三星堆青銅文物成分及物相分析

[摘 要] 根據青銅器文物的腐蝕特征，選擇八個典型的青銅器殘片研究試樣。采用掃描電鏡能譜分析和X射線衍射研究，了解青銅文物的成分及物相結構，探討三星堆青銅器的腐蝕機理。結果表明，青銅樣品中主要成分為Cu、Sn、Pb、O；主要物相為銅錫合金、磷銅礦[Cu2+2（PO4）（OH）]、錫石（SnO2）和少量赤銅礦（Cu2O），并檢測到有害銹——氯化亞銅（CuCl），為三星堆青銅文物的保護提供了理論依據。

[關 鍵 詞] 青銅器；物相；X射線衍射；腐蝕

[中圖分類號] K85 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）21-0123-01

三星堆出土的青銅器等文物，具有世界影響。但青銅器出土時表面的“有害銹”會對文物保護和研究造成極大威脅。1987年12月曾中懋第一次對銅尊取樣進行成分分析，后又對三星堆青銅器表面的銹蝕層進行分析和研究。近來，王煊從青銅器本體的化學組成及銹蝕分析和環(huán)境測試三方面對三星堆青銅器上的酥粉銹進行了研究。本文著重用SEM-EDS結合XRD的方法對青銅殘片斷面的成分及物相組成進行深入分析。

一、試驗

（一）樣品制備

試驗所選用的分析樣品采自四川省廣漢三星堆遺址出土青銅器殘片。

（二）試驗儀器及方法

實驗采用掃描電子顯微鏡及X射線能譜分析儀。利用儀器進行處理、檢索、分析來判定三星堆出土青銅文物中的物相結構成分。

二、結果與討論

（一）SEM-EDS成分分析結果

掃描電鏡能譜分析儀測試結果（見下表）表明，所選的青銅器樣品的主要成分是Cu、Sn、Pb、O，并含有少量的Ca、Si、P、S，特別是在②和⑥樣品中檢測到有害元素——Cl。

（二）XRD物相分析結果

利用軟件對三星堆青銅文物樣品的X射線衍射花樣譜圖進行分析，找出對應的物相PDF卡片。結果如下：

1.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，含鉛夾雜物、錫石SnO2和少量的赤銅銹Cu2O；

2.磷銅礦Cu2+2（PO4）（OH）、氯化亞銅CuCl和少量的石英SiO2；

3.純銅，銅錫合金Cu5.6Sn，少量的含Pb夾雜物和錫石SnO2；

4.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，少量的含Pb夾雜物和SnO2；

5.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn；

6.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，少量的Cu2O；

7.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn；

8.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，含Pb夾雜物和SnO2。

（三）青銅器的銹蝕產物

三星堆青銅器常見銹蝕產物對比可看出，樣品銹層膜的銹蝕產物基本是無害銹，但②樣品主要成分是氯化銅，表明有氯離子存在。可見三星堆的青銅器已受到微量氯離子的侵蝕。因此，進一步研究三星堆出土青銅器銹層中氯離子的含量是大有必要的。因此祭祀坑中出土青銅器的銹蝕嚴重是因氯離子存在，致使天然阻蝕劑失效有關。

1.掃描電鏡測試結果表明，所選青銅器樣品的成分是Cu、Sn、Pb、O，還有Ca、Si、P、S，Cl的微量成分存在。

2.X射線衍射物相分析，揭示了物相組成依次為：純銅相、銅錫合金相、含鉛夾雜物及銹蝕物如紅色的赤銅礦、綠色的磷銅礦、淡黃白色的錫石、白色或無色的石英、灰白色的氯化亞銅，所分析的三星堆出土青銅器殘片的銹蝕物中存在著含氯物相，可見三星堆的青銅器已受到青銅病的侵蝕。

參考文獻：

[1]曾中懋.廣漢三星堆祭祀坑出土青銅器上有害銹的分析和研究[J].四川文物，1992（S1）：90-94.

[2]王煊.三星堆青銅器“酥粉銹”腐蝕機理的研究與探討[J].四川文物，2002，3（3）：83-89.

[3]M Wadsak，T Aastrup， I O Wallinder，C Leygraf，M Schreiner. Multi-analytical in situ investigation of the initial atmospheric corrosion of bronze [J].Corrosion Science，2002：791-802.