都是固態(tài)的水，冰因致密而透明，一旦含有雜質(zhì)便易呈一定色調(diào)；而雪因疏松而不透明，即便含有少量雜質(zhì)卻仍能呈現(xiàn)白色[40]；受沁古玉的比重和硬度將顯著降低，因此通常用于確定古玉材質(zhì)的比重法和硬度法，并不適用于受沁古玉(這一觀點(diǎn)值得商榷)[41]。1990年代中后期，中國(guó)臺(tái)灣地質(zhì)學(xué)者也介入白化玉器的研究，對(duì)白化玉器的性狀進(jìn)行了細(xì)致描述[42]。如臺(tái)灣卑南玉器的白化是極小裂痕所致，與豐田透閃石—陽(yáng)起石玉料外層璞的白色成因相似，即是組成礦物晶體組織的纖維密度改變所造成。譚立平認(rèn)為土壤中存在的碳酸氣以及尸體腐爛產(chǎn)生的亞摩尼亞(氨氣)均可能造成透閃石—陽(yáng)起石玉的白化現(xiàn)象。

2000年之后，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)玉器組馮敏教授、王榮和高飛等開(kāi)始研究出土玉器，最初采用靜水密度法對(duì)69件安徽史前薛家崗古玉進(jìn)行了材質(zhì)鑒定，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)古玉樣品一經(jīng)放入水中，便立即冒出大量氣泡，表明看似保存狀態(tài)完好的古玉內(nèi)部孔隙度較大，已非常疏松。將古玉樣品靜置在水中直至沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，此時(shí)電子天平的測(cè)量數(shù)值達(dá)到穩(wěn)定，表明玉器內(nèi)部孔隙中的空氣全部排出。記下電子天平最終的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，計(jì)算所得的測(cè)試古玉比重值均落在相應(yīng)玉種的比重理論值范圍之內(nèi)。這說(shuō)明只要徹底排除玉器內(nèi)部所含空氣影響，完全可采用比重法測(cè)試嚴(yán)重風(fēng)化玉器的比重，并準(zhǔn)確鑒定其物相或玉種[43]。但此法無(wú)疑會(huì)對(duì)受沁古玉造成不可逆的進(jìn)一步破壞，因此迅即被摒棄使用。不過(guò)該法可以用來(lái)計(jì)算孔隙度，定量判斷受沁程度，或可使用在殘破件上，孔隙度=[(V飽水-V干水)/V飽水]×100%，換算成質(zhì)量，則孔隙度=[(M干水-M飽水)/(M-M干水)]×100%，其中M是樣品實(shí)際質(zhì)量，M干水是樣品剛放入水中的質(zhì)量，M飽水是指空氣全部排出之后的樣品質(zhì)量。55件薛家崗文化透閃石—陽(yáng)起石玉器經(jīng)過(guò)孔隙度測(cè)試，結(jié)果為1%～27%，其中4件孔隙度小于等于5%，5件孔隙度在5%～10%范圍，36件孔隙度在10%～20%范圍，10件孔隙度大于20%，表明透閃石—陽(yáng)起石玉器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期地下埋藏后，結(jié)構(gòu)易變得疏松，孔隙度相應(yīng)增大。此后，王榮等[44]發(fā)現(xiàn)白化玉器普遍存在著外層(薄至幾微米，有的厚達(dá)數(shù)毫米)的透明度、硬度和致密度均大于內(nèi)層的“外緊內(nèi)松”現(xiàn)象，推測(cè)該類玉器經(jīng)過(guò)了風(fēng)化淋濾和滲透膠結(jié)的受沁過(guò)程。Cook[10]采用巖相觀察和電子顯微探針對(duì)2件玉器(非博物館藏品)進(jìn)行了分析研究，結(jié)果顯示突起物主要是透輝石、透輝石風(fēng)化成的透閃石以及透輝石或透閃石風(fēng)化成的粘土礦物或云母。粗粒透閃石的氧化亞鐵含量比基體細(xì)粒透閃石高，因此由透輝石風(fēng)化或生長(zhǎng)形成的透閃石會(huì)伴隨著鐵含量的稍微增加。透閃石—陽(yáng)起石玉是易于水合的，當(dāng)水進(jìn)入玉器，可因次生生長(zhǎng)在透輝石或透閃石周圍形成水合物相(粘土礦物和云母)。這種轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致體積增加，從而推動(dòng)透輝石或透閃石晶體突出表面，即化學(xué)風(fēng)化和機(jī)械抬升的聯(lián)合作用造成了次生晶體的突起。

1.3.2 模擬實(shí)驗(yàn)研究 上述研究中出土白化玉器的表面性狀和顯微結(jié)構(gòu)的觀察和分析基本一致，顯示出土白化玉器的受沁成因具有一定類似性，堿性說(shuō)和酸性說(shuō)成為兩種主要觀點(diǎn)。玉器入土后與周邊埋藏環(huán)境的尸體、有機(jī)質(zhì)以及土壤等接觸時(shí)將處于非熱力學(xué)平衡狀態(tài)，因此會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)。Gaines和Handy[39]最早肯定堿性說(shuō)、否定酸性說(shuō)，其依據(jù)在于早期(1940年和1967年)的模擬實(shí)驗(yàn)顯示透閃石在pH=3～8溶液中的溶解度是最低，且在酸性水溶液中是緩慢的不全等溶解，最終會(huì)殘留固態(tài)的二氧化硅；而透閃石在堿性溶液中是快速的全等溶解。值得關(guān)注的是，后期許多透閃石的模擬實(shí)驗(yàn)顯示出不同結(jié)果，表明透閃石的溶解行為是復(fù)雜的。透閃石的模擬溶解實(shí)驗(yàn)主要著眼于3個(gè)方面。

1) 透閃石溶解速率研究。Schott等[45]將不含鐵的透閃石置于pH=1和6，20℃和60℃的水溶液中2～40d，結(jié)果顯示透閃石礦物的最外層表面優(yōu)先溶解Ca，其次是Mg和Si，它們最初是快速地以不均勻速率進(jìn)行不全等溶解，然后才以一定速率進(jìn)行全等溶解；pH=6時(shí)陽(yáng)離子流失很少，H+取代Ca2+和Mg2+形成的表面淋濾層僅幾個(gè)原子厚度(0.5～1.5nm)。透閃石溶解速率與pH值的依賴指數(shù)接近0(n=0.11)。Mast等[46]也認(rèn)為透閃石溶解速率在pH=2～5時(shí)與pH值無(wú)關(guān)(n=0)，在pH=7～9時(shí)溶解速率降低。Ca和Mg最初都是大量溶解，之后則是長(zhǎng)期的全等溶解。自然狀態(tài)下有機(jī)酸對(duì)透閃石的溶解不會(huì)產(chǎn)生影響。Bhattacherjee等[47]等將透閃石粉末樣品置于酸和堿溶液中。酸性溶液中，在淋濾7h后，Ca和Mg從樣品表面析出，留下了硅氧(Silica)的表面層，Ca2+水合能大于Mg2+使得Ca比Mg易于溶解；堿性溶液中，硅氧(Silica)被優(yōu)先析出，其速率高于CaO和MgO，導(dǎo)致更多硅酸鹽表面的溶解。Schott和Mast的溶解速率具有相似性，但Rozalen[48]的溶解實(shí)驗(yàn)顯示不同結(jié)果，Rozalen將透閃石粉末樣品浸泡在pH=1～13.5的緩沖溶液中30～35d，結(jié)果顯示：pH=1～6時(shí)，透閃石溶液速率隨著pH增加而減?。籶H=6～8時(shí)，溶解速率達(dá)到最小(此點(diǎn)與Schott和Mast相同)；pH>8時(shí)，溶解速率隨著pH增加而增大。Ca、Mg和Si在不同pH下的溶解行為是不同的，Ca、Mg和Si分別在pH≥1，3和6時(shí)均先快速溶解，然后趨于穩(wěn)定。pH≥8時(shí)Si優(yōu)先于Ca和Mg溶解，pH<8時(shí)則反之。此觀點(diǎn)與Bhattacherjee相同。

2) 透閃石形態(tài)和溶解行為的關(guān)系研究。Bhattacherjee等[47]在透閃石的粉末化過(guò)程中發(fā)現(xiàn)XRD明顯發(fā)生了變化，表明研磨過(guò)程中透閃石不僅經(jīng)歷了形態(tài)方面的變化，還經(jīng)歷一些可能影響化學(xué)風(fēng)化反應(yīng)速率的轉(zhuǎn)變。SEM分析顯示纖維狀的透閃石樣品在研磨過(guò)程中，長(zhǎng)纖維破碎成小片狀晶體。經(jīng)過(guò)24h研磨，透閃石平均纖維長(zhǎng)度減少約2～5μm。王榮等[49-50]的模擬實(shí)驗(yàn)顯示透閃石塊狀玉料在酸性環(huán)境下的Si流失量小于堿性環(huán)境，但是粉末玉料酸性環(huán)境的Si流失量卻大于堿性環(huán)境；透閃石塊狀玉器在酸堿環(huán)境下的流失量為Si>Ca>Mg，而粉末態(tài)透閃石在酸堿環(huán)境下的流失量是Ca>Mg>Si，顯示透閃石的形態(tài)與溶解行為是相關(guān)且復(fù)雜的，需要進(jìn)一步的深入研究。

3) 透閃石酸堿溶解的白化效果比較研究。劉金龍[51]、王榮[44]和張亞楠[33]的模擬實(shí)驗(yàn)均顯示透閃石泡酸比泡堿的白化效果明顯很多，雖然酸會(huì)對(duì)透閃石產(chǎn)生脫水作用，但仍為透閃石物相。同時(shí)，針對(duì)南方地區(qū)的白化玉器比北方地區(qū)普遍且嚴(yán)重的考古出土現(xiàn)象，根據(jù)中國(guó)“南酸北堿”的地域特征，王榮等[49-50]通過(guò)酸堿浸泡模擬實(shí)驗(yàn)表明酸性環(huán)境下透閃石玉和蛇紋石玉的主量元素流失量均大于堿性環(huán)境，質(zhì)地相對(duì)疏松的透閃石玉和蛇紋石玉在酸性和堿性環(huán)境中的主量元素流失量均大于結(jié)構(gòu)致密的透閃石玉和蛇紋石玉，顯示玉器受沁程度與埋藏環(huán)境(外因)和玉料自身結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)密切相關(guān)。

綜上可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)地下千年的埋藏過(guò)程，酸性環(huán)境和堿性環(huán)境均可以使古玉器產(chǎn)生白化現(xiàn)象，因而在中國(guó)的南北方均可見(jiàn)大量白化玉器出土，但材質(zhì)物相沒(méi)有發(fā)生變化，即仍為透閃石—陽(yáng)起石玉。玉器入土之后的白化機(jī)制系地下埋藏環(huán)境的液態(tài)物質(zhì)，如地下水、酸、堿等會(huì)因毛細(xì)管作用而由外至內(nèi)滲入玉器內(nèi)部與玉質(zhì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)所致。一般說(shuō)來(lái)，透閃石首先經(jīng)歷溶解、水解、陽(yáng)離子交換和鐵氧化的風(fēng)化淋濾階段，溶解主要導(dǎo)致硅氧(Silica)的溶出，盡管其在常溫常壓下的溶解率是相當(dāng)?shù)偷?，但是長(zhǎng)期的地下埋藏過(guò)程仍然會(huì)導(dǎo)致透閃石鏈狀結(jié)構(gòu)中的硅氧(Silica)被溶解甚多。水解是在透閃石與水接觸時(shí)即開(kāi)始的，反應(yīng)如式(2)所示，Ca2+、Mg2+、Fe2+和溶解的Silica等會(huì)進(jìn)入水相。溶解和水解會(huì)優(yōu)先發(fā)生在高表面能區(qū)域，如亞晶界、位錯(cuò)、扭曲、顆粒邊界、解理面等。離子交換反應(yīng)則是水相形成后的重要過(guò)程，水解離子會(huì)與滲入玉器空隙的溶液離子進(jìn)行交換。作為透閃石的類質(zhì)同象替代物的Fe2+可能還會(huì)氧化成Fe3+。風(fēng)化淋濾階段是造成玉器結(jié)構(gòu)疏松呈現(xiàn)白化特征的重要成因，由于滲透溶液也會(huì)因環(huán)境的干濕變化借助毛細(xì)管作用向外滲出，此時(shí)可溶性(易被遷移)離子(Ca2+、Mg2+等)將被遷出玉器表面，而難溶性(可遷移和略可遷移)離子(硅酸中的Si、Fe和可能替代Si的Al等)可能會(huì)在外表面沉淀。與此同時(shí)，環(huán)境土壤中的難移動(dòng)離子(Fe、Al和Si等)也一直由外而內(nèi)進(jìn)行滲透，且因這些粒子屬于膠體物質(zhì)，故可能會(huì)發(fā)生膠結(jié)作用導(dǎo)致外部滲透層的形成，其厚度既與膠體粒子的滲透膠結(jié)能力相關(guān)，也與玉質(zhì)自身結(jié)構(gòu)相關(guān)，滲透層的致密度和硬度會(huì)有所增加，從而形成某些白化玉器“外緊內(nèi)松”的特殊風(fēng)化現(xiàn)象。上述3個(gè)階段并非先后進(jìn)行，而是同時(shí)進(jìn)行，每個(gè)階段的作用程度會(huì)有差異，造成不同玉器白化特征的差異性。因此針對(duì)不同玉器的白化現(xiàn)象，需要具體案例具體分析。

(2)

2 結(jié) 語(yǔ)

透閃石—陽(yáng)起石玉是中國(guó)古代玉器的最重要種類，是中國(guó)傳統(tǒng)玉文化的物質(zhì)載體。出土透閃石—陽(yáng)起石玉器常呈現(xiàn)出豐富多彩的白化現(xiàn)象，其原因既有人為火燒成因，也有自然風(fēng)化成因。白化現(xiàn)象涉及火燎玉、受沁機(jī)制、文物保護(hù)等人文社會(huì)和自然學(xué)科，因而廣受關(guān)注。通過(guò)對(duì)透閃石—陽(yáng)起石玉器的白化機(jī)理進(jìn)行了細(xì)致梳理和研究，獲得了如下認(rèn)識(shí)：

1) 玉料成器之前的風(fēng)化成因，白化系顯微結(jié)構(gòu)變松所致，使得宏觀的透明度、密度、硬度均減小，但物相結(jié)構(gòu)仍為透閃石—陽(yáng)起石玉?？紤]到早期玉料的異常珍貴性，在不過(guò)多影響器物整體美觀的前提下，一些白化呈點(diǎn)狀或片狀小面積分布的透閃石—陽(yáng)起石玉料可能被先民加工成器物。因此出土玉器的部分白化現(xiàn)象并非僅是入土埋藏后形成，而可能系玉料成器之前已形成，這點(diǎn)應(yīng)引起足夠的重視。目前對(duì)該類白化玉器的解讀非常困難，有時(shí)可以借助白化區(qū)域與紋飾雕刻線的先后關(guān)系進(jìn)行研判。

2) 玉器埋藏之前的火燒成因，首先透閃石或陽(yáng)起石的物相轉(zhuǎn)變溫度與Fe含量和保溫時(shí)間密切相關(guān)。隨著Fe含量和保溫時(shí)間的增加，透閃石或陽(yáng)起石的物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度和完全轉(zhuǎn)變溫度均相應(yīng)降低。其次透閃石或陽(yáng)起石在加熱過(guò)程中的顏色變化與鐵含量相關(guān)，透閃石加熱變白與Fe含量的關(guān)系有待深入探討；陽(yáng)起石由于鐵含量較高，因而加熱變白的可能性較小。透閃石在低于物相開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度下受熱過(guò)程的特征提取和研判可以借助拉曼光譜等結(jié)構(gòu)方法，但仍需進(jìn)行系統(tǒng)性的工作。出土火燒玉器的實(shí)證研究，筆者將另撰文論述。

3) 玉器埋藏之后的受沁成因，白化也是玉質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松所致，與酸性和堿性埋藏環(huán)境的風(fēng)化作用相關(guān)，從而使得這類白化玉器在中國(guó)全境均有出土。模擬實(shí)驗(yàn)顯示透閃石玉器在酸性環(huán)境下的白化現(xiàn)象較之堿性環(huán)境明顯很多，這與南方地區(qū)出土玉器的白化現(xiàn)象比北方地區(qū)普遍且嚴(yán)重的這一考古發(fā)掘事實(shí)相符。玉器入土之后的白化機(jī)制顯示透閃石一般經(jīng)歷溶解、水解、陽(yáng)離子交換和鐵氧化的風(fēng)化淋濾階段、難溶性離子的沉淀階段以及環(huán)境土壤離子的滲透膠結(jié)階段。三個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行，但在不同環(huán)境和不同組織結(jié)構(gòu)透閃石—陽(yáng)起石玉上的作用程度有所差異，故而形成的白化現(xiàn)象呈現(xiàn)多樣性。

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(責(zé)任編輯 馬江麗)

Review on the mechanism of whitening of excavated ancient nephrite jade artifacts in China

WANG Rong

(DepartmentofCulturalHeritageandMuseology,FudanUniversity,Shanghai200433,China)

As an important material found in traditional Chinese jade culture, nephrite jade encompasses eight thousand years of history and development throughout all of China. Research on ancient nephrite jade objects display the phenomenon of partial or complete whitening, but research on mechanism of this phenomenon remains scarce. This paper is a comprehensive and systematic review on the mechanism and characteristics of the whitening phenomenon of nephrite jade, including the weathering of raw materials and how heating has altered artifacts. The thermodynamics of heated nephrite jade is also summarized. The various forms of weathered or altered nephrite jade are discussed. It is speculated that both human behavior and natural conditions lead to the whitening of jade.

Nephrite; Whitening; Weathering; Heating; Alteration

2016- 04- 28；

2017- 06- 30

國(guó)家自然科學(xué)基金資助(U1432243)，上海市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目資助(2016BLS004)

王 榮(1980—)，男，2007年博士畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，副教授，研究方向?yàn)楣杷猁}和漆器文物科技考古與保護(hù)，E- mail： wangrong@fudan.edu.cn

1005- 1538(2017)04- 0088- 13

K876.8；P578.955

A