《Heritage》：Glass at the Periphery of the Roman Empire: Chemical Data on Isings 111 Goblets from the Western Shore of Pontus Euxinus
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本论文考察了伊辛斯111型（Isings 111）玻璃器形制，该形制是罗马晚期（Late Antique）广泛使用的玻璃容器类型，并讨论了其在原斯基提亚省（Scythia）多个考古遗址中的发现情况，该省以多瑙河（Danubius）与黑海（Pontus Euxi
本论文考察了伊辛斯111型（Isings 111）玻璃器形制，该形制是罗马晚期（Late Antique）广泛使用的玻璃容器类型，并讨论了其在原斯基提亚省（Scythia）多个考古遗址中的发现情况，该省以多瑙河（Danubius）与黑海（Pontus Euxinus）为界。在对该玻璃器形制进行全面介绍后，研究人员报告了通过PIXE-PIGE分析获得的62件伊辛斯111型玻璃碎片的化学数据，这些碎片出土于今罗马尼亚境内的三个考古遗址——希斯特里亚（Histria）、托米斯（Tomis）和贝罗埃（Beroe），对应古斯基提亚省中不同规模和重要性的聚落。这些玻璃发现大致定年为罗马晚期（公元4至6世纪），其中大多数归属于公元6世纪。样本主要为自然着色玻璃，呈现绿色、蓝色或橄榄色的不同色调。化学数据表明，大多数伊辛斯111型碎片由Foy Série 2.1玻璃制成，与该化学类型玻璃在罗马晚期的普遍存在情况一致。来自希斯特里亚的四件高足杯的化学数据提示，其成分中除泡碱（natron）外还含有盐生植物灰（halophytic plant ash），这一成分模式在该地理和年代框架内虽罕见但持续出现。
罗马帝国边缘的玻璃消费：伊辛斯111型高足杯在黑海西岸的化学组成研究解读
一、研究背景与问题提出
伊辛斯111型（Isings 111）高足杯是罗马晚期（Late Antique period，约公元4至7世纪）罗马世界各遗址中最常见的玻璃器形制之一。该器形以圆形底座、细长柄部和大容量碗身为特征，整体形态类似现代葡萄酒杯，广泛用于饮酒和照明双重用途。尽管此类器物在考古记录中大量出现，但其生产地点、流通路径和化学组成特征长期以来缺乏系统的科学分析数据。尤其是在罗马帝国边缘地区——如黑海西岸的原斯基提亚省（Scythia），即多瑙河与黑海之间的区域——关于伊辛斯111型高足杯的化学组成研究几乎空白。此前虽有学者对保加利亚、塞浦路斯、法国、意大利、塞尔维亚、西班牙和土耳其等地的玻璃进行过化学分析，但罗马尼亚境内黑海西岸遗址的同类数据极为有限。此外，关于罗马晚期玻璃生产中泡碱（natron）与盐生植物灰（halophytic plant ash）混合使用的现象，即所谓的中间型植物灰-泡碱玻璃（IPAN，Intermediate Plant Ash and Natron），在罗马帝国边缘地区的存在证据也亟待补充。因此，本研究旨在通过对三个遗址出土的伊辛斯111型高足杯碎片进行系统的化学组成分析，填补该地区玻璃考古科学的空白，并探讨罗马晚期玻璃的生产、流通与回收模式。
二、研究内容与主要结论
研究人员选取了来自罗马尼亚境内三个考古遗址的62件伊辛斯111型高足杯玻璃碎片作为分析对象：希斯特里亚（Histria，39件）、托米斯（Tomis，4件）和贝罗埃（Beroe，22件）。希斯特里亚是黑海西岸最重要的希腊殖民城市之一，其样本主要来自卫城中心南区（ACS）和中心北区（CN）两个发掘区域；托米斯位于希斯特里亚以南约50公里，样本来自抢救性发掘出土的未发表材料；贝罗埃位于多瑙河沿岸内陆地区，样本来自该遗址大型古代和中世纪墓地范围内发现的散落玻璃碎片。这些样本大多定年为公元6世纪，少数可追溯至公元4至6世纪。研究人员通过外部束粒子诱发X射线发射（PIXE）和粒子诱发伽马射线发射（PIGE）技术，在意大利国家核物理研究所（INFN）的LABEC加速器实验室对这些碎片进行了非破坏性化学组成分析。
研究得出以下主要结论：第一，绝大多数样本（约90%）由Foy Série 2.1玻璃制成，这是罗马晚期罗马帝国市场主导的化学类型玻璃，被认为产自埃及初级玻璃工坊。该类型玻璃以铁、锰、钛和钙含量相对较高为特征，源于使用富含贝壳的不纯砂料。第二，来自希斯特里亚的四件样本（H20、H26、H27、H29）显示出盐生植物灰成分的存在，其氧化镁和氧化钾含量略高于典型泡碱玻璃的阈值（约1.8 wt% MgO和约1.6 wt% K?O），其中两件样本还含有较高水平的五氧化二磷（H20含3200 ppm，H27含2940 ppm），符合IPAN玻璃的定量判据。第三，一件来自托米斯的橄榄色碎片（T93）被鉴定为HIMT（High Iron Manganese Titanium，高铁锰钛）玻璃，其钛和锆含量显著高于其他样本（7200 ppm TiO?和720 ppm ZrO?），属于Foy Groupe 1类型。第四，锶与锰含量的高度相关性（相关系数0.9）提示在玻璃生产过程中有意添加了含锶的锰矿物。第五，多数样本中铅、铜等微量元素含量较高，表明Foy Série 2.1玻璃在罗马晚期经历了普遍的回收再利用过程。
三、关键技术方法
研究人员采用了以下主要技术方法：外部束PIXE-PIGE联用分析技术，在意大利INFN LABEC实验室的3 MV Tandetron加速器上进行，使用3 MeV质子束（直径约500 μm）通过Si?N?窗口引出至环境气压中；X射线由两个硅漂移探测器（SDD）测量，伽马射线由高纯锗（HPGe）探测器检测；钠含量通过23Na(p,p'γ)23Na反应产生的441 keV伽马射线计算；使用NIST 610、620和621标准参考玻璃评估定量准确性；数据通过TrauPIXE软件（v. 25.21，基于GUPIXWIN v.3.0.3引擎）处理，所有元素以高价态氧化物形式表示，浓度归一化至100 wt%。
四、研究结果
4.1 玻璃类型归属
通过氧化钾与氧化镁含量的对比图（图3），研究人员发现大多数样本的两种氧化物含量均低于1.5 wt%，符合泡碱玻璃的特征；而四件来自希斯特里亚的样本（H20、H26、H27、H29）含量略高，提示含有盐生植物灰成分。这些样本的氧化镁和氧化钾平均值分别约为1.8 wt%和1.6 wt%，其中H20和H27还含有较高水平的五氧化二磷（分别为3200 ppm和2940 ppm），进一步支持植物灰的存在。值得注意的是，这四件样本的氧化锰含量相对较低（平均值约0.22 wt%），明显低于组内其他样本。
4.2 Foy Série 2.1玻璃的普遍性
研究确认Foy Série 2.1是本组样本中最主要的化学类型，其典型氧化物含量为：约1.37 wt% Fe?O?、约1.43 wt% MnO、1300 ppm TiO?和约7.9 wt% CaO。该类型玻璃被认为产自埃及初级工坊，在罗马晚期主导市场。研究人员将此结果与保加利亚学者Cholakova在多瑙河下游地区（塞尔迪卡、迪钦、奥达尔齐）的分析数据进行比较，发现高度一致，进一步证实了Foy Série 2.1玻璃在该区域的广泛流通。部分样本（H5、H10、H11、H13、H14、H19、B42、B45、B64、T91、H117）的铁含量超过1.5 wt% Fe?O?，被归为高铁亚型（High-Fe Série Foy 2.1）；其中H31、H118、H120的铁含量最高（超过2.7 wt% Fe?O?）。
4.3 玻璃回收的证据
样本中铅含量分析显示，三分之二的样本含有超过100 ppm的PbO（平均值约290 ppm），铜含量在若干样本中超过150 ppm（H15、H118、B46、B67），这些微量元素在原始玻璃砂料中天然含量极低，其富集是玻璃回收的典型标志。一件无色样本B64含有约350 ppm Sb?O?和约1.16 wt% MnO，表明锑脱色玻璃与锰脱色玻璃的混合回收。橄榄黄色样本B67含有1700 ppm CoO、2.6 wt% Fe?O?、3800 ppm CuO和3700 ppm PbO，提示含钴蓝色玻璃碎片的混入。
4.4 HIMT玻璃异常样本
样本T93（来自托米斯，定年公元4至6世纪）在钛-锆图中显著偏离主群，其TiO?含量达7200 ppm、ZrO?含量达720 ppm，远高于其他样本。该样本还含有较高的铁（2.23 wt% Fe?O?）、锰（3.32 wt% MnO）和镁（1.20 wt% MgO），但氧化钙含量较低（5.6 wt% CaO），综合判断为HIMT玻璃，即Foy Groupe 1类型，该类型玻璃早于Foy Série 2.1，同样使用埃及砂料但纯度较低。
4.5 IPAN玻璃的讨论
研究人员将四件来自希斯特里亚的植物灰相关样本与Govantes-Edwards等人（2026）综述的IPAN玻璃进行了对比。这些样本符合IPAN的定量判据：（MgO+K?O）/Na?O比值约0.2，MgO+K?O+P?O?总和在3.0至3.5 wt%范围内。其成分与Rosenow和Rehren研究中的PA II组样本相似，特别是锰含量均较低（约0.22 wt% MnO）。研究人员倾向于认为这些样本是泡碱玻璃与植物灰玻璃碎料混合回收的产物（假设d），而非单独使用植物灰生产的玻璃（假设a），理由是这些样本的氯含量较高（约1.1 wt% Cl），符合新鲜泡碱玻璃的特征，且铜、锌、铅等微量元素含量较低（均低于100 ppm），缺乏多次回收的典型标志。
五、讨论与结论
本研究的讨论部分围绕玻璃回收和IPAN玻璃的成因展开。研究人员指出，Foy Série 2.1玻璃以频繁回收著称，这种回收甚至可能发生在初级生产阶段，因为古代玻璃工匠发现使用碎料有助于启动砂料熔化过程而不影响最终产品质量。锶与锰的高度正相关（相关系数0.9）提示生产过程中有意添加了含锶的锰矿物，而非仅来自天然砂料中的杂质。关于IPAN玻璃的成因，文献中提出了四种假设：（a）完全使用盐生植物灰作为助熔剂；（b）在泡碱玻璃碎料中添加钾质灰；（c）燃烧气体或坩埚陶瓷材料的污染；（d）植物灰玻璃碎料与泡碱玻璃碎料的混合回收。研究人员基于四件样本的低微量元素含量和高氯含量，倾向于支持假设（d），认为希斯特里亚的玻璃工匠在制作伊辛斯111型高足杯时混合使用了不同来源和不同化学组成的碎料。
研究结论部分指出：62件伊辛斯111型高足杯碎片的化学分析表明，绝大多数由Foy Série 2.1玻璃制成，这与该类型玻璃在公元6世纪罗马帝国的统治地位一致。四件来自希斯特里亚的样本含有植物灰成分，其组成可解释为不同来源玻璃的回收混合。一件橄榄色高足杯被鉴定为HIMT玻璃。考虑到托米斯存在次级玻璃窑炉的考古证据以及希斯特里亚出土大量伊辛斯111型器物的现象，研究人员推测这些常见器物很可能是在当地玻璃工坊使用进口原料玻璃和当地可得的碎料生产的。本研究是首次将最新版TrauPIXE软件应用于考古玻璃样本PIXE-PIGE数据处理的案例。研究结果与罗马帝国其他地区同时期玻璃器物的分析数据高度相似，反映了Foy Série 2.1玻璃在罗马晚期的广泛使用。作为罗马帝国广泛贸易的商品，埃及产Foy Série 2.1玻璃以可观的数量抵达黑海沿岸和多瑙河下游地区，原料玻璃很可能在当地加工成各种器形——包括广泛使用的伊辛斯111型高足杯/灯具——满足了当地居民对这种相对标准化玻璃产品的需求。罗马晚期斯基提亚省大规模的埃及玻璃生产和密集的玻璃回收现象，与罗马世界其他地区的情况一致，这些现象与公元4世纪地中海地区地缘政治变化导致的商业网络重组相关，边缘社区对已有资源的回收和再利用需求增加，这不仅体现在玻璃上，也体现在建筑材料、陶瓷和金属等其他材料上。
