云南香格里拉迪庆藏族自治州博物馆藏币的科学分析
云南香格里拉迪庆藏族自治州博物馆藏币的科学分析
刘杰1 李晓岑1 和桂华2
（1．北京科技大学冶金与材料史研究所；2．云南迪庆藏族自治州博物馆）
1 引言
香格里拉博物馆内藏有大量不同历史时期藏族同胞使用的钱币。藏族同胞的货币发展经历了从以物易物到金属货币的过程，马可·波罗的行记中也有藏民用盐块当货币使用的记载。[1]藏族同胞非常喜欢使用金属铸币，但是17世纪后，藏族地区的科学技术进入停滞衰落期。民间需求的大量的货币，往往都是通过西藏—廓尔喀（尼泊尔）用银钱贸易获取。[2]《卫藏通志》中记载：“卫藏地方向系由廓尔喀铸造番钱运来行使，仍兑换银两运回”。[3]后廓尔喀侵略西藏，清朝政府与之交战。在清廓两次战争后，乾隆皇帝下令，西藏地方政府铸造流通使用的货币——藏银币。由此，西藏地方政府的商业机关开始设计和发行宝藏钱系列，最著名的宝藏钱就是乾隆五十八年（1793年）发行的乾隆宝藏钱。[4]到了19世纪末20世纪初，英属印度铸造的卢比在藏族同胞们的生活区域大肆流通。从1909年开始，西藏地方政府又制造藏银币的辅币——藏铜币。现有云南迪庆藏族自治州博物馆五枚钱币样品，本研究通过对样品分析检测，揭示当时西藏地方政府的钱币加工技术。
2 实验样品和方法
1.1 样品
样品取自云南迪庆藏族自治州博物馆的五枚藏币样品，其中两枚钱币表面有些铜绿色锈，其他三枚表面边缘处有些黑色物质。从取样的切面上来看，Z1和Z2颜色显黄色，可能为藏铜币样品；Z3、Z4和Z6三枚样品的颜色显现亮白的颜色，可能为藏银币样品；Z4与Z5为同一样品的不同部位取样（表1、2）。
表1 样品照片
Table 1 Photos of Sample
表2 样品基本信息
Table 2 Information of sample
注：Z2纪年处被油污覆盖，因未发生锈蚀现象，未对样品进行清洗和处理。
2.2 实验方法
为考查这批样品加工工艺，从样品边缘处取样，经镶样、抛光等工艺后，铜样品用三氯化铁酒精溶液侵蚀，银样品侵蚀后用江苏南京江南光学仪器厂生产的型号为XJP-100的光学显微镜观察。金相拍照用的是型号为LeicaDM4000M（莱卡）的光学显微镜图像分析系统。再进行喷碳，进行扫描电子显微镜能谱分析（SEM-EDS）。检测样品成分使用的是美国热电公司生产、型号为Noran System的X射线能谱仪；扫描电子显微镜是日本电子公司生产的，型号为JSM-6480LV。
3 实验结果和讨论
Z1、Z3和Z4及Z6从表面的藏历纪年，可以看出样品是近现代时期的西藏钱币。Z2由于表面被覆盖，故看不出是什么年代的样品；因为样品未发生锈蚀现象，故未对样品表面进行清洗和处理。
3.1 Z1和Z2样品金相的测试结果
由Z1和Z2样品金相的测试结果（图1、2）及其能谱分析结果（表3），可见Z1和Z2在侵蚀后基体均为经过再结晶的α固溶体等轴晶及孪晶，晶体大小不一，存在较多的加工孔洞。样品显示的金相组织为冲压热加工的组织形态，分析结果表明两枚铜币是采用热加工冲压制作而成。
图1 样品Z1金相照片
Fig.1 Metallographic photo of sample Z1
图2 样品Z2金相照片
Fig.2 Metallographic photo of sample Z2
表3 样品Z1和Z2的化学成分
Table 3 Chemical composition of sample Z1 and Z2
注：—表示未检测到该元素，下文中表内所示同。
对这两枚铜币进行能谱分析（表3）发现，铜的质量分数高达99%，可以判断这两枚钱币是用纯度较高的铜制作的基本不含有其他金属元素，可以看到金相图片中的黑色物质是铸造时制造的空洞。废两改元后，青铜制钱在民国时期已经非常少见，更多是加入锌金属的黄铜或纯铜制作的铜圆。在检测此两枚样品时，未发现砷元素。西藏地区的铜矿藏多为含砷复合铜矿，[6]并且民国时期，西藏造币铜板材多是从外地进口的，[7]可推知这两枚样品所用铜料不是本地生产。
3.2 Z3、Z4、Z5、Z6样品金相及化学成分的测试结果
测试结果见图3～5，表4、5。因为Z3、Z4、Z5和Z6三枚钱币的四个样品与前面两个样品材质不同，需配置银铜合金的侵蚀剂。浓硫酸、饱和重铬酸钾溶液和饱和氯化钠溶液调匀后，用水稀释10倍备用。[8]
三枚钱币均为银铜共晶组织，有明显的白色区域与深色区域之别。金相图片中还存在少量黑色杂质。
西藏地方政府1928年建成首座发电站，1932年开始使用电力驱动造币机进行冲压制造流通使用的金属货币。从人力和畜力、水力到电力驱动，动力的不断加强，制造的钱币纹饰更加精美。从金相组织对比（图3～6）也可以看出1936年电力制币的晶粒较1918年和1925年水力制币的晶粒要小一些。一般来说压力越大，晶粒越小；退火温度越高，晶粒越大。电力制币过程中的压力要大于水力制币过程，符合事实。
图3 样品Z3金相照片
Fig.3 Metallographic photo of sample Z3
图4 样品Z5金相照片
Fig.4 Metallographic photo of sample Z5
图5 1918年畜力制作的铜币金相照片[9]
Fig.5 Metallographic photo of coin 1918
图6 1925年水力制作的铜币金相照片[9]
Fig.6 Metallographic photo of coin 1925
图7 样品Z5扫描电镜照片及其能谱分析
Fig.7 SEM and energy spectrum test photo of sample Z5
从图7和表4可以看出，白色为富银区域，银的质量分数高达93%左右，铜的质量分数为6.7%左右；深色为富铜区域，银的质量分数为70%左右，铜的质量分数高达30%左右；铜的含量白色区域要低于平均成分，而深色区域要高些，说明在合金过程中，两者的再结晶过程并不是完全均一化的，也有部分的差异。
表4 样品Z5不同颜色区域的化学成分
Table 4 Chemical composition of different parts of sample Z5
表5 样品Z3、Z4、Z5和Z6的化学成分
Table 5 Chemical composition of sample Z3、Z4、Z5 and Z6
续表
Z3和Z5样品均为银铜共晶组织，有明显的白色区域与深色区域之别。结合扫描电镜能谱分析结果，白色区域为富银相，深色区域为富铜相。四个样品的金相组织基本相同，都是铸造的枝晶组织，后经冲压加工，有部分变形。晶体大小不一，说明当初冷却不均。
对几枚样品进行能谱分析（表4、5）时发现，铜的质量分数都在20%左右，银的质量分数在80%左右，样品含量较均匀。Z4与Z5两枚样品来源于同一枚藏币，成分上的差异很小，如考虑到分析方法的误差，两者之间没有区别。表格内显现出的差异性，可能与样品取样位置有关。合金化程度如此高度一致的制币板材，应该是大工业标准化生产出来的，与西藏本地矿藏的开采和冶炼无关。铅含量和含硫率都很低，测得结果都低于能谱检测线，在考虑样品的机械能力方面可以忽略不计。铅可能是由冶炼银铅共生矿或者灰吹法提取银所留下的，但是含量低于能谱检测线，还需要大量的样品及实验才能确定。
4 结论
①香格里拉藏币总共有五枚，其中两枚为铜币，三枚为银币，与之前推测的结果相同。
②铜币为红铜材质，经机械冲压生产。因钱币表面有黑色物质，年代辨认较差，可能为流通中使用造成，但未产生锈蚀，没有进行清洗和保护处理。对两枚铜币成分分析可知，未发现西藏本地含砷铜矿冶炼的证据，说明这两枚样品的造币材料来自西藏地区之外，不排除印度等地。
③三枚银币都是经机械冲压生产并发行流通的。对三枚银币成分分析可以看出，这一时期的铜银合金比例基本接近银铜共晶产生的比例，说明当时的造币材料配比是非常精细的，也是大型工业化生产得到的产品。这几枚钱币材料的来源为境外印度等地进口，但是不能证明全部西藏钱币的造币材料都为进口。是否使用当地铜矿和银矿资源，还需要进一步进行大量的实验才可证明。
西藏地方政府造币厂的驱使动力，历经人力、畜力、水力和电力四个阶段，无论从冲压力量角度，还是制作质量和数量角度，电力均优于前三者。电力造币的纹饰十分精美，单位时间内产量巨大。不断的更换造币的驱使动力，是因为货物贸易的繁盛及民生和军事等建设的大量货币需求。
西藏地方政府制造钱币，是为了抵制西方的经济侵略和筹集资金来完善完备当地的工业系统。香格里拉地处滇藏缅贸易要道上，所以这批钱币也随着贸易流通来到香格里拉。这些钱币的留存，也正好说明当时货物贸易的兴盛。
2015年
参考文献
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Liu Jie, Li Xiaocen, Yang Jun, et al. A Preliminary Study on the Manufactured Techniques of Tibetan “Xuegang” Copper Coin[J]. Guangxi University for Nationalities: Natural Science Edition, 2015(1):49.
Abstract
Five coins from the collection of the Tibetan Autonomous Prefecture Museum in Shangri-La, Diqing County, Yunnan Province are analyzed by metallurgical microscopy observations and scanning electron microscopy. The results suggest that these five coins could be categorized into two groups—Copper and Ag-Cu alloy. Copper coins have a copper content up to 99%, and can be considered as pure copper products; the Ag-Cu alloy coins accord with the general practice of the time—80% silver and 20% copper. All five coins are produced by mechanical stamping, which coincident with the technological development of the time. This research is meaningful for further understanding of the manufacturing technique of coins in the Tibetan area.