基于气相色谱-质谱联用法研究考古土壤老化对文物中蛋白胶结材料鉴定的影响

蛋白胶结材料历经土壤埋藏老化,会流失明显、降解严重,氨基酸含量或多或少地发生改变,以致影响气相色谱-质谱联用法(GC-MS)对蛋白胶料的鉴定。为提高该分析方法的准确性,本研究通过模拟文物绝氧、避光、低温的考古埋藏环境,对动物胶原、蛋类和牛奶这3类常见蛋白胶料进行为期一年的土壤老化,利用GC-MS测试11种氨基酸含量变化并分析其箱式图、主成分聚类(PCA)图的分布特点。结果表明,3类胶的脯氨酸(Pro)、天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)含量增高,丝氨酸(Ser)含量降低;猪皮胶的甘氨酸(Gly)和羟脯氨酸(Hyp),蛋类、牛奶的异亮氨酸(Ile)和苯丙氨酸(Phe)含量减少。上述变化导致3类胶的氨基酸箱式图分布、PCA图聚类位置出现一定改变,但可辨识性依旧很强。基于上述研究结果鉴定出西安郭杜唐墓壁画、彩绘陶器颜料层中存在动物胶原。该研究提高了GC-MS鉴定彩绘文物蛋白胶料的准确性,为后期探讨彩绘文物劣化机理、选择合适保护修复材料提供科学依据。

考古现场墓葬壁画信息提取方法探讨

墓葬壁画是我国重要文化遗产,承载着灿烂的文明与古代科技,体现着当时社会先进生产力,是能让文物“活起来”的典型代表。壁画类文物的保护研究与价值阐释,是国家文化自信建设战略的重要组成部分。基于墓葬壁画本身材质的脆弱性以及较低的环境耐受性,目前墓葬壁画的保护手段还是以现场揭取、搬迁等异地保护方法为主。在这一过程中壁画承载的信息难免流失,保护壁画的材料亦为后续研究带来了干扰。故而,建立起一套墓葬壁画现场信息提取方法体系,在考古发掘现场第一时间提取表面信息、挖掘隐藏信息,开展综合研究十分必要。本工作参考了石窟、建筑壁画、考古现场遗迹信息提取方法,结合墓葬壁画自身特点,针对墓葬壁画信息提取不全面、不深入的问题,以多座陕西地区墓葬壁画以及四川、江西、河北、宁夏等地墓葬壁画为研究对象,开展了墓葬壁画信息提取方法研究,提出了全面的墓葬壁画现场信息提取的思路与方法。首先,开展有效环境监测,从而提出合理的小环境控制手段,以延缓壁画劣化;然后,通过有效组合各种照相技术和光谱技术,开展从宏观到微观,从可见光到多光谱全方位、多维度的画面信息提取,全面深入记录画面信息;联合多种便携检测设备,在科学选点基础上,提出由表及里、由点及面、重点关注逐层深入、互相补充的材质工艺研究思路,有效获得壁画的制作材料组成、工艺特征;最后,综合以上多重结果,通过观察与仪器检测,对壁画进行多角度、多层次病害调查,准确掌握壁画壁画病害分布、病害程度。此外提出了以研究需求与标本保存为目的各类标本采集要求与方法。墓葬壁画考古现场信息提取是现场科学保护和后续考古学研究的关键部分,其积累的大量影像资料、数据资料为壁画保护提供了支撑,为考古学研究提供了重要证据,为壁画价值的深入挖掘提供科学依据;极大地提高了考古学家对现场信息提取的重视程度,促进学科交叉融合。本研究弥补了墓葬壁画信息提取手段单一,缺乏方法体系的不足,为行业发展提供技术支持,为实现壁画文物的有效保护发挥作用。

陕西蒲城洞耳村元代壁画墓的复原性整体搬迁保护

墓葬壁画的整体搬迁是目前解决墓葬壁画原址保护难、保证壁画原貌的有效保护方法。陕西省考古研究院对蒲城洞耳村元代壁画墓采用复原性整体搬迁方法,通过现场相关科学保护方法,保证该墓葬壁画本体的稳定性和完整性,通过后续少量干涉即可达到展陈效果。同时,对保护程序中关键的保护材料进行量化记录,以期推进该项保护工作的科学化和规范化。本案例是对墓葬壁画复原性整体搬迁保护方法的首次创新性探索,对践行“不改变文物原状”的文物保护原则和开展壁画相关保护工作意义重大。

陕西咸阳汉墓出土漆奁材质及制作 工艺研究

为了明确陕西咸阳汉墓出土漆奁的材质及制作工艺信息,采用扫描电镜能谱、显微拉曼光谱、傅里叶红外光谱、X射线衍射等分析技术对漆奁残片的髹漆工艺、漆膜成分、装饰材料等进行研究。结果表明,漆奁制作时采用夹纻胎工艺。内胎为两层平纹麻织物,但麻纤维整体老化、糟朽严重。漆灰层由石英、钠长石、白云母、羟基磷灰石等矿物组成。羟基磷灰石的出现表明,漆灰层内人为添加骨粉。红色漆膜的显色成分为朱砂,依据黑色漆膜能谱结果出现的铁元素,推测黑色漆膜中可能添加有含铁化合物。红外光谱分析结果显示漆膜主要成分为大漆。漆奁表面装饰金属片为银片,结合显微局部观察,确定银片的施加方式应为镶嵌。银片本体锈蚀严重,锈蚀产物主要为氯化银。该研究成果对完善关中地区汉代漆器材质及制作工艺信息、漆器表面装饰方法等具有重要作用。

敦煌莫高窟第196窟唐代壁画材质及制作工艺分析

通过对莫高窟第196窟唐代壁画材质及制作工艺的分析,可知该窟壁画结构自内向外依次为支撑体、粗泥层、细泥层、白粉层、颜料层,其中粗、细泥层所加纤维为麦草和麻。X射线衍射分析结果显示,粗、细泥层中所含矿物有石英、钠长石、方解石、白云石和少量黏土矿物。白粉层为方解石与滑石的混合物。所用颜料有朱砂、铅丹、铁红、石青、雌黄等。该研究对进一步完善莫高窟壁画材质信息数据库具有重要作用。

陕西战国秦墓出土玻璃和汉紫六博棋子分析研究

利用超景深显微镜(OM)、激光拉曼光谱仪(Raman)、X射线荧光光谱仪(XRF)、扫描电子显微镜能谱(SEM-EDS)、色度仪等多种手段,对陕西战国秦墓出土的两种质地、颜色不同的六博棋子进行了综合分析检测。鉴定出蓝色样品为铅钡玻璃,紫色样品为中国紫制品,发现了中国紫在战国时期的新用途。并对比陕西出土的铅钡玻璃制品与两湖、四川地区出土的同时代的铅钡玻璃制品在成分组成上的差异,推测战国时期铅钡玻璃的制作工艺已成熟,可根据器物形制的需求进行不同的成分配比。同时,还发现当时的玻璃制作已有旧料重熔制作新器的现象。在确定中国紫成分的基础上,利用色度计进行色度测试,根据光谱数据,首次为人造硅酸铜钡颜料确定了特征光谱峰,使快速、无损的对人造硅酸铜钡颜料的鉴定识别成为可能。

唐苏同家族墓出土陶质彩绘天王俑胎体的科学分析

2021年4月,陕西咸阳唐右千牛备身苏同家族墓出土了几尊装饰精美的天王俑,但俑身外壁红黑不均、胎体中心及内部泛黑,其力学性能极差、遇水崩解。为了科学地修复保护天王俑,本研究对彩绘天王俑胎体的材质和烧制工艺进行了科学分析。利用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、同步热分析仪、热膨胀仪和X射线光电子能谱仪、万能材料试验机、邵氏硬度计等仪器对天王俑陶胎残块的组成、结构、烧制温度和力学性能进行了分析测定。实验结果表明:天王俑陶胎是以易熔黏土作为原料,含石英、钠长石、碳酸钙、白云母、绿泥石等矿物;胎体在300~400℃的氧化性气氛下烧制而成,内部烧结程度低于外表面,气氛不匀导致胎体各部分颜色有差异;天王俑陶胎体力学强度低,抗弯强度约为2 MPa,硬度54~71 HD。该研究为彩绘天王俑及同类文物的有效保护和合理保存提供了科学依据。

墓葬壁画胶结材料的探讨分析

胶结材料不仅对稳定墓葬壁画结构、形成颜色起着关键作用,而且是壁画制作材料、工艺研究的重要组成部分。因其成分复杂、降解明显、含量极低,一直是国内外壁画分析保护的热点和难点。本文以我国几处不同时代、地域的典型墓葬壁画作为研究对象,运用成熟的GC-MS分析技术发现杨桥畔东汉墓、韩休唐墓壁画的颜料层均采用了桐油作胶结材料,湖南明墓壁画地仗层不仅添加有桐油,还存在有淀粉。基于上述实验结果,探讨了桐油、淀粉作为墓葬壁画胶结物的科学合理性。本研究丰富、扩宽了研究者对我国墓葬壁画胶结材料的认知,为壁画制作工艺、劣化机理、保护修复材料选择等研究奠定了科学基础。

陕西澄城刘家洼西区墓地出土铜翣初步研究

陕西省澄城县刘家洼遗址是芮国后期的都城遗址,其遗址墓葬中出土大量类型丰富的铜翣。本文以刘家洼西区墓地出土的24件铜翣为例,依形制分类为基础,探讨其造型特点。使用扫描电镜和X射线衍射仪对铜翣表面残留物进行分析。通过对铜翣样品进行金相显微观察和扫描电子显微镜能谱成分分析,揭示铜翣的金相微观组织形貌及合金元素成分。

西安小居安墓地出土武周时期微雕的检测分析

2020年3月西安市长安区小居安村建设工程项目M19中出土了一批武周时期微雕器物,该批器物造型精致,且同类器物出土较少,罕有相关研究,为明确其材质、工艺,采用超景深显微镜、便携式X荧光光谱仪、扫描电镜-能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪对其进行科学分析。结果表明,微雕的成形与彩绘工艺包含刮削、打磨、钻孔、抛光、贴金等,其微雕本体材料是以Ca、P为主要元素的羟基磷酸钙,结合风化后普遍存在的蜂窝状孔洞,认为其材质应为骨质。