皇华城遗址与老鼓楼遗址图

宋元（蒙）战争山城是南宋末期（约1243～1279）战争双方在四川地区修建的系列军政合一的山城堡寨，依托方山大川构成军事攻防体系。作为我国多民族国家形成和巩固发展过程的重要节点，见证了13世纪游牧文明和农耕文明在西南地区始于碰撞冲突、归于交流融合的壮阔历史。目前，伴随着世界文化遗产申报和考古遗址公园建设工作的有序推进，关于宋元战争山城体系的历史学、考古学研究日益深入，遗产价值阐释成果较为丰富，但长期以来对于山城建筑工艺本身的研究较为缺乏。本研究以皇华城与老鼓楼两处南宋山城遗址为例，对山城建筑灰浆材料进行科学分析，对于开展相关研究与活化利用具有参考意义。

1、 遗址概述

（1） 皇华城遗址

皇华城遗址位于重庆市忠县东部皇华岛，地处三峡库区腹心地带，距忠县县城约8千米，地理坐标处于东经108°04′31″～108°06′36″，北纬30°19′28″～30°20′39″之间，海拔142～237米，面积1.4平方千米；皇华城在《水经注》中称江浦，南宋咸淳年间，忠州因度宗潜邸升咸淳府，移府治于此，为宋元（蒙）战争山城防御体系重要组成部分。一号城门地处城址西部南高北地的缓坡之上，营造前先依山就势建造圆角方形城台，城台现存包边石墙、铺地石板、排水暗沟。城门坐东朝西，平面略呈“凸”字形，由外门道、内门道、八字墙、阶梯踏道与排水暗沟等组成。外门道保留两层拱券顶，内门道进深两间，地袱石及柱础保存较好，门道左右贴壁石板装饰。城门内堆积可分为8层，结合封堵石墙和包含物的分析，基本可复原元当初城门毁坏、填埋的具体步骤。该城门保存较好、结构完整、要素齐全，规模形制在既往宋元城址考古中较为罕见，是中国古代城门排叉柱抬梁结构向拱券顶结构过渡阶段的珍贵例证，具有重要的学术研究价值和展示利用价值。

（2） 老鼓楼遗址

老鼓楼遗址位于重庆市渝中区望龙门街道巴县衙门片区，入选2012年度全国十大考古新发现，2013年被国务院公布为全国重点文物保护单位。高台建筑F1是老鼓楼遗址中最重要的发现之一，建筑性质为四川制置司及重庆府衙治所前部的“谯楼”兼“望楼”，始建年代为南宋淳祐五年（1245），其规模大、规格高、纪年明确，是目前重庆地区已发现的等级最高、价值较大的宋代建筑遗存，填补了重庆城市考古的空白，丰富了中国宋元时期都城以外的城市考古资料，具有重要的历史价值和学术意义。F1高台建筑东南侧砖墙立面保存有少量“白灰面”。二、样品与分析方法

（一）取样概况

取样位置图

使用手术刀分别从皇华城遗址一号城门北侧城墙石缝和老鼓楼遗址白灰面边缘处取少量样品，皇华城样品编号：a、b、c，老鼓楼样品编号：d、e、f。

（3） 分析仪器与测试条件

1. 扫描电子显微镜及能谱仪：美国FEI公司QUANTA-650型环境扫描电子显微镜及EDAX公司的APOLLO-X型能谱仪，实验条件为高真空模式,工作电压为25仟伏；德国赛默飞(ThermoFisher)公司Axia Chemi扫描电镜及能谱仪，实验条件为高真空模式,工作电压为15仟伏。2.超景深显微镜：德国蔡司Axiolmager a2m型超景深显微镜与德国莱卡VHX-2000Ｃ型超景深显微镜。3.傅里叶红外光谱分析仪：安捷伦显微红外光谱仪，溴化钾压片法。4.激光拉曼光谱仪：美国必达泰克BWS465-785S型便携式激光拉曼光谱仪，785纳米激光器。5.X射线衍射分析仪：德国布鲁克公司D8 ADVANCE X射线衍射分析仪，Cu靶，管压40仟伏，管流40毫安，扫描速度5度/分，扫描范围5～80度

（4） 分析方法

采用环氧树脂包埋，部分样品进行表面研磨处理；使用超景深显微镜初步观察；使用扫描电子显微镜配合能谱仪进行形貌观察与元素分析；使用激光拉曼光谱仪与傅里叶红外光谱分析仪分析成分；使用X射线衍射分析仪进行物相分析；综合分析确定材料的主要组成成分。

2、 样品分析结果

（1） 扫描电子显微镜及能谱仪

1.皇华城遗址样品

皇华城遗址样品扫描电子显微镜图

皇华城遗址样品能谱与元素分布图

为了对样品微观形貌和元素组成进行研究，采用扫描电镜能谱仪对样品横截面进行分析，从上图结果可知，皇华城遗址样品内部较为纯净，颗粒之间胶结牢固，结构较致密，内部无明显杂质形态。材料元素成分以C、O、Ca为主，分布均匀，三者质量占比为99.1%，微量杂质元素成分以Na、Mg、Al、Si、K等为主。2.老鼓楼遗址样品

老鼓楼遗址样品扫描电子显微镜图与能谱图

从扫描电镜观察可知，老鼓楼遗址样品颗粒大小均匀，结构相对松散，其中夹杂少量杂质。结合能谱仪分析结果，白灰面（Selected Area 1）主要材料元素构成以C、O、Ca为主。杂质元素成分以O、Si元素为主，含有极少量Al、Mg元素，杂质（Selected Area 2）微观形态呈致密规则块状，分析矿物成分应为石英。（二）拉曼光谱仪

样品拉曼光谱图（a为皇华城遗址，b为老鼓楼遗址）

两处遗址样品拉曼光谱图中，在148cm-1、276cm-1(272cm-1)、710cm-1和1082cm-1处为碳酸钙的拉曼特征峰，无其他物质明显特征峰。

（三）红外光谱仪

样品红外光谱图（a为皇华城遗址，b为老鼓楼遗址）

两处遗址样品红外光谱特征吸收峰主要出现在1795cm-1、1402cm-1（1396cm-1）、872cm-1和712cm-1处，其中1795cm-1处的弱吸收峰为碳酸钙中C-O对称伸缩振动和面内弯曲振动的组合峰，1402cm-1（1396cm-1）附近的强吸收峰是方解石型碳酸钙晶体的v3特征吸收峰，代表C-O键的不对称伸缩振动。872cm-1和712cm-1的吸收峰分别为方解石晶体中C-O的v2（面外弯曲振动）和v4（面内弯曲振动）吸收峰，v2峰强而尖锐，v4峰尖锐但强度不及v2。从皇华城遗址样品的红外光谱图可以看出，还存在与糯米支链淀粉成分多糖类化合物对应的特征峰，其特征峰位于1167cm-1，1068cm-1,1032cm-1附近，是由淀粉分子中的C-O键的伸缩振动引起的[4]。老鼓楼遗址样品出现在1016cm-1附近的峰应为二氧化硅中Si-O键吸收峰。

（四）X射线衍射分析仪

样品X射线衍射分析谱图（a为皇华城遗址，b为老鼓楼遗址）

两处遗址样品在29.4°、31.4°、39.4°、43.1°、47.1°、48.5°附近位置处呈现方解石型碳酸钙的衍射特征峰，此外还主要含有石英与钠长石杂质。

（5） 检测结果

通过对重庆两处山城相关建筑设施中残留的白色灰浆材料系统检测，综合分析样品元素、光谱特征峰、物相结构，发现灰浆的主要成分为方解石型碳酸钙，即石灰，其中皇华城遗址石灰中可能掺杂了糯米灰浆，以提升其性能。

本文原标题《重庆南宋山城建筑灰浆材料科学分析与研究——以皇华城遗址和老鼓楼遗址为例》，有删节，载于《文物天地》2025年第11期，参考文献从略，下载全文请登录中国知网首页-出版物检索-文物天地

作者：张良帅、贾一鸣、蔡亚林、袁东山、白莹、陈家昌

作者单位：河南省文物考古研究院（城市考古与保护国家文物局重点科研基地）、重庆市文物考古研究院副研究馆员、中国文化遗产研究院