什么埋藏环境能使有机物保持数千年而不腐烂？人们熟知的有永久冻土、干旱和水（位）下环境。考古人员已经从这些区域的遗存物中获得了大量人类早期文明发展的信息。
还有一种环境也能使有机物保存数千年，那就是石灰基灰浆。
中国烧制石灰、制作灰浆、用于砌筑和装饰建筑物的历史至少有5000年以上。
为了改进石灰灰浆的性能，古人把能利用的各种材料掺入灰浆中。其中，农牧业产品是最常用的添加物，如明胶（动物皮胶或骨胶）、蛋清、糯米、桐油、酪素、血料、各种植物胶和糖等，应用效果好的配方和工艺会被世世代代传承下来。其中，糯米灰浆、桐油灰浆等都是源远流长的具有中国特色的有机-无机复合材料的鼻祖。例如，国际材料学家们已将中国糯米灰浆列入世界有机-无机复合材料的里程碑之一（见图1）[1]。
图1 世界有机-无机复合材料发展进程图[1]
石灰的碱性环境具有很强的防腐性。因此，只要遗存的灰浆还是碱性的，添加的有机物成分就可能被保存下来[2]。
今天通过分析建筑灰浆的成分，就能了解当时古人探索复合材料的过程，也能间接了解当时的农牧业生产情况。同时，通过比较不同时期的灰浆还能反映当时人群的变迁和传承序列的改变等。
迄今为止，在国家科技基金项目的资助下，浙江大学文物保护材料实验室已经检测了近300处遗址的1000多个古代建筑灰浆样品，包括：故宫等官式建筑、长城等城墙遗址、大雁塔等塔体、六安战国墓等墓葬、长安闸等水利设施的灰浆 [3]。
此前，我们检测出的最早添加有机物的灰浆是4300年前延安芦山峁遗址的白灰面（用于墙面和地面装饰的石灰材料），检测结果显示其中添加了明胶[4]，这表明我国先民至少在龙山文化时期就已经开始探索利用畜牧产物来提高白灰面的性能。
本次我们采集了陕西榆林地区30多处史前房屋基址的白灰面样品（见图3），年代从泉护二期、庙底沟二期到石峁文化时期。通过化学分析方法、X射线衍射光谱、酶联免疫法和热裂解气相色谱质谱联用等检测，发现在4700年前的陕北地区，当时居民已普遍开始向建筑灰浆中添加各种农牧业产物，包括：酪素、动物胶和蛋清。样品和检测方法见原文[5]，这一发现也为新石器时代中国北方农牧交错带的形成提供了证物。
图3 榆林市新石器时代遗址的白灰面遗存[4]
此外，值得注意的是，我们的检测还发现，在榆林市米脂县龙镇寨山遗址的白灰面中掺有支链淀粉添加物（糯黍淀粉）。这是目前知道的最早掺入糯淀粉的灰浆案例，而此前我们检出的最早糯米灰浆来自江苏徐州东汉墓（公元25-220年）[3]。榆林的新发现将中国糯淀粉灰浆的应用历史提早了两千多年。
与南方的稻作农业不同，中国北方早期农业的代表性作物主要为黍和粟[6-9]，糯黍（软靡子）是其中一种。与糯米类似，糯黍支链淀粉含量高达90%[10]。榆林地区新石器时代白灰面中支链淀粉添加物的检出，势必将糯米灰浆的概念扩大，即糯淀粉灰浆。最近我们又在榆林地区发现了20多个糯淀粉灰浆案例（正在撰文中），现在可以说，中国发明糯淀粉灰浆的历史已有4700年。
图4 榆林白灰面样品检测工作照
陕西榆林地区史前房屋基址白灰面样品检测的论文已在国际著名考古学期刊《Journal of Archaeological Science》（JCR分区:3.508/Q1）上发表[5]，论文作者为：浙江大学鲁晖、张秉坚和胡瑜兰；榆林市文物考古勘探工作队康宁武；陕西省文物考古研究院马明志。论文首页和作者排名见图5。
图5 发表在《Journal of Archaeological Science》上的白灰面分析检测论文首页
欢迎有检测需要的考古界朋友与我们联系：zhangbj@zju.edu.cn
参考文献
[1] Marco Faustini, Lionel Nicole, Eduardo Ruiz-Hitzky, and Clément Sanchez, History of Organic-Inorganic Hybrid Materials: Prehistory, Art, Science, and Advanced Applications[J], Advanced Functional Materials, 2018,28(27): 1704158
[2] Fuwei Yang, Bingjian Zhang, Qinglin Ma,The study of sticky-rice lime mortar technology for the restoration of historical masonry constructions[J], Accounts of Chemical Research,2010, 43(6):936-944.
[3] 张秉坚,方世强,李佳佳等.《中国传统复合灰浆》[M].北京:中国建筑工业出版社,2020:210.
[4] Weng Xin, Ma Mingzhi, Zhang Bingjian, Detection of early Chinese organic-inorganic composite lime surface from the Lushanmao site, 4300 years ago[J]. Journal of Cultural Heritage， 2021，52：128–133.
[5] Hui Lu, Ningwu Kang, Bingjiinan Zhang, Mingzhi Ma, Yulan Hu，Organic additives to Neolithic white lime surfaces in Yulin, Shaanxi, China[J]，Journal of Archaeological Science，2023，158：105841
[6] 赵阳. 榆林地区新石器至西周时期聚落的时空演变与家户研究[D].郑州大学学报, 2021. DOI:10.27466/d.cnki.gzzdu. 2021.000704.
[7] 胡松梅,杨曈,杨苗苗等.陕北靖边庙梁遗址动物遗存研究兼论中国牧业的形成[J].第四纪研究,2022,42(01):17-31.
[8] 生膨菲,尚雪,杨利平等.陕西横山杨界沙遗址植物遗存的初步研究[J].考古与文物,2017(03):123-128.
[9] 夏秀敏,孙周勇,杨利平等.陕北榆林王阳畔遗址的植硅体分析[J].人类学学报,2016,35(02):257-266.
[10] Zhang, L., Ji, P., Luo, X., Mu, H., Qin, Y., Niu, Y., Qiao, Z., Physicochemical Properties and Digestibility of Proso Millet Starch[J]. Food Science, 2016,37, 76–81.
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