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象牙及相关牙骨制品的形态学鉴定要领
作者:陆冠亚 谭笑 郝雨 吴仰耘 赵晓娜 周萍 唐泰山 赵晓燕
陆冠亚 谭笑 郝雨 吴仰耘 赵晓娜 周萍 唐泰山 赵晓燕
象牙及猛犸牙日常鉴定工作中存在以下特点:(1)样品通常价值较高,应案件侦办需要,部分样品不允许破坏其完整性,首选形态学无损鉴定。(2)样品往往存在漂白、染色、改变形状、真假拼接、伪造纹理等现象,给鉴定业务正常开展制造了障碍和难度。(3)部分样品允许有损鉴定,可以采用分子生物学鉴定方法(如巢式PCR等),但牙骨类样品核酸含量较低,某些陈年样品及猛犸牙DNA降解程度高,提取难度较大,这对鉴定人员的专业素养提出了较高要求。因此,如何高效、精准鉴定象牙、猛犸牙等牙骨制品显得至关重要。
1 施氏结构
象牙和猛犸牙牙体横截面由外向内依次能观察到牙骨质层(或称牙皮)、夹层、牙本质层、年轮样环状纹、牙髓层和牙心,可见由两组规则分布且反向延展的线条(施氏线或称施雷格线)构成的细小网格状纹理——施氏结构(或称施雷格纹);纵截面可见断续的山峰样、波状或人字形纹理。施氏线相互交织形成施氏角,靠近牙骨质层的外缘施氏角一般为钝角(平均值>115o),这是现生象牙独有的鉴定特征,也是象牙鉴定贯穿始终的要素[1]。猛犸牙外缘施氏角平均值一般<90o,这是其独有的鉴定特征;象牙牙本质、牙髓层的内层施氏角一般为锐角(平均值<90o),同猛犸牙施氏角特征,不具备鉴定意义[2]。如图1所示。
图片来自南京海关动植物与食品检测中心
图1 象牙、猛犸牙典型的施氏结构及横截面外缘
施氏角对比
Fig.1 Comparison of the typical Schreger structures of ivory and mammoth tusk and Schreger angles at the outer edges of cross sections
2 象牙形态学鉴定方法
2.1 鉴定样本的选取
隶属海关送样的疑似象牙制品及疑似猛犸牙、河马牙、野猪(疣猪)牙、象骨、牛骨及各种人造象牙制品,均为象牙的常见仿品[3]。
2.2 鉴定方法
2.2.1 观察外形与纹理
样品若是整根象牙,其表面颜色为白、黄、棕或黑褐色。走私象牙为了掩人耳目,往往分割成段或不规则形状,采用染色、涂抹等手段人为改变牙体外观,以此逃避海关监管[3]。真象牙细腻、平滑、通透、润度高,表面无微小空洞和色斑,施氏线较细,交叉形成的弧线弯度较大,横截面施氏结构较细密。猛犸牙施氏线较粗,交叉形成的弧线较直,横截面施氏结构略大。河马牙有门齿和上下犬齿之分,门齿和上犬齿呈直桩形,下犬齿圆弯形,多以整牙经雕刻后的制品形式出现,大多能观察到尖端具有一个朝向弯内侧的平整斜切面,用放大镜观察可见均匀而细密排列的同心线状环纹结构,牙体横截面中心通常可观察到牙心。野猪牙外形与河马牙类似,尖端无平整斜切面,牙体横截面牙本质层存在小裂隙,并可见粗细不均的同心线状环纹结构,牙腔内可能存在瘤状物[4]。象骨重量与象牙接近,切面呈断续年轮纹,但无论何种角度都无法观察到施氏结构;牛骨质地较细腻,放大观察可见典型的“蝌蚪纹”,有些则能观察到微小空洞和色斑。人造象牙制品刻意仿制的牙纹死板呆滞,太凌乱或太规则,同象牙自然的纹理有明显区别[5]。如图2所示。
2.2.2 荧光试验
用波长365 nm的紫外灯照射样品表面,象牙等牙骨制品呈现蓝白色荧光,而人造象牙除了部分高仿品外,其余无此特征[6],如图3所示。
2.2.3 热针刺探试验
无损鉴定的有效手段之一是用烧红的注射器针头用力扎待鉴定样品,象牙等牙骨制品无法扎进且仅有较淡的骨焦味,无白烟和浓烈且刺鼻气味,而人造象牙往往针头很容易扎进去,白烟直冒,如图3所示。
图片来自南京海关动植物与食品检测中心
图3 荧光试验、热针刺探试验可识别部分人造象牙制品
Fig.3 Fluorescence test and hot needle probing test can identify some artificial ivory products
2.2.4 其他鉴定方法
室温条件下,象牙等牙骨制品通常无气味,猛犸牙及其制品嗅之有一种特殊的腥味[7],人造象牙嗅之往往有一股烟呛味。叩击象牙制品声音比较清脆,猛犸牙等牙类声音略微低沉些,骨制品、人造仿品声音比较沉闷。
3 猛犸牙与常见易混淆品的形态学鉴定方法
3.1 鉴定样本的选取
鉴定样本为疑似猛犸牙制品及疑似独角鲸牙、海象牙、齿鲸(抹香鲸、虎鲸)牙等常见易混淆品[8]。
3.2 鉴定方法
3.2.1 观察牙体
猛犸牙牙体外观鉴别特征如下:外形弯曲度较大,甚至扭曲,其牙骨质层极其发达,横截面牙心粗大,以上均明显区别于现生象牙[9];因长埋于地下冻土,牙体表面可能发生朽损或分层劈裂,矿物质沉着而使其出现颜色改变,牙骨质层表面石化,牙体表面或内部可见白垩质沉着,牙本质层存在不规则形状污渍斑块等[10]。依据参考文献[8]的研究,独角鲸牙、海象牙和齿鲸牙牙体外观鉴别特征如下:独角鲸牙是雄性独角鲸特化生长的左上门齿(雌性牙齿终生不外露),外形长直而尖锐,最长能达3 m以上,通体布满逆时针方向斜扭槽棱,牙髓腔大部分中空,牙尖部具备牙釉质;海象牙是海象嘴两侧向下各生长的1对长獠牙,外形为稍弯曲的长直扁圆形,手感如岩石,其制品是西方殖民时代常见的贵重贸易物和纪念品,牙体通常刻有年份、船名等信息;齿鲸牙外形为略微弯曲的短圆锥形,基部粗壮。上述4种牙横截面牙骨质层均很发达,厚度远超现生象牙。
3.2.2 观察纹理
依据参考文献[8]的研究,现将猛犸牙、独角鲸牙、海象牙和齿鲸牙横截面的纹理鉴别特征分述如下:猛犸牙横截面具备典型的施氏结构;独角鲸牙横截面边缘存在明显缺刻,牙骨质层与牙本质层之间有较浅的环纹结构,某些样品因牙髓腔发达致横截面中空;海象牙横截面牙骨质层和牙本质层间有过渡圈,中央牙本质层呈现独有的脑花样纹理,某些样品横截面可见辐射状裂缝;齿鲸牙牙骨质层和牙本质层间有过渡圈,抹香鲸牙横截面牙本质层呈现围绕中心排列的环纹结构,虎鲸牙横截面牙本质层可见独特的玫瑰花形环纹结构。
4 鉴定要素对比与分析
总结和提炼象牙、猛犸牙与常见易混淆品的形态学鉴定方法,形成相关鉴定要素并进行对比分析,见表1。
5 结论与讨论
结合近年来南京海关动植物与食品检测中心象牙、猛犸牙鉴定业务实际,本研究采用的观察外形与纹理、荧光试验、热针刺探试验等形态学鉴定方法具有操作简便、精准高效、容易掌握、适合推广等特点,提炼出的鉴定要领行之有效,能够作为SN/T 5275—2019《象牙及其制品鉴定技术规范》的有效补充,有助于快速甄别象牙、猛犸牙等牙骨类制品。同时,能高效筛选出形态学手段无法给出鉴定结果的样品,为后续采用何种鉴定方法如分子生物学法、傅立叶转换红外光谱分析法、热重分析法、放射性碳定年法等[6]提供信息和依据,最终达到提高鉴定效率、缩短周期和控制成本的目标。
当然,在日常鉴定工作中也会遇到鉴定难度较大的样品,表2简要列举并提出相应的分析、鉴定诀窍或对策,供参考和讨论。
基于海关系统目前象牙及相关牙骨制品的鉴定业务现状和技术特点,给出如下建议:一是实验室现有方法均无法给出明确鉴定结果的疑难样品,建议送资深司法鉴定机构进行进一步鉴定;二是进一步探索象牙及相关牙骨制品多重实时荧光PCR技术并建立方法;三是进一步探索象牙及相关牙骨制品DNA条形码鉴定技术并建立方法;四是加强象牙及相关牙骨制品鉴定方法的科研攻关,进一步完善象牙鉴定相关行业标准,探索和论证其他牙骨制品鉴定制标的可行性,使得相关鉴定工作步入更加规范化、制度化的轨道。
参考文献
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[2]尹作为, 罗琴凤, 李笑路, 等. 猛犸牙的鉴定特征和谱学分析——“勒兹纹”能否区分猛犸牙与非洲/亚洲象牙[C]. 中国珠宝玉石首饰行业协会. 2013中国珠宝首饰学术交流会论文集. 北京: 中国宝石, 2013: 135-139.
[3]韦万春. 解锁象牙鉴定密码[J]. 中国检验检疫, 2019(6): 16-21.
[4] HARFOOT M, GLASER S A M, TITTENSOR D P, et al. Unveiling the patterns and trends in 40 years of global trade in CITES-listed wildlife[J]. Biological conservation, 2018, 223: 47-57.
[5]余炼钢. 一种新型仿象牙材料的鉴定[J]. 宝石和宝石学杂志, 2017, 19(3): 24-34.
[6]郭书林. 象牙及其制品鉴定方法适用性解析[J]. 文物鉴定与鉴赏, 2019(17): 82-84.
[7]姜海涛, 赵克良, 王元, 等. 黑龙江青冈地区晚更新世猛犸象-披毛犀动物群生存的环境背景[J]. 人类学学报, 2019, 38(1): 148-156.
[8] UNODC. World Wildlife Crime Report: Trafficking in protected species 2020[M]. United Nations Publication, 2020: 42-48.
[9]胡红. 象牙及其制品鉴定技术标准的研究[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2010: 18-68.
[10]赵克良, 姜海涛, 王元, 等. 中国真猛犸象和披毛犀化石~(14)C年代研究新进展[J]. 人类学学报, 2022, 41(3): 551-562.
象牙纹理细腻
猛犸牙横纹较粗大
猛犸牙纵纹亦粗大
牛骨表面的“蝌蚪纹”
河马牙尖端向内平整斜切面
人造象牙制品纹路太凌乱或太规则
图片来自南京海关动植物与食品检测中心
图2 通过观察外形与纹理特征区分象牙、猛犸牙、河马牙、牛骨及人造象牙制品
Fig.2 Distinguishing ivory, mammoth tusk, hippo teeth, bovine bones and artificial ivory products by observing the appearance and texture
表1 象牙、猛犸牙、易混淆牙骨类及人造象牙主要的形态学鉴定要素对比与分析
Table 1 Comparison and analysis of the main morphological identification elements of ivory, mammoth tusk, confounding odontobones and artificial ivory
种类 | 独有鉴定特征 | 气味 | 色泽 | 质地 | 热针试验 | 荧光试验 |
象牙 | 外缘施氏角为钝角 (>115°) | 无 | 乳黄色 | 表面油润有通透感 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
猛犸牙 | 外缘施氏角为锐角 (<90°) | 特殊腥味 | 浅黄色/发灰 | 表面粗糙有坑洼感 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
河马牙 | /同心线状环纹结构/横截面中心通常有牙心 | 无 | 乳白色 | 表面油润有通透感 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
野猪牙 | 牙腔内可能有瘤状物/牙本质层存在小裂隙及粗细不均的同心线状环纹结构 | 无 | 乳白色 | 表面油润有通透感 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
独角鲸牙 | /牙髓腔发达致横截面中空 | 无或少量腥味 | 黄褐色/浅黄色 | 牙表粗糙内里油润 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
海象牙 | 较厚牙骨质层/横截面脑花样纹理/某些横截面有辐射状裂缝/牙骨质牙本质间有过渡圈 | 无或少量腥味 | 灰白色 | 牙表粗糙内里油润 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
齿鲸牙 | 较厚牙骨质层//牙骨质牙本质间有过渡圈/抹香鲸牙横截面为围绕中心排列的环纹结构/虎鲸牙横截面为玫瑰花形环纹 | 无或少量腥味 | 乳白色 | 表面油润有通透感 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
骨制品 | 切面断续年轮纹或“蝌蚪纹” | 无或少量腥味 | 乳白色/浅黄色 | 表面干涩 | 无法扎进/骨焦味/无烟 | 蓝白色荧光 |
人造象牙 | 表面相同的网纹或杂乱纹理 | 烟呛味 | 乳黄色/乳白色 | 表面光滑不自然 | 可扎进/刺鼻味/冒白烟 | 部分高仿品蓝白色荧光/无荧光 |
表2 象牙和猛犸牙样品形态学鉴定常见疑难情况的分析、鉴定诀窍或对策
Table 2 Analysis, identification tips or countermeasures for common difficult cases of morphological identification of ivory and mammoth tusk
样品疑难情况描述 | 分析、鉴定诀窍或对策 |
漂白、染色等改色及改形现象 | b. 漂白、改形样品用砂纸细磨横截面后,观察是否有施氏结构 |
画轴等样品的真假拼接现象 | b. 明显分层,无施氏结构的部分进行分子生物学鉴定 |
难以观察到施氏结构 | b. 选取珠子穿孔处,项链旋钮处观察;选取样品边缘处,变换不同光色、光照强度和视角观察;观察是否有象牙牙心结构;用体视显微镜调节适当放大倍数观察;无论如何都观察不到施氏结构的进行分子生物学鉴定 |
从纹理上难以区分象牙和猛犸牙 | 进行分子生物学鉴定 |
纹理仿制特别逼真的高仿品 | b. 用砂纸仔细打磨样品表层,会发现其内部不具备施氏结构;结合分子生物学鉴定结果综合研判 |