尕日塘秦刻石高清渲染圖 國家文物局供圖

近日，國家文物局安排中國文化遺產研究院和青海省文物考古研究院組建專班，調集多領域專家，通過現場調查與科技檢測，認定本報最先披露並開展學術爭鳴的“昆侖石刻”為秦代遺存。刻石的驗証過程，也是多學科協作、科技深度賦能考古的過程。實驗室分析、高精度信息增強技術、礦物和金屬元素分析等多種科技手段的綜合運用，助力人們揭開刻石背后的謎團。

科技手段驗証年代久遠

青海省瑪多縣扎陵湖畔的刻石為什麼不是現代工具所刻？

科技檢測用數據進行了回答。

專家使用便攜式熒光光譜儀，對刻石表面及刻痕內部的元素進行了檢測。現代鑿刻工具如合金鋼刀具、電動工具等，為了提高硬度會加入鎢（W）、鈷（Co）等，這些是古代工具不會有的金屬元素。如果用這種工具鑿刻，會在山石表面或刻痕中留下鎢、鈷等元素。若光譜儀檢測到這些元素，就可作為使用現代工具的証據。

中國文化遺產研究院副院長李黎介紹，檢測結果表明，刻字區域和非刻字區域的元素成分差異較小，其主量元素均為硅和鋁，佔比約為80%，伴生元素包含鎂、鉀、鈣、錳、鐵等造岩礦物特征元素，且均未檢出鎢、鈷等金屬元素，故排除利用現代合金工具鑿刻的可能。

為什麼說刻石經歷了漫長的風化？

風化痕跡是石頭歷經歲月的銘証，也是斷定該石刻年代久遠的關鍵証據。“尕日塘秦刻石”刻痕內部和刻石表面均含有風化次生礦物，經歷了長期風化作用，排除了近期新刻可能。

為了分析刻石的礦物成分、分布規律和顆粒特性，研究人員採用自動礦物電鏡這一尖端設備。作為世界先進的新一代礦物學電鏡，它最大放大倍數可達200萬倍，分辨率可達1微米像素，配備自動礦物識別和分析軟件，數據庫包括2000多種礦物，可以提供礦物組成、面積和重量百分比、單體礦物顆粒圖像、尺寸分布等數據。研究人員通過對比分析刻字表面和刻石表面非刻字區的礦物成分和類型，發現兩個區域均長有“老年斑”——綠泥石、伊利石等風化次生礦物。

風化是一個非常漫長的過程，若為現代刻字，一定會破壞表面風化層。而刻字區域和非刻字區域風化層的成分和結構均類似，証明它們同樣經歷了漫長的風化作用，再次排除其為現代新刻的可能。

為什麼能歷經兩千年保存至今？

經實驗室分析，刻石岩性為石英砂岩，形成於約2.5億年前，耐磨性高、抗風化能力強。

李黎介紹，在判斷刻石岩性基本物理性質方面，使用了三項關鍵技術：

一是採用岩石薄片鑒定方法，給石頭做“病理切片”，對刻石的岩性進行了鑒定，確定刻石岩性為“中細粒長石石英砂岩”﹔

二是採用細觀實時加載—圖像觀測與採集試驗系統，給石頭做“抗壓體檢”，對刻石的力學強度進行了測試，結果表明岩石的單軸抗壓強度平均值約為48MPa，力學強度較高﹔

三是採用岩石磨蝕伺服試驗儀，對石頭做了“耐磨性測試”，結果表明，磨蝕指數為3.7，而一般的大理石隻有0.5~1，木料、泥炭更是小於0.3。也就是說，這處刻石屬於高磨蝕性岩石，具有強度、硬度高，抗風化能力強的特點，既可以滿足雕刻的硬度條件，又具有較強的抗風化能力。刻石保存至今的關鍵因素，正是岩石本身具有這種“硬核”的物理特性。

除岩石自身“天賦”外，其所處的地理環境也為其保存提供有利條件。實地勘察結果顯示，扎陵湖北側山體受水流沖蝕影響，被分割為多個不規則形矮山緩坡。風吹日晒、冰霜雪雨造成岩石風化，而刻石朝向為東南向，受下午高溫輻射時間較短，且刻石所處位置的風向長期為西北風，東南風對刻石本體的侵蝕較弱。刻石岩體與山坡、扎陵湖形成“背山面水”的景觀，整體營造出山體擋風、水域調節微氣候的效果，遭受風蝕和光照高溫輻射影響相對較弱，利於長久保存。

“內外科”結合評估保存狀況

為什麼選擇在這塊岩石上刻字？

為全面評估刻石保存狀況，研究人員還採用表面硬度計、紅外熱成像儀、彈性波速儀等無損檢測手段，對刻石表面硬度、元素分布等情況進行了檢測分析。“表面硬度計好比檢查‘皮膚’（表面）的堅硬程度﹔紅外熱成像儀好比透視‘肌肉’（內部），尋找隱藏的空洞和裂隙﹔彈性波速儀則可以反映岩石的密度、軟硬程度等。”中國社會科學院文物保護修復實驗室負責人黃希生動比喻道。通過這些科技手段，研究人員發現刻字區域岩體結構相對完整，自然形成垂直狀，表面強度高，較為平整，無明顯結構缺陷，這可能是古人選擇在它身上刻字的原因之一。此外，無損檢測手段還發現刻石裸露部分在干旱半干旱環境下風化已產生出“包漿”——岩石漆。“岩石漆是半干旱至干旱地區岩石表面的附著物，深褐色至漆黑色，發亮，厚度通常在1~5微米之間。一般來說，年代越久岩石漆就越厚。”中國科學院大學助理研究員陳典告訴記者。研究人員通過元素分析，証實了該石刻的岩石漆是由長期風化作用形成，其古老程度絕非作偽所能達成。

觀察公布的高清圖片可以發現，字跡刻痕區域多呈黑色，而空白區域則以紅褐色或青灰色為主。研究人員選取刻石“裡”字的內部微量粉末樣品（5克）進行分析，發現樣品中有相對較高的錳鋁綠泥石。錳鋁綠泥石，也稱硬綠泥石，不易風化，呈黑色，其重量百分比為0.09%，而刻石非刻字區的錳鋁綠泥石重量百分比為0.01%，這是刻痕呈黑色的主要原因﹔受次生礦物及自然風化影響，空白區域則以紅褐色或青灰色為主，因此形成了色差。

盡管該刻石強度與抗風化能力較高，仍存在局部穩定性隱患。研究人員通過對刻石賦存岩體和本體的勘察，獲取了刻石所處地層的地質剖面，結果表明，刻石本身雖然整體結構穩定，但部分岩層有剝落風險，需持續關注保護。

通過科學檢測分析，研究團隊系統獲取了刻石刻痕特征、岩性物理性質、風化程度及保存狀況等關鍵數據，不僅揭示了這塊石頭背后隱藏的時空密碼，也解答了古人為何選擇在此刻字。“在該區域內僅刻石所處的岩體具備人類避風停留、進行刻鑿，且有利於刻石長期留存的自然環境與氣候條件，體現出古人在刻石選址方面的智慧。”青海省文物考古研究院院長王進先說。

高清圖片還原文字細節

為什麼判斷刻石文字為秦篆？

首先要獲取刻石高精度、詳細的文字圖像。為了保護文物，研究人員採用高精度信息增強技術，“隔空”採集刻石文字信息。這項技術在對文物本體沒有任何接觸和損害的前提下，進行數字化採集，並且能夠提取出清晰的文物本體的原始圖像、紋飾，以及文字信息﹔再通過對採集數據的分析、處理、應用，還可進一步將清晰度提高40%至90%。

足夠高清的圖片才能揭示古人書寫的更多細節——單張圖像分辨率不低於600萬像素，影像數據量達到500張、60GB，並經過影像數據校色處理、紋理影像數據與三維模型數據映射處理，通過對圖像幾何錯位、色差偏差調整，確保紋理圖像分辨率不低於8K，為細致分析奠定基礎。通過信息採集和提取，研究人員獲取了尕日塘秦刻石的正射影像圖、高清數字線圖、高清電子拓片和高清渲染圖。

在此基礎上，研究團隊對刻石文字進行逐一提取分析，並採用微距攝影技術，對刻痕微觀特征進行了數據採集。“根據文字提取結果，刻石文字具有顯著的‘因形布字’特點，文字風格統一，屬典型秦篆。”李黎說。

刻石的鑿刻工具和方式之謎，也在科技手段的輔助下漸漸清晰。研究人員採用微距攝影技術採集刻石文字筆畫的刻痕特征，對刻字筆畫的深度、寬度、截面積進行統計分析。將石刻文字放大再放大，可以發現其刻痕寬度均勻。以“臣”字為例，研究人員共採集6個筆畫、共計60處剖面，發現刻痕寬度平均值為4.17毫米，標准差1.35﹔刻痕兩側都有不規則崩裂現象，刻痕底部多為平底形，刻痕截面積平均值為1.46平方毫米，標准差0.78﹔刻痕中可見鑿刻頓挫產生的顯著痕跡，存在刻痕頓挫的筆畫佔比約80%。從這些証據可以看出，刻石系採用平口工具，斜方直接入石刻制而成。

古人具體是用什麼樣的鑿刻工具呢？專家推測為一種較窄的平頭鑿。“鑿痕較清晰，在不同筆畫分別使用斜平鑿、側平鑿、側尖鑿等方式，鑿刻隨形隨勢而為，並未刻意追求統一。”王進先說。

刻石的發現並非孤立事件

為什麼說古人能到達這裡？

瑪多，藏語意為“黃河源頭”，地處青海省南部，果洛藏族自治州西北部，位於三江源國家級自然保護區核心腹地，是萬裡黃河流經第一縣，素有“黃河之源、千湖之縣”的美稱。境內河流密集、湖泊眾多，其中扎陵湖、鄂陵湖有“黃河源頭姊妹湖”之稱。

許多線索指示，刻石所在區域並非與世隔絕的文化孤島。地名“尕日塘”藏語意為“往來歇息之平地”。王進先介紹，扎陵湖北岸台地，湖濱平坦開闊，正處扎陵湖北岸東西通途間﹔東西兩側各有一條小河由北向南流入扎陵湖，提供了良好的飲水水源，適合扎營停留。現在，這裡仍是行者、牧人臨時停留扎寨的適宜區。

考古調查結果進一步証實了該區域歷史的厚重。經對刻石本體及周邊區域自然環境、文化遺存、區域文化背景的調查研究，在刻石東北約2千米的湖漫灘與山坡交會處，調查發現有疑似石棺葬2座，附近發現多涌村古城遺址、江多祭祀遺址和墓葬群。

經梳理第四次全國文物普查數據，在以刻石為中心的150千米（約合秦漢360裡）范圍內，已發現舊石器時代、夏商周時期至近現代文物遺存共75處。其中，在62.25千米（秦漢150裡）為半徑區間內，已發現文物遺存數量為6處﹔在62.25千米（秦漢150裡）至103.75千米（秦漢250裡）半徑區間內，已發現文物遺存數量為13處﹔在103.75千米（秦漢250裡）至150千米（秦漢361.45裡）半徑區間內，已發現文物遺存數量為56處，揭示出該區域人類活動留下的豐富痕跡。以上已登記文物遺存與新發現文物遺存說明，自舊石器時代以來，尕日塘秦刻石所處的扎陵湖區域應屬古代人類活動區域，並非人跡罕至的荒蕪之所。

文獻為刻石出現在此處提供了線索。李黎介紹，經查閱地方志、金石著錄以及與黃河探源、昆侖地望辨析等相關文獻，雖尚未發現與尕日塘秦刻石相關的直接記述，但《大清一統志》《清稗類鈔》等載有扎陵湖、鄂陵湖周邊古石刻相關記述，說明此地在清代（甚至更早）有刻石的傳統，並可能留下相關遺存。

補史之缺，意義重大。展望未來，對尕日塘秦刻石的探索遠未結束。圍繞扎陵湖、鄂陵湖區域開展的深入調查，有望揭示更多古代遺存。多學科的深度融合，必將幫助我們更清晰地解讀刻石背后的歷史密碼。 （本報記者 李韻 王笑妃）

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