湖北省出土的若干青铜器锈蚀产物研究

利用X射线衍射结合金相分析对左塚墓地青铜样品进行了研究.结果表明:其锈蚀产物主要为Cu2O、SnO2、PbCO3、PbSO4.4PbO及SiO2;经锻打加工后,青铜器抗腐蚀性能得到提高;表面存在'锡汗'现象的青铜器也比较耐腐蚀;左塚青铜器优先腐蚀α相,;δ相在此类腐蚀环境中比较稳定,抗腐蚀能力较强.拉曼光谱对几件九连墩青铜器锈蚀分析表明,其锈蚀产物有CuCO3.Cu(OH)2(绿铜矿)及2CuCO3.Cu(OH)2(蓝铜矿).同时探讨了以上青铜器的锈蚀机理,并与发掘前青铜器保存状况做了对比分析,揭示出O2、CO2、H2O等是促使青铜器进一步锈蚀的关键因素.在此基础上提出了科学保护此地出土青铜器的简要方法.

会理出土战汉时期铜矛的铅料来源分析

凉山州会理地区自先秦时期已成为金沙江中游进入云南的重要门户。会理青铜文化显示了浓厚的本地原始文化基础,且在历史发展进程中与金沙江以南等区域文化曾发生过不同程度的交流互动。铜矛是中国西南地区青铜文化墓葬中普遍出土的一类青铜兵器,通常带有杀伐功能和礼仪性,此外因其具有独特的类型学特征,可以作为区别文化因素的特殊器物。由于青铜的冶炼受冶金技术和金属矿料供应的制约,青铜兵器的制作技术和矿料来源是讨论西南地方青铜文化与周边文化交流的良好例证。在此背景下,为探讨战国至西汉早期会理地区出土青铜矛的矿源以及其与周边文化的互动等问题,本研究利用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)、多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)等设备对会理郭家堡墓地出土的四件铜矛进行了成分与铅同位素比值测定。铜矛样品均为柳叶形矛叶,且中部略起脊,骹部无耳,通体素面,这种形制的铜矛属于典型的本地风格特征。科技分析结果显示,铜矛样品的合金成分组成差异较大,有铜铅合金、铜锡铅合金及铜铅锑合金。因为所有样品的铅含量都高于2%,所以铜器中的铅料系人为添加。铅同位素比值分析结果则揭示了本批铜矛样品矿源分为普通铅和高放射性成因铅截然不同的两组。通过比较周边地区的铅矿石铅同位素数据,可知会理青铜矛不仅采用了当地的铅料,而且还使用了云南东北部会泽金沙厂一带的铅矿料。在战国至秦汉时期,云南东北部属于古夜郎青铜文化的控制区域。结合该分析结果与两地考古遗物的发现,可以推测会理青铜文化与夜郎青铜文化曾发生过紧密的交流与联系。

四川会理文管所藏多元风格青铜器矿料来源的MC-ICP-MS分析

青铜器的矿料来源及其体现的地区间文化互动等信息是考古学界关注的重点问题。四川会理位于欧亚草原、中原、南亚和东南亚之间的“十字路口”,且处在著名的“藏彝走廊”之上,自古以来就是多民族聚居地和多元文化交汇区,当地出土的青铜器更是包含多种文化因素。然而,以往对该地青铜文化的研究多集中于墓葬形制和随葬品的器型及纹饰等所体现的文化互动上,而对多元风格青铜器的矿料来源和地区间文化互动的具体模式关注较少。使用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)、多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)对会理文管所藏8件具有多元文化风格的青铜器进行成分分析和铅同位素比值测定。在此基础上,搜集铜、铅矿山和相关青铜器的铅同位素数据并结合考古类型学进行对比分析,以期揭示不同地区和青铜文化之间的互动联系。pXRF分析结果显示,这批样品合金类型多样,包括纯铜、锡青铜、铅锡青铜和锡铅青铜等。MC-ICP-MS分析结果显示,两面石寨山型铜鼓和盐源文化风格树形器应为利用滇中南地区的铅料生产的,且前人对多面石寨山型铜鼓的研究结果显示其矿料均来自滇中南,表明铜鼓这种象征权力与地位的礼器的矿料来源及生产较为独特,很可能为统治阶层所垄断;而石寨山型铜钟则是利用会理当地铜料生产的“仿制品”。以上结果表明,会理与石寨山、盐源等周边地区青铜文化存在着实物和精神等层面的复杂互动。研究显示,在运用pXRF、MC-ICP-MS明确青铜器合金成分和矿料来源的基础上结合文献记载与考古类型学分析可以为深入探讨地区间文化互动的具体模式提供很好的证据支持。

湖北荆门左塚楚墓群出土金属器研究

利用XRF、金相显微分析等手段对湖北省荆门市境内左冢楚墓群出土的金属器,特别是青铜器进行了测试分析,XRF分析表明该楚墓群出土的青铜器多为铜、锡、铅三元合金,且容器的锡含量低于兵器和工具,而铅含量则相反。金相分析显示左冢楚墓群出土青铜器多为铸造组织,其中3件铸后经过不同程度的加热;而热锻成形的器物有4件,其中有一件在锻后进行了冷加工。结果显示,此批青铜器合金成分比较科学、制作工艺比较先进。

九连墩楚墓青铜器锈蚀产物的拉曼光谱分析

利用拉曼光谱对几件九连墩楚墓出土青铜器的腐蚀产物进行了测试。结果表明,九连墩楚墓出土的青铜器上主要的锈蚀产物为孔雀石[CuCO_3·Cu(OH)_2],存在部分蓝铜矿[2CuCO_3·Cu(OH)_2]和少许副氯铜矿[Cu_2(OH)_3Cl];此批青铜器锈蚀情况比较复杂,锈蚀种类比较丰富。在此基础上,探讨了科学保护此批青铜器的方法。

淮阴高庄战国墓出土青铜器产地初步研究

利用岩相显微镜、XRF等方法分析了淮阴高庄墓出土青铜器中所残留的泥芯,结果表明,淮阴泥芯中SiO2、Na2O含量很低,而CaO、MgO含量较高,且含有很高的P2O5,反映出其泥芯制作工艺与荆门左冢等地泥芯的制作工艺不同。同时,利用ICP-AES分析了泥芯中的稀土元素含量,稀土配分曲线、因子分析、聚类分析等结果表明,淮阴高庄墓中青铜器的产地(铸造地)在楚国国境,此墓的墓主人为楚国贵族。

古麇地出土青铜器合金技术与金相组织分析

利用金相显微镜、XRF等方法分析了郧县五峰乡乔家院墓群出土部分青铜器样品。此批青铜器合金配比中,容器的含锡量比兵器低;而工具、兵器的含铅量要低于容器。对强度、硬度要求较高的样品(如剑等),合金配制中几乎不加铅,而加入较高的锡;对需要进行锻打成形的样品则严格采用低铅用量,适度控制锡含量。同时,对含锡量中等的青铜削刀(Sn 12.83%),古代工匠将热处理、冷加工等加工工艺与合金配比结合起来,制成了性能更为优良的工具。另外,XRF分析指出,12件铸造成型的青铜容器均具有非常高的铅含量。分析表明,古麇地出土青铜器的合金技术较高,此时对合金规律有了深刻的认识。

中条山与皖南地区古铜矿冶炼产物的比较分析

利用等离子体原子发射光谱法等现代分析测试技术,对采自中条山地区多个古铜矿冶炼遗址的冶炼产物进行了测试分析。结果表明,与同类硫化铜矿床相比,其显著特征为元素Se、Te、Bi、Sb、As、Ag、Hg、Au含量较低,甚至极低,且元素含量比值w(Se)/w(Te)较高,w(Co)/w(Ni)很高,这些特征应可作为该地区古铜矿冶炼产物区别于皖南地区古铜矿的判别依据。研究发现,中条山炼渣的稀土配分曲线与中条山原生硫化铜矿的稀土配分曲线很相近,但不同于其氧化铜矿;从原生硫化矿→半氧化矿→氧化矿,部分微量元素似乎有一个逐步流失的规律。

通过某些实例探讨由分析测试结果区分冶铸遗址的性质

应用XRF和XRD等分析方法,对一些冶铸遗址发掘的冶铸铜、铁的陶范及相关冶铸残渣进行测试分析,根据分析结果区分遗址的性质。结果表明,不同用途的铸造陶范,Cu,Sn,Pb等元素含量差异显著,具体表现为铸铜陶范中含有Cu,Sn,Pb三种元素,而铸铁陶范中没有检测出这三种元素。冶铸的金属不同,冶铸残渣中的Cu,Fe,Si,Ca等元素含量和物相组成明显不同。冶铁渣中Cu和Fe等元素含量低于冶铜渣。冶铁渣中出现了β-SiO2而没有出现Cu2O的衍射峰,相反,冶铜渣中存在Cu2O而未出现β-SiO2的衍射峰。

古代青铜器锈蚀产物的拉曼和红外光谱分析

采用拉曼光谱、傅立叶转换红外光谱等分析方法研究分析山东省蓬莱市登州博物馆馆藏青铜器的锈蚀产物。结果表明,锈蚀产物成分复杂,有蓝铜矿、孔雀石、氯铜矿、副氯铜矿、赤铜矿、白铅矿、黄铅矾、方解石。确认该馆近半数青铜器上出现的"粉状"锈蚀物为"粉状锈",建议尽快对已感染"粉状锈"的器物进行有效隔离和科学保护。

横水西周墓地部分青铜器残留泥芯的矿物组成及成分分析

利用X射线衍射、X射线荧光光谱、显微镜观察等理化分析测试手段对山西绛县横水西周墓地部分青铜器残留的泥芯进行了成分、物相等检测分析,并与山西侯马、陕西扶风李家铸铜遗址进行了比较分析。结果表明,横水西周墓地泥芯与当地土壤在成分、物相等方面具有高度的一致性,说明多数青铜器可能在当地铸造而成。

长江中下游古铜矿及冶炼产物输出方向判别标志初步研究

根据大量野外调查和相关样品的测试分析,指出了长江中下游铜矿带古代矿冶遗址分布及冶炼遗物岩相和地球化学特征;讨论了利用铅、铜等同位素及微量元素示踪本区铜矿冶炼产物输出方向的可行性,指出利用亲铜微量元素特征组合(包括富集、贫化元素,元素对及元素组合等)作为判别标志是相对而言较好的方法,同时要定性与定量标志综合考虑。

利用稀土等微量元素示踪鄂西北一带古代绿松石的产地

采用ICP-MS技术测试了鄂西北郧县、竹山和陕西白河一带古代绿松石矿的稀土、铀等微量元素,并分析了它们的特征。在此基础上,对湖北出土的两件东周时期绿松石玉饰残片样品进行了分析,以通过比较判断其矿料来源地。结果明确显示,这两件古代绿松石玉饰矿料最可能来自于鄂西北一带,该地区绿松石矿至迟在青铜时代已被开采。这也说明稀土等微量元素可以作为判断古代绿松石产地的良好指示剂。

襄樊陈坡楚墓出土青铜器残留泥芯的X荧光光谱和电感耦合等离子发射光谱分析

利用X荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)对湖北省襄樊市陈坡战国楚墓出土的部分青铜器残留泥芯进行了主量元素、稀土元素测试分析,并与当地原生土、附近出土时代相近的陶片、黄河中游地区的山西侯马东周陶范及长江流域的典型红土进行了比较分析。结果表明:残留泥芯在主量元素和稀土元素方面与当地土壤、附近出土陶片具有很高的相似性,而与侯马陶范及典型红土有显著差别,说明这批青铜器应为本地铸造而成;研究结果进一步说明,残留泥芯的地球化学示踪可能是利用自然科学手段判断古代青铜器铸造地最有效的方法。

河北临漳曹村窑址青釉器物工艺特征研究

河北地区古代瓷窑产品的理化测试工作多集中于隋唐、宋金时期的器物,北朝等早期产品的分析数据则少有报道。本文运用X射线荧光光谱、X射线衍射、岩相、吸水率测试和烧成温度测定等分析方法,对曹村窑址出土青釉样品的工艺特征开展研究。结果表明,2件样品釉层氧化钙含量分别为17.86%和14.1%,烧成温度分别达到1150.1℃和1185.2℃,证明这2件样品属于青瓷,从而证实了曹村窑是已发现的我国北方早期烧制青瓷的窑口之一;其余样品釉层氧化铅含量大于42%,部分样品吸水率低于5%,X射线衍射结果显示胎体中出现莫来石相,证明曹村窑可以生产出瓷胎铅釉陶。结合样品烧成温度均在1000℃以上,远高于铅釉成熟温度,推断曹村窑的瓷胎铅釉陶在北朝时期已经使用了二次烧成工艺。这一复杂工艺的产生,有可能为唐三彩的出现作了技术铺垫。

一件战国时期青铜鼎鼎耳的铸接工艺研究

应用X射线荧光光谱分析及金相显微观察对湖北省襄樊陈坡M10战国楚墓出土的一件青铜鼎的耳部连接标本进行了化学成分测试及金相组织检验。结果表明:已铸附件的表面处理或整型是分铸铸接工艺中一个重要的环节;分铸铸接是一种依靠浇铸主体时铜液凝固收缩致使附件紧贴主体的机械式连接。结合相关文献对此铸接工艺流程进行了探讨。

古建筑保护项目的经济评价

分析古建筑的历史、科学和艺术价值,综合考虑古建筑的保护费用与经济效益。采用内部收益率法和净现值法分别测算古建筑保护项目的内部收益率和净现值,并对于古建筑保护项目的基准收益率的确定提出相应的解决方案。随着城市化进程步伐和旧城改造速度的加快,古建筑正在一天天减少,但保护的力度却是有限的。深入研究如何去全面地发挥其存在的价值是十分必要的。最后对于古建筑保护项目在经济上的可行性得出一套系统、科学和比较全面的分析方法。

民国“烟台西公顺”票帖颜料无损分析

北京印刷学院印刷与包装工程学院印刷史研究室收藏"烟台西公顺"票帖两种,主体图案分别为红色、蓝色,长方形竖排版式,版心上方为"烟台西公顺"五字横排,下为竖排面值及流通区域、防伪千字文,其外一周为人物故事装饰画,用纸用墨考究,印刷异常精美。利用北京印刷学院印刷与包装工程学院拉曼光谱实验室XploRA显微共聚焦拉曼光谱仪对三种票帖印刷颜料进行无损分析,结果显示,红色颜料为朱砂(Cinnabar,HgS)、蓝色颜料为青金石(Lapis lazuli,(Na,Ca)4-8(AlSiO_4)_6(SO_4,S,Cl)_(1-2))。

中国早期黄铜混合矿冶炼工艺的模拟探索

按照"混合矿冶炼工艺"模拟了黄铜冶炼实验。利用X射线衍射、X射线荧光、金相显微镜、扫描电子显微镜等方法,分析了模拟实验所得的黄铜样品,并讨论了中国早期黄铜的冶炼工艺。实验结果表明:当温度高于800℃时,孔雀石、炉甘石和木炭在密闭装置中,即可反应生成黄铜,所炼黄铜的金相组织以等轴晶为主,伴有少量孪晶。冶炼温度在800℃时,所炼黄铜的含锌量低于5%;850℃时,其含锌量可超过10%;达到900℃后,其含锌量将超过20%。

利用稀土等微量元素区分自然铜与早期冶炼红铜的初步研究

在前期大量古铜矿冶炼遗物系统研究的基础上,本文利用ICP等手段对一些出土先秦时期的冶炼红铜与自然铜进行了稀土等微量元素的测定和对比分析,初步结果显示,稀土等微量元素含量可以作为区分冶炼红铜和自然铜的判别标志。