三星堆出土象牙多层级结构及失水过程研究

由于长期埋藏于潮湿的地下环境,三星堆遗址祭祀区出土的象牙含水率高,且存在本体断裂、表面开裂和剥落等问题,保存状况差。出土后的象牙极易快速失水,而发生开裂和粉化等不可逆的损害。为明确三星堆出土象牙的保存现状,采用光谱、能谱、电镜、纳米压痕等测试手段,深入解析了2021年三星堆遗址3、4、7和8号坑(K3、K4、K7、K8)发掘出土象牙的组成、结构及失水过程。结果表明:三星堆遗址四个坑出土象牙的主要物相为碳羟基磷灰石[Ca_(10)(PO_(4))_(3)(CO_(3))_(3)(OH)_(2)],有机纤维蛋白成分基本消失殆尽,形成了以介孔为主(孔径分布在3~50 nm)的孔隙结构,且孔隙被大量水分占位,其中,K3出土象牙(K3XY-54)和K4出土象牙(K4YW-289)热重所测含水率分别为43.8%和43.4%;四个坑出土象牙均存在片状和针状晶体结构,其中K3XY-54以针状晶体结构为主,并呈现出明显的取向生长,K4YW-289呈现晶体聚集,其晶体尺寸厚度明显增加;出土象牙表面和内部吸附水的挥发使象牙微观结构产生内应力,从而造成出土象牙干裂、粉化等不可逆损坏;采用纳米压痕技术,初步探索了出土象牙在糟朽状态下表面微观硬度的变化,其中K4YW-289经失水前后的表面微观硬度变化差异最大(饱水状态0.090±0.049 GPa,失水后1.553±0.312 GPa),这可能与其组分结构内吸附水含量较少和高泥化现象有关,结合K3XY-54、K7XY-43和K8XY-11-13研究可发现出土象牙在失水前后微观硬度和弹性模量受组分结构-失水速率关系的影响较大。对三星堆出土象牙多层级结构和失水过程的初步研究结果为其后期实施有效保存和本体加固提供有力的科学依据和参考数据。

福泉山遗址出土象牙器应急保护研究

2010年福泉山遗址出土具重要考古价值的象牙器,腐朽状况十分严重,为了能妥善保存这批珍贵的文物,采用扫描电镜、X衍射、红外光谱、X荧光分析,对其微观形貌、物相、分子结构、元素组成进行分析。分析结果表明,出土象牙器主要成分为碳羟磷灰石,其内部有机成分已完全流失,微观结构中存在的主要多孔道直径因长期受地下各类盐的侵蚀变大,直径范围0.33～3.6μm。象牙器组成除了Ca,P外,还含有其它多种元素成分。这些元素成分来源于象牙长期地下埋葬环境中各种盐类的侵蚀所致。它干扰羟磷灰石结晶,使其结晶程度降低、晶格稳定性变差。因此,采用B72乙醇/丙酮(1/1,V/V)溶液,对两件象牙权仗、一件象牙权仗柄进行了脱水加固保护,经加固的象牙器强度明显增加,颜色自然。为了对后续出土象牙器的更好保护,研究在B72加固液中复配分子粒径分布较宽的可逆性树脂聚乙烯醇缩丁醛(PVE),以有利于加固液渗透进入象牙内部细小孔道。经检测复配PVE的B72加固液成膜后透光率、膜强度等性能均无明显变化。

三星堆遗址出土象牙微生物群落结构及功能

以三星堆遗址祭祀坑出土象牙为研究对象,采用扫描电子显微镜–能谱(SEM-EDS)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)对出土象牙形貌及元素组成进行显微观察和检测分析,结合可培养技术和高通量测序技术对象牙细菌群落组成进行分析,探究微生物对三星堆出土象牙的潜在危害.结果显示,出土象牙表面具有明显裂缝,具有类似竹木碳化后的形态结构以及明显微生物定植,保存状况差.高通量测序结果显示出土象牙细菌多样性丰富,象牙主要细菌群落为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、Candidatus_Saccharibacteria、疣微菌门(Verrucomicrobia)、浮霉菌门(Planctomycetes),其中酸杆菌门和变形菌门为优势菌门,不同祭祀坑出土象牙优势细菌组成和相对丰度差异明显,五号坑出土象牙的主要优势细菌更多,分布更均匀.细菌群落组成与重金属含量相关性分析显示象牙中的细菌群落结构受重金属种类和含量的影响,Cu、Cr、Mn、Ni、Pb的含量对象牙样品中的细菌群落结构均有影响.功能预测结果显示,辅因子和维生素代谢、氨基酸代谢、碳水化合物代谢以及萜类化合物和聚酮酸代谢是出土象牙的优势功能代谢途径.采用可培养技术从象牙中获得16个种的可培养细菌,分属于4个门13个属,产酸耐铜试验结果表明10株菌都具有一定的产酸能力,且细菌对CuSO4的耐受范围在500-1000 mg/L,对象牙存在潜在危害.本研究表明三星堆出土象牙中细菌种类丰富,并存在对象牙保存具有潜在危害的细菌类群,结果可为三星堆出土象牙的保护提供科学依据.(图11表3参43)

三星堆遗址祭祀区三号祭祀坑出土的象牙现场加固材料力学性能研究

三星堆遗址祭祀区三号祭祀坑出土的象牙,因长期埋藏于潮湿环境,含水率高,保存状况差,在提取过程中需要进行加固。筛选适用于潮湿环境下考古现场临时加固的材料和加固方法,关系着象牙整体稳定性和提取安全性,是象牙现场保护提取技术的研究重点。加固材料的力学性能是筛选加固材料的重要依据。文中对单独使用高分子绷带、以及高分子绷带和不同材料复合的力学性能进行测试,结果显示高分子绷带+竹片+石膏复合体系的力学性能最好。并将其成功用于三星堆遗址三号祭祀坑一根长135cm,拱高60cm的出土象牙现场加固提取。这对于后期潮湿环境下考古现场出土象牙加固提取具有一定的参考价值。

南越王墓出土的象牙制品与汉代岭南象牙贸易

两汉时期,大象的栖息地逐渐缩小至岭南和西南的部分地区,岭南成为象牙集散地,由南越王赵眜墓出土的丰富的象牙原材料和象牙制品便可见一斑。岭南地区象牙一部分供本地使用,一部分进贡中原统治者和贵族。汉代岭南象牙贸易在中国贸易活动与文化交流以及海上丝绸之路活动史上都具有重要地位。