“科(ke)技考(kao)古(gu)”是20世紀中(zhong)期出現的(de)(de)一個新的(de)(de)考(kao)古(gu)學(xue)派,利用自(zi)然科(ke)學(xue)和考(kao)古(gu)學(xue)的(de)(de)理(li)論、方法和手(shou)段,分析研究(jiu)古(gu)代(dai)實物遺存(cun),獲(huo)取豐富(fu)的(de)(de)“潛”信(xin)息,以探索(suo)人(ren)與自(zi)然的(de)(de)關系以及(ji)古(gu)代(dai)人(ren)類社(she)會歷史的(de)(de)科(ke)學(xue)。
一、科技考古——X熒光光譜分析
在(zai)考(kao)古(gu)研究(jiu)中(zhong),X射(she)線熒光光譜(pu)分(fen)析(xi)屬(shu)于(yu)無損分(fen)析(xi)，主要是測定古(gu)物中(zhong)的成(cheng)分(fen),從(cong)而達到(dao)各種分(fen)析(xi)目(mu)的,進而推斷和判斷當時的人類社(she)會文化。
尼通（Niton）XL3t 手持式分析儀對古物中的元素進行檢測
X熒(ying)光光譜(pu)分析可以對(dui)固體(ti)，甚至(zhi)(zhi)液體(ti)、氣體(ti)中(zhong)元素做(zuo)快速定(ding)(ding)性定(ding)(ding)量(liang)的分析，對(dui)各材質的絕大多(duo)數文物(wu)如(ru)金屬、合金、陶瓷、玻(bo)璃、玉石珠寶甚至(zhi)(zhi)書畫、顏料、油畫中(zhong)的元素或微量(liang)元素含量(liang)做(zuo)定(ding)(ding)性識別和定(ding)(ding)量(liang)分析。因此，X射(she)線熒(ying)光光譜(pu)分析在(zai)考古(gu)學中(zhong)主要應用在(zai)鑒定(ding)(ding)古(gu)物(wu)的年代、真偽、產地、制(zhi)作工藝等方面。
二、X熒光光譜分析在考古中的應用
應用一：文物的鑒定
1.材質鑒定
有些文物(wu)(wu)用(yong)肉(rou)眼(yan)就可以分辨是(shi)陶器還是(shi)青銅(tong)器；有些文物(wu)(wu)用(yong)肉(rou)眼(yan)就不(bu)好(hao)分辨,考古學家們有時為一(yi)件文物(wu)(wu)是(shi)什(shen)么材質爭(zheng)論不(bu)休。
【漢(han)(han)代白(bai)金三品】有人認(ren)為漢(han)(han)代白(bai)金三品是銀的,有人認(ren)為是錫鉛(qian)合(he)金,有人還從合(he)金的組成上(shang)推(tui)斷是錫,經X射線熒光光譜儀的分(fen)析,結(jie)果是鉛(qian)。
漢代白金三品
【蟻鼻錢(qian)】蟻鼻錢(qian)是先秦(qin)楚國的(de)(de)貨幣,又叫鬼臉錢(qian),由于是春(chun)秋戰(zhan)國時(shi)期的(de)(de),很(hen)多考古學家就理所當然地認為是青銅器,經過(guo)X射線熒光光譜儀的(de)(de)分析,雖然也(ye)是銅錫(xi)鉛合金,但有(you)(you)的(de)(de)含(han)鉛量達(da)(da)70%～80%,有(you)(you)的(de)(de)含(han)錫(xi)量達(da)(da)68%,含(han)銅量超(chao)過(guo)50%的(de)(de),17個樣品中(zhong)只有(you)(you)3枚,這說明(ming)蟻鼻錢(qian)的(de)(de)配料沒有(you)(you)統一的(de)(de)規定(ding),將它(ta)歸納到青銅類(lei)顯然是不妥的(de)(de)。
蟻鼻錢
2.真偽鑒定
亂世黃金，盛世古董(dong)。超(chao)高(gao)(gao)的(de)(de)利益驅(qu)使造假(jia)高(gao)(gao)手技(ji)術越來越高(gao)(gao)。真的(de)(de)與假(jia)的(de)(de),雖然在(zai)外表上一(yi)樣,但在(zai)成分上存在(zai)著很大(da)的(de)(de)區別。
【汝(ru)官瓷(ci)與仿(fang)(fang)(fang)汝(ru)瓷(ci)】雖然現代仿(fang)(fang)(fang)汝(ru)瓷(ci)可以以假亂真,但成(cheng)分上有區(qu)別,X射(she)線(xian)熒光(guang)光(guang)譜圖是(shi)不一樣的(de),有的(de)仿(fang)(fang)(fang)汝(ru)瓷(ci)含(han)鋅量(liang)高,有的(de)仿(fang)(fang)(fang)汝(ru)瓷(ci)含(han)鍶量(liang)高,古代的(de)成(cheng)分含(han)量(liang)現代人是(shi)燒不出(chu)來的(de)。
汝官瓷
【古畫(hua)】古代(dai)用的(de)(de)顏料與(yu)現(xian)代(dai)的(de)(de)是不一樣(yang)的(de)(de),美(mei)國曾(ceng)對迭(die)戈(ge)在1658年(nian)畫(hua)的(de)(de)奧(ao)地(di)利的(de)(de)瑪(ma)麗(li)安娜(na)皇(huang)后的(de)(de)油畫(hua)進行鑒定,用X射線熒光分析了(le)畫(hua)中的(de)(de)白色顏料,用的(de)(de)是鉛(qian)白和(he)石膏,證(zheng)明此畫(hua)是真的(de)(de),因為(wei)1870年(nian)以(yi)后油畫(hua)的(de)(de)白色顏料只用鈦白。
古畫
應用二：文物斷代的鑒定
同一類(lei)型(xing)的(de)古物,各朝代(dai)在制作工藝和配料上(shang)是(shi)(shi)不一樣的(de),反映到成分上(shang)是(shi)(shi)有區別的(de),可(ke)以利用X射線(xian)熒光(guang)分析(xi)進行文(wen)物的(de)斷代(dai)鑒定(ding)。
【銅(tong)鏡(jing)(jing)】漢代(dai)(dai)普遍(bian)使用高(gao)錫含(han)鉛(qian)的青銅(tong)鏡(jing)(jing),唐(tang)代(dai)(dai)在青銅(tong)鏡(jing)(jing)中大(da)量加入(ru)鉛(qian),宋代(dai)(dai)青銅(tong)鏡(jing)(jing)中含(han)鉛(qian)量極高(gao),達30%以(yi)上,并開始加入(ru)鋅,元以(yi)后(hou)大(da)量使用白銅(tong)鏡(jing)(jing),明中期后(hou)使用黃銅(tong)鏡(jing)(jing),通過(guo)X射(she)線熒光分析就可以(yi)推(tui)斷它們的年代(dai)(dai)。
銅鏡
【骨骼】在恒(heng)定(ding)的(de)自(zi)然環境中,實物(wu)自(zi)身的(de)變化如果是有規(gui)律的(de),也可(ke)以作為時(shi)代的(de)標尺。骨骼中的(de)鈾(U)含(han)量是隨時(shi)間的(de)增(zeng)(zeng)長(chang)而(er)增(zeng)(zeng)加,用X射(she)線(xian)熒光(guang)測定(ding)骸骨中的(de)含(han)鈾量,就可(ke)以確定(ding)其時(shi)代。
古人骸骨
應用三：文物產地及其礦料來源分析
;文(wen)物通(tong)過(guo)X射(she)線熒光分析(xi)可知其(qi)(qi)成(cheng)分,經(jing)聚類分析(xi)和(he)其(qi)(qi)他方法的旁證,可確定其(qi)(qi)產地及其(qi)(qi)礦(kuang)料來源。這可為研究先(xian)民遷移路線和(he)各種文(wen)化之(zhi)間(jian)的關(guan)系(xi),提供有(you)意義的信(xin)息。
【尼羅河流域(yu)的(de)古陶(tao)器】德(de)國(guo)的(de)拉德(de)肯(Rathgen)實驗(yan)室(shi)用X射(she)線熒光光譜分析了尼羅河流域(yu)的(de)古陶(tao)器,發現一般低質產(chan)品各地(di)都(dou)有出產(chan),而高質量產(chan)品,則來自位于(yu)尼羅河中部地(di)底比斯幾個中心產(chan)地(di)。
尼羅河流域的古陶器
應用四：制作工藝的研究
通(tong)過對文物的X 射(she)線熒(ying)光光譜分(fen)析, 可得到文物的成分(fen),從成分(fen)上推斷當時的制作工藝。
【隋朝敦煌莫高(gao)窟佛像(xiang)上(shang)的涂(tu)金(jin)粉(fen)】經X射線熒光分(fen)析(xi),發(fa)現鉛(Pb)的含量是金(jin)(Au)的4倍多,而表面呈金(jin)色,涂(tu)層極(ji)薄。從而推測,在佛像(xiang)上(shang)先涂(tu)鉛粉(fen)再涂(tu)金(jin)粉(fen),這樣可以節省金(jin)的用量。
隋朝敦煌莫高窟佛像
應用五：文物保護
文(wen)物(wu)(wu)(wu)保護(hu)離不開(kai)X射線(xian)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)分(fen)析(xi)(xi),首(shou)先要(yao)分(fen)析(xi)(xi)文(wen)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen),確(que)定文(wen)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)材質；在查(cha)明文(wen)物(wu)(wu)(wu)損壞的(de)(de)(de)(de)(de)過程和機理時(shi),要(yao)分(fen)析(xi)(xi)文(wen)物(wu)(wu)(wu)材料質變(bian)產(chan)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)；保護(hu)得如何,也(ye)要(yao)通(tong)過X射線(xian)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)分(fen)析(xi)(xi)來(lai)觀察文(wen)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)有(you)無(wu)變(bian)化。在研(yan)究文(wen)物(wu)(wu)(wu)在地下埋葬環境時(shi),地下水(shui)和文(wen)物(wu)(wu)(wu)周圍(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)土壤的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)也(ye)要(yao)靠X射線(xian)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)分(fen)析(xi)(xi)來(lai)確(que)定。在研(yan)究文(wen)物(wu)(wu)(wu)保護(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)佳環境時(shi),要(yao)用X射線(xian)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)技術(shu)分(fen)析(xi)(xi)文(wen)物(wu)(wu)(wu)周圍(wei)(wei)大氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)溶膠和化學(xue)污染物(wu)(wu)(wu)。因(yin)此,X射線(xian)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)分(fen)析(xi)(xi)是(shi)文(wen)物(wu)(wu)(wu)保護(hu)工作的(de)(de)(de)(de)(de)“眼睛”。
三、科技考古的意義
利用科技檢測儀器，會改善(shan)當下國內文(wen)(wen)物藝(yi)術(shu)品(pin)鑒(jian)(jian)定市(shi)場(chang)“十個專家、九個意見”、“鑒(jian)(jian)定證書(shu)漫天(tian)飛”的混亂狀況，使(shi)文(wen)(wen)物藝(yi)術(shu)品(pin)鑒(jian)(jian)定行業(ye)進(jin)一步(bu)得到(dao)規范，有助于我國文(wen)(wen)化產業(ye)的繁榮(rong)與(yu)發(fa)展。
