中国古代手工造纸技术是中国非物质文化遗产的重要组成部分，造纸术在中国的发明与发展是人类文明史上的伟大创举，极大地推动了世界文明的发展。考古遗址出土古纸的科技分析，对于研究我国古代政治、科学、经济及文化具有重要价值。近期，中国科学院大学人文学院（光若曦、葛梦帆、杨益民、张明悟、韩宾）、隆化民族博物馆（王晓强、吕秀明）联合对河北省隆化县鸽子洞遗址出土的元代末期古纸残片进行科技分析，揭示了其原料使用及施胶工艺。研究成果近日发表于专业期刊Archaeological and Anthropological Sciences。
鸽子洞遗址位于河北省隆化县（图1），距离北京约200公里。1999年，当地县博物馆在洞口堆积中清理出大量丝绣、契约与俸钞文书，年代最晚至公元1362年，为研究14世纪晚期华北造纸与用纸实况提供了珍贵的实物资料。
图1 鸽子洞窖藏遗址的地理位置
此次分析的为无书写字迹的古纸残片，显微观察显示（图2），纸面不见帘纹，部分残片带有规则折痕，推测曾用于包裹方形器物或垫衬衣领塑形，而非书写之用。
图2 鸽子洞遗址出土部分无书写字迹古纸残片
纤维染色及赫尔佐尔试验分析表明（图3、图4），原料以桑构纤维为主，兼有少量大麻纤维。北方造纸的传统原料组合即为麻、桑皮、构皮等，鸽子洞古纸的纤维种属符合北方的造纸传统。扫描电镜在纤维表面发现含氮组分，红外谱图在1653 cm-1、1545 cm-1处出现蛋白酰胺基的特征峰，表明样品纸张上可能存在蛋白类施胶剂。
图3 偏光显微镜下纤维在明场和偏振光下的纤维图谱
图4 古纸纤维赫尔佐格试验的特征
利用热裂解-气质联用仪进行表征分析，样品lh-1与lh-4均检出蛋白质氨基酸热解产生的标志产物哌嗪二酮类化合物（DKP, m/z 154，图5）。lh-4和lh-1样品呈现出较高的5-benzylidenehydantoin、indole等特征产物组合（图6），与古代常用施胶、胶粘剂中的蛋清的裂解产物组合相符。蛋清作为粘合剂在中国古建、壁画、制墨等领域有着悠久且广泛的应用，但在中国古纸抄造加工中的应用，鸽子洞遗址的古纸是首次实证。
图5 古纸样品热解产物的色谱图
图6 古纸样品的选择离子色谱图
鸽子洞遗址出土古纸的科技分析结果是中国造纸史上一次重要发现，首次揭示了14世纪华北地区造纸工艺在继承传统桑麻混料的基础上，创新性地采用蛋清施胶技术以提升纸张性能。该发现不仅填补了北方造纸史上“动物蛋白施胶”工艺的空白，更证实元明时期京畿地区已具备与文献记载中“北方纸乡”迁安相媲美的造纸技艺水平。这一发现更新了中国造纸技术发展的时间轴线，揭示了古代工匠在材料科学领域的卓越智慧，为重新评估宋元时期手工业技术水平及其在丝绸之路知识传播中的作用提供了关键实证。
本研究得到北京市社会科学基金青年学术带头人项目（24DTR077）资助。
全文及链接：
Guang Ruoxi, Wang Xiaoqiang, Ge Mengfan, Lv Xiuming, Yang Yimin, Zhang Mingwu*, Han Bin*. Paper production and usage in the late fourteenth century in northern China: insight from paper fragments unearthed at the Dove Cave site. Archaeological and Anthropological Sciences, 2025, 17(12), 247. https://doi.org/10.1007/s12520-025-02311-6
