广西越州故城遗址玻璃珠饰的科学研究

本研究利用能量色散型X射线荧光光谱分析、共聚焦激光拉曼光谱分析、光学相干层析成像、超景深光学显微观测等多种方法对广西越州故城遗址出土的印度-太平洋玻璃珠饰进行科技分析,获取了玻璃珠的化学成分、物相结构、内部物理结构、表面显微形貌等综合物理化学信息,确定了玻璃珠的玻璃体系、制作工艺(着色工艺、成形工艺)和产地来源,探讨了以丝绸之路为主线的国内发现魏晋南北朝时期印度-太平洋玻璃珠可能的输入路线。广西越州故城遗址发现的印度-太平洋玻璃珠为中外文明交流提供了新实物证据,对深入研究我国南北朝时期中外文明交流具有十分重要的学术价值和研究意义。

翼城大河口墓地出土青铜器残片锈蚀层的科技分析

本文选取翼城大河口墓地出土西周时期青铜器残片,联用了超景深光学显微镜、拉曼光谱和X射线荧光光谱微区分析和面扫描技术对铜器残片的锈蚀层进行了综合表征。结果表明锈蚀层主要包含孔雀石、赤铜矿、蓝铜矿等常见锈蚀产物,同时也识别出有害的含氯锈蚀产物,获取了不同的孔雀石结晶形态,探讨了锈蚀进程的复杂性及其与埋藏环境的关系。本文为理解青铜器锈蚀层提供了新视角,展示了综合科技表征方法在文化遗产保护领域的应用价值。

湖南出土战国时期蜻蜓眼玻璃珠的科学研究

利用便携式能量色散型X射线荧光光谱仪和三维数字显微系统,对湖南出土的11颗战国时期典型的蜻蜓眼玻璃珠进行科学分析。基于获取的蜻蜓眼珠化学成分、表面和断面显微形貌等相关信息,确定了这批蜻蜓眼玻璃珠的成分体系、制作工艺和产地来源。研究结果表明:3颗蜻蜓眼玻璃珠属于泡碱型钠钙玻璃,1颗扁平蜻蜓眼玻璃珠为植物灰钠钙玻璃,均可能产自埃及或东地中海地区;3颗蜻蜓眼玻璃珠属于铅钡玻璃,还有4颗为钾钙玻璃,皆为战国时期典型的中国本土玻璃,应为楚国本地制作。这11颗蜻蜓眼玻璃珠均采用层叠镶嵌工艺,先制作珠体,然后再用不同玻璃条或片在未完全凝固的状态下进行镶嵌而成。

拉曼光谱技术在中国古玉、古玉器鉴定和研究中的应用

激光拉曼光谱技术是应用于科技考古研究中的高技术之一,属于无损分析研究,但作为一种很好的无损分析方法它在中国古代玉器研究中的应用并不非常广泛。文章首先介绍了激光拉曼光谱技术的基本原理及近几年来国内外的最新进展,然后从矿物结构与拉曼特征峰之间的关系入手比较了目前国内外5种常见玉石的激光拉曼研究结果。然后分别通过对浙江良渚遗址和河南安阳殷墟遗址出土的4件中国古代玉器与新疆和田地区出产的软玉样品进行对比研究,成功地利用激光拉曼光谱技术对一批中国古代玉器进行了无损鉴定,从而阐明该项技术在中国古代玉器结构测试和材质鉴定中是一种很好的无损分析研究方法。最后,讨论了目前激光拉曼光谱技术在中国古玉和古代玉器研究中存在的局限性并对其发展前景进行了展望。

庙底沟遗址出土仰韶文化彩陶的科学研究

彩陶文化作为新石器时期的重大发明,改变了远古先民的审美方式,而著名的仰韶文化以其彩陶的优美造型、绚丽色彩和丰富的纹饰揭示了原始的艺术特征,承载了史前时期重要的社会文化信息。而利用现代光谱分析技术准确、无损和微损的特点,可以为文物保护的研究提供更科学的技术支撑。研究应用相位辅助光学三维扫描、多光谱成像、X射线荧光、激光拉曼光谱分析技术,对河南省陕县庙底沟遗址出土的新石器时代晚期仰韶文化彩陶碗进行面、点相结合的综合分析,获得了较为完整的文物物理和化学信息。利用三维扫描技术所构建的彩陶碗数字化模型对样品进行了几何尺寸的非接触测量和虚拟修复,利用多光谱成像技术所获得的灰度图像对样品表面化学特征相似区域进行了区分,结合X射线荧光和激光拉曼光谱分析技术对彩陶残片的分析结果,确定了所分析彩陶样品的主要化学成分特征和颜料物相组成。综合研究结果,提出了建立彩陶文物多源信息数字化模型的构想,为这类文物的数字化保护和展示提供了基础科学信息。

鲁国故城遗址出土蜻蜓眼玻璃珠的科学研究

本研究利用能量色散型XRF、共聚焦激光拉曼光谱分析技术、光学相干层析成像技术、超景深光学显微系统等多种无损分析技术对山东曲阜鲁国故城遗址出土的7颗蜻蜓眼玻璃珠进行了科学研究。基于获取的蜻蜓眼珠化学成分、物相结构、内部物理结构、表面显微形貌等相关信息,确定了这批蜻蜓眼玻璃珠的成分体系、制作工艺、产地来源和器物功能。研究结果表明,蜻蜓眼玻璃珠来自于楚地,是当时社会稀有而珍贵的奢侈品,是鲁国与楚地相互交流与联系的实物证据。

合浦汉墓出土典型宝玉石珠饰的科学分析及其对产地溯源的启示

珠饰作为丝绸之路交流的重要标识物之一,具有材质多样、体积小、数量大、时空分布广泛等特征,是研究区域间和区域内交流与互动的重要实物证据。广西合浦是汉代海上丝绸之路始发地之一,合浦汉墓出土了大量珍贵的宝玉石质珠饰。本文利用多种现代分析技术对合浦汉墓出土的各类典型宝玉石质珠饰样品进行了科学研究,明确了各类珠饰的材质属性、制作工艺等相关信息,探讨了其可能的产地来源。分析表明,合浦汉墓出土的宝玉石质珠饰主要有绿柱石、石榴子石、玛瑙、水晶(无色水晶、黄水晶、紫水晶等)、绿松石、琥珀等类型,反映了汉代合浦地区与南亚、东南亚以及中原内陆地区之间的联系。合浦汉墓出土的珠饰特征与桂北地区存在一定差异,表明了内陆江河是古代区域内交流与互动的重要渠道,在区域内交流过程中发挥了重要作用。

泰国铁器时代宝石珠饰的科学研究

采用能量色散型X射线荧光光谱、共聚焦激光显微拉曼光谱、超景深体式显微系统等多种无损分析技术,结合硅胶覆膜方法,对泰国三乔山遗址出土及泰国、缅甸等地采集的铁器时代宝石珠饰的材质、包裹体、制作加工工艺、产地来源等进行了科学研究。化学成分和物相结构测试结果表明,所分析的宝石珠饰样品的矿物类型主要有绿柱石(海蓝宝石)、铁铝榴石、水晶、玉髓等四种。微痕分析结果表明,这批珠饰样品采用了砣具旋磨和球磨两种磨制技术。珠饰穿孔具有4种孔道组合模式,采用了钻石钻头及石质钻头、棒状实心钻头等钻孔工具,钻孔方式有单面钻孔和双面钻孔两种。科技分析结果表明,宝石珠饰样品具有多种材质属性,穿孔特征多样,制作加工工艺差异明显,说明其产地来源应具有多源性,部分珠饰与南亚地区存在紧密联系。

几件湖南汉墓出土的琥珀制品研究

琥珀作为一类珍贵的材料,自汉代起已在文献中被广泛记载,中国境内汉墓出土数量可观的琥珀文物。现一般认为汉代的琥珀制品及其原材料应来自欧洲(波罗的海)和缅甸,故琥珀及其制品被认为是汉代中外物质和文化交流的重要物证之一,但目前使用科技方法对古代琥珀的检测分析依然有限。本文使用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对几件出土于湖南(湘中和湘南地区)汉墓的琥珀珠饰进行表征,发现大多数珠饰应是采用缅甸琥珀制作,一件双胜佩使用典型的波罗的海琥珀制成。琥珀文物在埋葬和保存中会产生劣化,不同程度的劣化和生成的次生产物会对琥珀红外光谱特征造成影响,进而干扰对其溯源的研究和判别。通过对琥珀以及其他质地珠饰文物的研究初步揭示,某些具有中国传统审美特色的琥珀珠饰可能由本地工匠加工制作,汉代湖南地区同时受到北方草原丝绸之路和南方海上丝绸之路的影响,内陆贸易流动具有复杂性和多样性,更大范围下对古代贸易和文化交流的探讨将有赖更多数据和材料的支撑。

湖南何家皂北宋墓出土纺织品附着灰蓝色物质的科学分析

出土于湖南衡阳何家皂北宋墓的纺织品上观察发现有灰蓝色固体物质附着,为查明其性质,采用扫描电镜-能谱法、激光拉曼光谱法和X射线衍射法结合能量色散X射线荧光光谱法和光学形貌观察等手段进行科学分析。结果表明,该物质为磷酸亚铁矿物——蓝铁矿[Vivianite:Fe_(3)(PO_(4))_(2)·8H_(2)O],其多形成于富铁、富磷、有机物含量较高且贫硫的缺氧还原沉积环境中,微生物活动亦对其生成有影响。该矿物的发现对墓葬环境特征与保存状态的研究有指示意义,在考古遗存中或可作为判断特殊埋藏条件的标志自生矿物之一。

基于OCT技术对古瓷釉气泡特征的初步研究

气泡是古代瓷釉中最常见的一种现象,气泡的大小与分布与胎体和釉层的配方及制作工艺密切相关。气泡表征对研究陶瓷的制作工艺、产地和时代特征等具有重要的意义。为了探讨利用光学相干层析成像技术(OCT)表征古代瓷釉中气泡及其分布特征的可行性,实验采用扫频OCT成像系统对五件不同类型的瓷釉样品进行了测试。根据实验所获得的透明釉层及胎釉结合部位的二维断面图像和三维层析图像,分别进行了瓷釉气泡二维断面和三维切片的特征研究,综合分析了釉层中的气泡特征及其可能产生的原因,认为釉层中的气泡主要是由于胎体中的气体在烧制过程中向釉层溢出所致;同时基于像素点计算了气泡的大小,并与传统光学显微镜观测到的结果进行了比较;实验还针对不透明釉层中的气泡进行了大小计算、二维断面及三维切片的特征研究。实验结果表明,不同类型的古代瓷釉釉层中的气泡特征差异明显;基于像素点计算的气泡大小与传统光学显微镜测试的结果吻合,近胎釉结合面的胎体切片能很好的反映瓷釉的气泡特征。本研究提出并验证了利用OCT技术表征瓷釉气泡特征的可行性与有效性,实现了釉层气泡特征的无损检测,特别是对不透明釉层气泡的分析,克服了以往利用传统显微镜技术对釉层气泡分布研究的局限,为古代陶瓷瓷釉的气泡特征分析提供了一种新型的、可靠的分析手段。

浙江三个新石器时代遗址出土玉玦科技分析

玉玦是我国新石器时代广泛出现的一类重要玉器。环太湖流域新石器时代遗址中出土的大量玉玦,具有鲜明时代和地域特征,为探索中国玉文化起源和传播提供了重要实物。为获取环太湖流域新石器时代玉玦的基础材料学信息(如主要矿物组成、硬度等),以及探索玉料随时间演变规律和可能的原料来源,本文以浙江省境内3个代表性新石器时代遗址——田螺山、仙坛庙和江家山遗址出土的玉玦为研究对象,采用X射线衍射(XRD)和质子激发X射线荧光(PIXE)分析技术对其进行了无损分析检测。研究结果表明:从河姆渡文化至崧泽文化晚期,所分析玉玦的主要组成矿物为萤石、迪开石、石英、白云母、透闪石和蛇纹石等,以萤石、玉髓和迪开石为主,且时代早于透闪石和蛇纹石。结合已有的研究成果,探讨了相关遗址出土玉玦的原料随时间变化特征、原料来源,以及玉玦的材料学特征与加工工艺之间的内在联系。

湖北荆州出土战国玻璃珠的pXRF无损分析及相关问题研究

本研究采用高性能便携式能量色散型X射线荧光光谱仪(pXRF)无损分析了湖北荆州熊家冢墓地等楚墓出土的8件战国玻璃珠的化学成分,对包括轻元素Na、Mg在内的主量、次量和部分微量元素进行了定量。结果表明,这些玻璃珠可以划分为铅钡硅酸盐和钠钙硅酸盐玻璃两种成分体系,均使用了过渡金属离子Co2+、Cu2+、Fe3+和Fe2+着色;钠钙硅酸盐玻璃都含有一定量的锑。结合已有的科技分析结果,概要讨论了这些玻璃珠的可能来源。

应用多种光学分析技术对一批河南出土古代玉器的无损分析

综合利用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)、激光Raman光谱仪(便携式和可移动式)以及光学相干层析成像(OCT)技术,对河南出土的14件东周玉器进行无损分析测试。pXRF和便携式微型Raman光谱仪(miniRaman)能够准确、快速的识别玉器的原材料和物相。且这两台仪器操作简单、体积小,可用于做现场原位、无损分析。根据pXRF检测结果,这批玉器按成分可分为富硅铝钾、富钙、富硅、富硅镁、富硅钙和富钙磷6大类。通过miniRaman快速地鉴定出这批样品的主要物相。在实验室里,使用可移动式共焦激光Raman光谱仪,可以弥补便携式微型Raman光谱仪在光谱分辨率、测量精度以及测量范围等方面的不足。利用共焦激光Raman光谱仪,检测到透闪石型玉器中[OH]根的Raman振动峰。OCT技术可以分析玉器材质的透明度、纤维粗细程度、包裹体分布等亚表面特征。将共焦激光Raman光谱仪与OCT分析仪有机结合分析了两件含包裹体的透闪石玉器样品,OCT图像可以直观地展示这两件样品中的包裹体分布特征,而共焦激光Raman光谱仪可以准确定位样品表面的包裹体,进行显微形貌观察及其物相分析,结果表明黑色的包裹体为石墨,这对玉器的产地溯源研究具有重要意义。通过研究发现,利用便携式X射线荧光光谱仪,激光Raman光谱仪和光学相干层析成像技术,可以实现对文物样品的物相组成和质地特征进行初步鉴别和分析,满足考古工作的现场基础分析要求。

江阴高城墩遗址出土良渚文化玉器的无损分析研究

为判断江阴高城墩遗址出土良渚文化玉器的地质成因和产地,利用外束质子激发X荧光技术(PIXE)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(LRS)等无损分析技术对出土玉器进行了化学成分、矿物学特征分析。实验结果显示,46件玉器中67.4%的样品主要矿物组成为透闪石,玉料的质量较好,可能来自同一种成矿类型的矿床。研究表明无损伤分析技术是古代玉器研究的有效手段。研究结果为探索良渚文化遗址出土玉器的玉料来源提供了科学证据。

浅议中国出土的汉代玻璃耳

采用外束质子激发X射线荧光、X射线衍射、激光拉曼光谱分析技术,对河南、四川、贵州等地出土的34件汉代耳珰进行了无损伤分析.研究结果表明:这些耳珰中有31件玻璃耳珰,2件骨质耳珰,1件青金石耳珰.玻璃耳珰可以分为:铅钡硅酸盐、铅硅酸盐和钾硅酸盐三种成分体系.结合文献资料,对这批玻璃耳珰的可能来源以及相关各地区间的早期文化、技术交流情况进行了概要讨论.结果显示了科技分析结合考古研究在解决相关考古问题中的作用.

中国早期釉砂和玻璃制品的化学成分和工艺特点探讨

系统回顾了目前对中国西周到春秋时期釉砂、玻砂和玻璃的科技研究状况.结合最近对河南平顶山应国墓地出土西周到春秋早期和淅川下寺出土春秋中期到晚期的釉砂制品的研究结果,讨论了我国釉砂的化学成分演变和工艺特点.比较研究了湖北江陵九店出土的战国K2O-CaO-SiO2、PbO-BaO-SiO2系统玻璃、玻砂与西周、春秋时期釉砂制品在助熔剂的使用、制品的成型、烧制等方面的异同,认为我国战国时期的玻璃制作是釉砂技术的继承和发展.概要讨论了外来玻璃制品和制作技术对我国古代玻璃发展的影响等问题.

综合分析方法对余杭良渚遗址群出土玉器的原位无损研究

玉器作为良渚文化最重要的文化因子,是物质与技术的结晶。分析仪器的发展使得对文物进行原位无损研究成为可能。本文报道了综合分析方法对余杭良渚遗址群出土玉器制作工艺及材质的研究结果,涉及数码显微镜、拉曼光谱、X射线荧光光谱(XRF)及近红外光谱(NIR)等多种分析手段。

蚌埠双墩一号墓和三号墓出土玉器及玻璃器研究

采用质子激发X射线荧光(PIXE)、X射线衍射(XRD)和显微拉曼光谱(Raman)三种无损分析方法对安徽蚌埠双墩一号春秋墓和三号战国墓出土的玉器和玻璃器进行了综合研究。准确判定了玉器的材质和玻璃器的成分体系,并探讨了玉器的地质成因类型和沁蚀原因等。首次在淮河流域发现天河石玉器。

合浦汉墓出土绿柱石宝石珠饰的科学分析

采用便携式拉曼光谱仪对广西合浦出土的新莽(8-23年)和东汉(25-220年)晚期的宝石珠饰进行了原位无损分析,新发现了一批在外观上极易被误认为各色水晶的绿柱石族矿物(如海蓝宝石和透绿柱石)制作而成的浅蓝色和无色透明珠饰。利用手持式显微镜对绿柱石宝石珠饰的穿孔形状、孔径大小及其内部微痕特征进行了观察分析,参考南亚和东南亚同时期石质珠饰的钻孔工艺及钻具研究成果,认为这批绿柱石珠饰采用了钻石钻头双面对钻钻孔工艺。结合南亚地区宝石资源、出土绿柱石宝石珠饰及其钻孔工艺和加工作坊等情况,认为这批绿柱石宝石珠饰是由南亚经海上丝绸之路输入的舶来品。研究结果为探讨汉代中国南方与南亚和东南亚的经济和文化交流提供了有益信息,有助于提高对古代海上丝绸之路这一贸易网络在传播珍贵物品的认识。