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清朝康熙年间，大学士高士奇在北京城西华门的真武庙游玩，意外发现一件大瓮。这件大瓮高三尺有余，两人合抱粗细，外形奇特，材质细腻，雕刻精美，气度不凡。一问之下，道士说是用来腌咸菜的大缸。高士奇回到家后，查阅了大量典籍记载，惊得拍案而起：这哪是是什么咸菜缸，这是元朝的镇国神器“渎山大玉海”。
蒙古部落兴起后，经过南征北战，蒙古人征服了大草原，开始向南侵略。蒙古人灭掉金国后，遭到南宋的有力抵抗，先后两次进攻都失利。即位的蒙哥汗改变策略，从大西南迂回包抄，灭掉了大理国。而就在中国西南部地区，有一座盛产美玉的山叫渎山。蒙古人在这里发现一块巨大的玉石，于是不远万里将它运到了大都。
1265年，忽必烈下令将这块巨大的玉石雕琢成器。它高70厘米，口径135至182厘米，膛深55厘米，周长493厘米，重达3500公斤，青白色中略带墨色，时人亦称之为“黑玉酒瓮”。它整体成椭圆形，周身雕刻着波涛汹涌的浪花，海龙、海马、海犀、海猪、海鹿竞相出没。所雕文饰深浅不同，厚薄各异，整体风格气势雄伟，粗犷豪放，在相当程度上反映了元朝的开国统治者们一统天下，傲视群雄的非凡气度。
公元1368年，元朝灭亡，余部撤至漠北，大量的宫廷珍宝被明军所得，包括“渎山大玉海”。在明一代，它在广寒殿原封未动，保存完好。但在明末清初，广寒殿遭遇火灾，殃及大玉海，至今仍可看到被火烧烤后的裂痕。由于遭受了火烤，它的外表黑黄，完全失去了往日的光彩，以至于长期被人遗忘在阴暗的角落里。
不知在何时，北京西华门外真武庙的道人发现了它，把它做了咸菜坛子，一直到了康熙年间，才被大学士高士奇发现。到了乾隆年间，乾隆帝听说渎山大玉海在真武庙内，于是花费千金赎了回来，建一小厅，将之专门放入其中收藏，并在其下配以汉白玉雕花座。为表示庄重，还让内廷翰林士人四十多人各赋诗一首刻于厅柱之上。因此，渎山大玉海在乾隆时得到了很好的保护和安置。
2012年，《国家人文历史》邀请九位考古、文博方面的专家，评选出“九大镇国之宝”。渎山大玉海作为现存的最大玉器有幸入围，名列第九，现存于北海公园承光殿内。