1 陕西科技大学材料科学与工程学院, 硅酸盐质文化遗产研究院, 陕西 西安 710021
2 陕西省考古院, 陕西 西安 710043
3 上海大学, 文化遗产保护基础科学研究院, 上海 200444
天王俑是中原地区的达官贵人墓葬的镇墓俑, 是唐墓葬冥器中重要的一种神煞俑。 为探究天王俑彩绘颜料的组成元素以及彩绘工艺, 使用X射线荧光光谱分析了陕西省咸阳市渭城区苏同家族墓KTJ-2019-019M2、 KTJ-2019-019M3坑出土的天王俑彩绘区域的元素组成。 分析结果表明陶俑表面金色贴片主要为金箔(Au); 红色颜料的组成元素则是Hg、 S以及少量的Pb、 P; 蓝色颜料和绿色颜料的组成元素均为Cu, 白色颜料的组成元素为P、 S、 Pb。 使用拉曼光谱对彩绘颜料层的鉴定物相, 使用拉曼光谱分析技术对彩绘层分析结果确定了红色颜料的主要组成物相为朱砂(HgS)和铅丹(Pb3O4)的混合颜料; 蓝色颜料的主要组成物相为石青; 绿色颜料的主要组成物相为石绿; 白色颜料的组成物相可能为铅白。 进一步使用XRF面扫描技术分析了天王俑的彩绘工艺, 解析金、 红、 蓝、 绿色区域的组成元素位置, 发现陶块样品中的M2-1金色陶块、 M3-1白色陶块、 M3-2红色陶块、 M3-3蓝色陶块、 M3-4绿色陶块的彩绘均使用的是单层工艺, 而M2-2样品彩绘是在以铅白为底再施加一层朱砂和铅丹混合颜料, 即使用了双层彩绘工艺, 通过将唐代苏同家族墓天王俑彩绘层测试结果与唐代各地区出土彩绘文物进行比较, 得到唐代苏同家族墓使用的各种彩绘颜料与同时期不同地区出土彩绘文物使用彩绘一致。 使用X射线荧光光谱面扫技术能直观得到颜料层的元素分布特征, 可以为天王俑的保护以及修复工作提供可靠的科学支持和有益借鉴。
天王俑 唐代 XRF面扫描 拉曼 呈色 Warrior figurines Tang dynasty XRF mapping Raman spectroscopy Color generation
1 西北大学文化遗产学院文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室, 陕西 西安 710127
2 2. CNR-Institute of Geosciences and Earth Resources, Florence 50121, Italy
4 陕西省考古研究院, 陕西 西安 710054
5 西北工业大学文化遗产研究院, 陕西 西安 710072
文物和艺术品的无损分析是文化遗产科技保护的重点和难点。 该研究使用了一种遥感领域的地物光谱仪——便携式全波段高光谱感应器(Analytical Spectral Devices FieldSpec FR Pro 3)分析文物中常用的有机胶料。 这种高光谱感应器可以在0.2 s内获得一个350~2 500 nm全波段反射光谱, 其波段涵盖了可见光、 近红外和短波红外三个区域。 该研究选取蛋黄、 兔皮胶、 亚麻籽油三种中西方古代、 现代常用的胶结物作为研究对象, 分别以单组分、 与不同颜料的混合物两种形式来验证该设备无损分析的可靠性和实用性。 首先按照传统绘画技法, 使用四种不同颜料与上述胶结物的组合制备彩绘样品。 待样品完全干燥后, 使用探头直接接触法获取光谱信息, 并利用相关软件进行数据处理。 实验发现, 由于物化本质不同, 这三种胶结物的反射光谱在波长1 100~2 400 nm范围内的特征信息差异最为显著。 当胶料与无机颜料混合后, 这三种有机物的吸收峰位置相对于单组分出现了相同的三种变化: (1)波长1 507 nm处的肩峰消失; (2)波长约为1 943~1 922 nm处的宽峰偏移; (3)位于波长2 050 nm处的原N—H伸展和弯曲合频峰向右移动了约(20~2 070 nm)。 值得注意的是, C—H合频和倍频峰在单组分与混合物光谱中的位置保持一致。 这一系列谱图变化规律使得从混合物中鉴别胶料具有了可能性。 尽管在某些情况下, 和其他光谱分析技术类似, 混合后无机颜料和有机胶料吸收峰之间的相互干扰会影响胶料的鉴定, 但利用其一阶导数光谱能够协助各组分的准确表征。 结果表明, 该高光谱感应器能够有效鉴别有机胶料; 这种快速、 无损的分析方法不仅在实验室成分分析中具有可行性, 而且其便携的特点也适用于文物保护与修复现场的快速分析, 具有较好的实用性。
便携式高光谱感应器 反射光谱 文物保护 有机胶料 无损检测 Portable hyperspectral sensor Reflectance spectra Heritage conservation Organic binding media Non-invasive analysis 光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2886
1 西北大学文化遗产学院， 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室， 陕西 西安 710069
2 陕西省文物保护研究院， 陕西 西安 710075
3 陕西省考古研究院， 陕西 西安 710043
鉴于微区X射线衍射（micro-XRD）技术的微区、 微量、 原位、 无损等优势， 尝试将其与超景深显微法， 扫描电镜能谱（SEM-EDX）和显微激光拉曼（MLRM）技术相结合， 对汉阳陵东阙门出土的蓝紫色颜料样块进行显微观察和无损分析鉴定， 结果证实该蓝紫色颜料的成分为中国紫（BaCuSi2O6）， 并伴有黄铅矿（Pb2［SO4］O）和重晶石（BaSO4）。 中国紫这类人工合成硅酸铜钡系化合物颜料在西汉帝陵遗址中的发现， 反映了紫色在当时具有崇高的社会等级地位， 而其在东阙门的出土也进一步表示了西汉帝陵在设计、 装饰方面深受五行思想的影响。 另外黄铅矿和重晶石的发现可推测当时合成中国紫颜料时所使用的钡源是重晶石， 黄铅矿以铅盐添加物在合成中国紫时作为助熔剂和催化剂， 从化学史的角度反映了当时合成技术的成熟。
汉阳陵 东阙门 蓝紫色 中国紫 微区X射线衍射 Han Yang mausoleum The site of eastern gate tower The violet pigments Chinese purple Micro-XRD 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1588
1 陕西历史博物馆, 陕西 西安 710000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
3 陕西省考古研究院, 陕西 西安 710000
针对壁画鉴赏中对科学分析方法的需求, 根据光谱成像及光谱分析方法在壁画处理中的特点与优势, 重点讨论了光谱成像技术在壁画鉴赏处理中的应用, 其可以辅助传统的专家经验鉴定方法, 提供更丰富客观的画作信息, 实现作品的鉴赏分析。 光谱成像与分析方法是一类重要的科学分析方法, 因其具有非接触、 破损少甚至无破损、 科学、 准确、 可量化等特点, 可应用于壁画修复、 信息提取、 颜料分析、 特征增强、 鉴赏分析等。 首先, 从技术实现角度出发给出具体的鉴赏应用方向。 然后, 基于光谱特征分析、 主成分分析、 独立分量分析、 相关性判别、 人机交互处理等方法, 对实际观测的韩休墓壁画进行实验处理, 验证技术应用的实验效果, 最后, 结合应用实验提出包括规范化采集、 图谱特征分析、 图谱处理系统等关键技术还需进一步解决。 实验结果表明, 利用光谱成像分析技术可以实现壁画颜料信息的判读, 隐藏信息的提取、 弱信息的增强, 不同属性的分类识别, 同时, 还可以综合特殊需求, 开展画作图谱探索性研究, 如壁画处理中的涂改小孩分析、 画作修复等。
壁画鉴赏 光谱成像 光谱分析 Mural painting appreciate Spectral imaging Spectral analysis 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 3235
1 中国科学技术大学结构分析开放实验室,合肥,230026
2 陕西汉阳陵考古陈列馆,陕西,712038
3 江西师范大学物理系,南晶,330027
4 中国科学技术大学科技史与科技考古系,合肥,230026
本文利用拉曼光谱对陕西汉阳陵陶俑彩绘颜料进行了分析,成功地测定出彩绘颜料的成分.这一研究工作表明,显微拉曼光谱分析技术非常适合于考古学样品的成分分析,这一技术有可能成为文物产地研究的有力手段之一.
拉曼光谱 彩绘陶俑 颜料 Raman spectra painted pottery figurine pigment
