煤精，又名煤玉、煤根、墨玉、炭精、黑琥珀等，属褐煤的变种之一且不同于普通的煤炭，是一类颇具树脂光泽、质密体轻、坚韧稳定的黑色有机宝石，其地位可与琥珀相提并论。它由埋置于细粒淤泥中的桦、松、柏等植物腐烂后经漫长的石化作用转变而成，常与煤矿伴生，多存在于煤层之间，但分布远不如煤炭广泛。在我国，煤精主要产自辽宁抚顺、山西大同、陕西铜川等，其中抚顺煤精最广为人知，质地精良。
我国煤精雕刻的历史可追溯至新石器时代，且从考古发现来看，出土的煤精制品多为珠子、印章及各式工艺品，以沈阳新乐遗址出土的煤精珠（距今约7000年）和陕西旬阳出土的独孤信印尤具代表性。这些煤精制品的发现不仅拓宽并丰富了我国煤炭开发利用史，也为考证史料、探究古代科技发展提供了极大的帮助。目前国内主要依据其外观形貌——通体呈黑色，表面光亮致密，透光性差，对古代煤精制品进行鉴定，然而煤精并没有十分明显的形态鉴定特征； 或者开展有损的煤岩学分析，新乐的煤精制品被认为原料来自烛煤。
图1 宁夏中卫常乐墓地出土珠子样品（12SCM9:3-2）
近期，中国科学院大学考古学与人类学系杨益民课题组与宁夏文物考古研究所王仁芳老师、北京航空航天大学杨民教授等合作，借鉴煤岩学研究方法并对其适当调整，使用无损的溶剂浸泡方法提取样品中的有机成分来开展 气质联用分析，并使用无损的便携红外光谱和同步辐射显微CT(上海光源SR-μCT)等手段，对宁夏中卫常乐汉墓（202 BC-AD 220）出土的一枚黑色珠子（图1）开展科技分析。
GC/MS结果（图2）显示存在一系列正构烷烃、非环类异戊二烯烃及萜类化合物等煤类生物标记物，说明珠子属煤制品；又经ATR-FTIR分析并通过与现代样品的对比研究（图3），进一步证明其为煤精；而CT图像则表明珠子结构均匀，制作时采用了对向钻孔技术。不同产地的煤精在ATR光谱上差异较大，暗示红外光谱具有煤精产地溯源的潜力。
图2 珠子样品有机提取物的总离子流图
图3 珠子样品及不同产地煤精（抚顺、英国Whitby和Kimmeridge）的红外光谱图
煤精多产生于煤层中间，一般在煤炭开采过程中方能获得，因此成批煤精制品的出现，可以反映古代煤炭开发的水平及规模。汉代是我国煤炭利用的第一个高峰期，日常生活、冶金、烧窑等诸多需求促进了煤炭业的发展，也使得煤精材料的稀缺性降低。汉代之前，煤精制品主要见于贵族墓葬中，汉代以来逐渐出现在下层官员墓葬中；因此，煤精在汉代的普及很可能与煤的初次大规模利用有关。
这是首次运用科技方法对古代煤精制品进行无损鉴定，该方法在研究煤精相关问题方面具有广阔的应用前景。相关文章已在线发表于SCI收录期刊《Microchemical Journal》，文章第一作者为中科院古脊椎动物与古人类研究所硕士生孙诺扬，近期原文下载请点击“阅读原文”。