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隨著物理、化學(xué)分析技術(shù)和手段日益廣泛地應(yīng)用于考古研究，彩陶成分、顏料及呈色機(jī)理已成為目前研究的熱點(diǎn)問題，也是文化交流和傳播亟待解決的基礎(chǔ)問題。我國一些考古專家會(huì)運(yùn)用現(xiàn)代科技檢測(cè)技術(shù)——XRD及XRF分析技術(shù)加之豐富的考古經(jīng)驗(yàn)來對(duì)一些文物進(jìn)行發(fā)掘和修復(fù)工作。下面我們來舉例說明手持式光譜儀X熒光光譜儀運(yùn)用在文物保護(hù)的具體應(yīng)用方法。

?陳曉峰、馬清林等采用XRD及 X熒光光譜儀分析技術(shù)對(duì)馬家窯文化半山、馬廠類型黑色彩和紅彩彩陶顏料進(jìn)行了分析研究，認(rèn)為黑色顏料以磁鐵礦、黑錳礦或鋅鐵尖晶石為主；紅色顏料以赤鐵礦為主，并發(fā)現(xiàn)鋅鐵尖晶石。該分析結(jié)果還揭示了半山、馬廠類型用兩種不同色調(diào)的顏料調(diào)配復(fù)合顏料。馬清林、胡之德等人采用XRD、 X熒光光譜儀分析儀將甘肅秦安大地灣遺址出土的顏料塊（粉末）與彩陶（彩繪陶）顏料進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)紅色顏料為赤鐵礦、朱砂，黑色為磁鐵礦、赤鐵礦與磁鐵礦的混合物。??采用XRD、 X熒光光譜儀等多種方法分別對(duì)彩陶的胎和顏料及其呈色機(jī)理進(jìn)行研究，為深入認(rèn)識(shí)漢水中游地區(qū)彩陶的成分、工藝和來源問題提供科學(xué)資料。

手持式光譜儀X熒光光譜儀與文物保護(hù)與科技的關(guān)系

手持式光譜儀X熒光光譜儀優(yōu)點(diǎn)：

1.?振動(dòng)篩避免擇優(yōu)取向。

2.?樣品要求：經(jīng)研缽研細(xì)、過篩（100目）后放置于振動(dòng)篩內(nèi)裝樣、測(cè)試。陶胎、黑色彩和陶衣則用手術(shù)刀輕輕刮取需要取樣的部位用于測(cè)試。

二、分析方法

手持式光譜儀X熒光光譜儀：：EDX-6000型號(hào)的能量色散型X熒光光譜儀，下照式X光管，內(nèi)置多段可變電壓，電流200uA、功率4W，采用高靈敏度SDD硅漂移探測(cè)器，可分析元素周期表Mg-U范圍之間元素，分析精度高達(dá)PPM，數(shù)據(jù)處理采用Windows CE操作系統(tǒng)。在分析過程中，無需制樣，可直接將激光打在樣品需要檢測(cè)部位。分析模式有地球化學(xué)、土壤、礦物、合金四種，本次實(shí)驗(yàn)采用的是地球化學(xué)模式。

三、分析結(jié)果

（一）彩陶及陶彩的化學(xué)成分、黑色彩的顯色物相分析

使用XRD方法共測(cè)試5件有代表性的黑色彩彩陶樣品。測(cè)試結(jié)果顯示各物質(zhì)衍射峰：石英為3.34，鈉長(zhǎng)石為3.20，伊利石為4.46、10.15，白云母為2.56、10.09，莫來石為5.38，方鈉石為3.68，方石英為4.03，方解石為3.02~3.07，赤鐵礦為2.51、2.69，磁鐵礦為2.53，方鐵錳礦為2.70。5件黑色彩成分含量的變化范圍：石英在19.6～22.7%之間，鈉長(zhǎng)石為10.9～13.4%，伊利石為22.5～28.0%，白云母為19.5～23.9%，莫來石是5.3～7.8% ，方鈉石為1.9～2.3% ，方石英為1.1% ，方解石為1.0～1.5%，磁鐵礦為4.0～8.5%，方鐵錳礦為0.7～1.3%，赤鐵礦僅為1.0～1.9%。其中，石英、鈉長(zhǎng)石、伊利石、白云母等是制作陶器常見的礦物原料；黑色彩的顯色成分主要為磁鐵礦、少量赤鐵礦和方鐵錳礦，磁鐵礦含量明顯高于赤鐵礦和方鐵錳礦。

手持式光譜儀X熒光光譜儀

陶衣的XRD分析顯示各物質(zhì)含量：石英12.3～19.1%，鈉長(zhǎng)石13.0～15.9%，伊利石19.9～29.1%，白云母24.2～26.7%，莫來石8.2～12.8%，方鈉石2.3～2.7%，方石英1.3～1.7%，方解石1.0~1.7%，赤鐵礦0.7～1.9%。其中，07XSGT3625G16②∶29、T3519⑩∶24兩件仰韶文化三期的陶衣與仰韶文化二期一件陶器（07XSGT3029⑤∶13）內(nèi)外壁陶衣相比，赤鐵礦含量明顯較少，是豐富的赤鐵礦使仰韶文化二期陶衣呈現(xiàn)出濃郁的紅色。

陶胎中石英、鈉長(zhǎng)石、伊利石等黏土中常見的礦物含量與黑色彩、陶衣基本一致。7件土樣與黑色莫來石，而陶器中莫來石含量達(dá)5.3～12.8%，其他物相成分的含量與陶器相似。除一件仰韶文化二期的陶胎檢測(cè)到微量外，其余陶胎與黏土中都未檢測(cè)出赤鐵礦、磁鐵礦、方鐵錳礦。

陶胎、黑色彩的XRF元素分析結(jié)果顯示，其化學(xué)組成基本一致，均檢測(cè)有Si、Al、Fe、Ca、Mn等元素。陶胎中Fe元素含量約為5.26～16.97%，Mn元素為0.05～0.20%；黑色彩中Fe（據(jù)XRD檢測(cè)的物相分析，應(yīng)存在Fe2+、Fe3+，但XRF不能檢測(cè)出元素化合價(jià)）元素約為1.72～8.15%，Mn元素為0.1741～1.3494%，陶胎中Fe、Mn元素的含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于黑色彩，因此黑色彩較之陶胎會(huì)呈現(xiàn)出濃翠的黑色。

綜上所述，溝灣遺址黑色彩的顯色物質(zhì)為磁鐵礦、方鐵錳，另外還有少量赤鐵礦。這就是現(xiàn)代檢測(cè)可以與文物考古及保護(hù)產(chǎn)生的聯(lián)系。我們可以通過現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)通過一定的技術(shù)分析從而對(duì)文物進(jìn)行考古發(fā)掘以及后期的認(rèn)知及保護(hù)的依據(jù)。手持式光譜儀X熒光光譜儀其無損快速的特點(diǎn)也是其被廣泛應(yīng)用到野外諸如礦脈檢測(cè)、土壤分析、考古發(fā)掘的重要原因。因?yàn)槠涫墉h(huán)境影響相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室分析儀儀器來說比較少，所以備受野外工作者青睞。