玻璃是人类历史上最重要的材料之一。研究表明，中国铅钡玻璃蜻蜓眼珠的出现受到外来钠玻璃的影响。然而，后者究竟如何影响了铅钡玻璃珠的制作？要回答该问题，需要深入了解铅钡玻璃的矿料来源和制作工艺。
中国科学院大学人文学院考古学与人类学系教授杨益民课题组联合湖北省文物考古研究院、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和中国社科院考古研究所等单位的研究团队，使用多种显微分析方法发掘战国至西汉时期铅钡玻璃蜻蜓眼珠的技术内涵，剖析本土铅钡玻璃对外来钠玻璃在原料与工艺方面的吸收与创新。近日，相关论文发表于《科学通报》，中国古玻璃研究在国际一流综合期刊实现零的突破。
基于激光、X光和电子束的多维分析方法揭示铅钡玻璃蜻蜓眼珠的技术内涵 国科大供图
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研究团队对湖北云梦郑家湖墓地出土的铅钡玻璃蜻蜓眼珠开展了详细分析。基于玻璃成分数据库，实施数据清洗，利用非线性降维算法（均匀流形逼近与投影，UMAP）处理200余组汉代及之前的中外玻璃成分数据，首次识别出铅钡玻璃原料包括本土的铅矿、钡矿、石英，以及富钠矿物或来自欧亚大陆不同地区的不同类型钠玻璃。
位于亚洲中心地带的新疆地区与西亚、南亚及东欧有着密切联系，出土了大量来自欧亚大陆多地的玻璃珠，以及可能为新疆本地生产的玻璃珠，是跨欧亚大陆原料供应链的重要汇集点。随后，这些单色钠玻璃珠输出至楚地，成为铅钡玻璃的重要原料来源之一。
古代工匠发明铅钡玻璃的主要动力是仿制外来的钠玻璃蜻蜓眼珠。白色眼纹是蜻蜓眼玻璃珠的重要特征。外国工匠通常在玻璃中添加二氧化锡或锑酸钙等乳浊剂来形成白色。本研究首次揭示白色铅钡玻璃的两种呈色机制。石英作为原料之一，工匠控制其熔融程度来形成微米级颗粒，从而产生米氏散射，制作出白色乳浊玻璃；这种工艺应该是古代白色铅钡玻璃生产的主流，为中国独立发明。另一方面，通过显微拉曼光谱首次发现本土玻璃制品使用一种新型锡基乳浊剂——硅锡钡石，其形成可能是工匠在铅钡玻璃生产过程中加入二氧化锡而实现。
铅钡玻璃蜻蜓眼珠的铸造工艺和镶嵌工艺 国科大供图
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在成型工艺方面，显微CT分析表明，中国古代工匠在仿制外来钠玻璃蜻蜓眼珠的过程中，吸收了外来眼纹装饰中的逐层镶嵌工艺，但目前没有发现引进缠绕工艺制作珠子基体，并首次实证基体的铸造成型与独特的镶嵌技术。
本研究探讨了欧亚大陆的钠玻璃如何促进中国早期铅钡玻璃制品的诞生，并揭示铅钡玻璃珠生产工艺中的本土创新。这些认识极大地促进了对丝绸之路开通之前玻璃交换网络及技术发展的理解，为中国早期玻璃生产和文明互鉴提供了新的见解。（来源：中国科学报 张晴丹）
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.11.007
