李強
摘 要:文章根據惠福西路南粵先賢館遺址出土的龍泉青瓷,利用微探針X射線熒光光譜儀(μ-XRF)對其化學元素組成進行了測試分析,通過基于主成分的聚類分析并結合外形特征推斷此批青瓷產自宋元時期,對探討龍泉青瓷通過廣州港外銷及海上絲綢之路有重要意義。
關鍵詞:龍泉青瓷;μ-XRF;成分分析
廣州惠福西路南粵先賢館遺址位于廣州市越秀區,為配合南粵先賢館項目工程的建設,廣州市文物考古研究院2011—2013年先后對南粵先賢館一期配套地下停車場和二期主場館進行了搶救性考古發掘,后又對毀棄于民國初年的五仙觀通明閣遺址進行了復建前的考古勘察工作。該遺址出土了一批青瓷片,經考古專家辨識,外形、胎釉特征與龍泉青瓷相符,本文利用微探針X射線熒光光譜儀(μ-XRF)對這批青瓷片的化學組成進行了測試分析。
近些年,X射線熒光光譜儀越來越多的被運用到瓷器成分檢測分析中,X射線熒光分析速度快,靈敏度高,且能對陶瓷文物進行無損分析,微探針X射線熒光光譜儀(μ-XRF)集合了電子探針微區分析的功能,又保留了能量色散型X射線熒光光譜儀的優點[1],對陶瓷成分檢測極為有利。
1 樣品與實驗
1.1 樣品
本批用于測試的龍泉青瓷共11件殘片。胎釉外觀特征見表1。
1.2 實驗
此次檢測分析在中山大學人類學系科技考古實驗室進行,利用美國EDAX公司生產的EAGLEⅢXXL型能量色散型X射線熒光光譜儀(μ-XRF)進行分析,其采用了柱狀毛細管X射線聚焦,光斑直徑大小可為100~300μm,對微區分析極為有利。也因光斑小,為防止檢測的數據出現偶然因素,使用時常需要多測幾個點,再求其均值,使檢測數據更加可靠。元素測量范圍為Na~U,對于Na以下的輕元素還不能檢測。該儀器樣品倉較大,能夠容下較大的樣品,對于陶瓷無損分析極為有利。
樣品經超聲波清洗,陰干,放入樣品倉,對胎和釉進行分析檢測。本次分析的實驗條件是X射線光管電壓40Kv,電流250μA,光斑直徑100μm,真空光路,死時間約是20%,采用VerSion3.0解譜軟件進行分析。
2 結果與討論
2.1 檢測分析結果
檢測分析結果如表2、表3所示。
2.2 分析方法
由于地理因素影響,瓷胎中Al2O3含量低于25%的胎極有可能是南方生產的,而高于27%的胎極有可能由北方生產[2],此批青瓷片瓷胎中Al2O3含量均在25%以下,可知這些青瓷片來自南方窯口。考古專家經過外形及胎釉特征已推斷出這批青瓷片來自龍泉窯,為確認此批青瓷片的產地及時代,選擇了越窯、龍泉窯的瓷胎數據進行對比研究,數據如表4所示。瓷胎中主次量元素能呈現青瓷的主要特征,通過對瓷胎主次量元素的分析,與現有的陶瓷數據進行比較,能有效區分陶瓷的產地及時代。因儀器檢測限的因素,鈉元素測試有一定誤差,因此聚類分析排除掉鈉元素,將剩下的主次量、微量元素進行聚類分析。首先將數據先進行標準化處理,利用標準化處理的數據提取了兩個主成分[3],累積方差為77.78%,能有效代表原樣本的基本信息,再利用系統聚類分析方法,對提取的主成分進行聚類分析,采用組間聯接平方歐式距離聚類方法,得出的聚類譜系圖(圖12)。
從圖12中可以看出,將閾值設置為10時,可以分為4類,第一類:寺龍口越窯青瓷和北宋龍泉窯青瓷01、02、03;第二類:S2-b、S32-b、S33-b、S34-b、S39-b與南宋龍泉窯青瓷S3-1、S3-2、SSL-1、LQD-01;第三類:S30-b與北宋龍泉窯青瓷FDL-2;第四類:S28-b、S35-b、S36-b、S37-b、S38-b與南宋龍泉青瓷LQD-02、LQD-03、48。若閾值設置為5時,則第一類可再分為兩小類,分別是寺龍口越窯青瓷與北宋龍泉青瓷,可見北宋龍泉窯青瓷胎化學成分在一定程度上與越窯青瓷有相似之處,但又能區分彼此。
以上對青瓷胎主次量元素的聚類分析能較為有效地區分青瓷的產地和時代,為進一步研究此批青瓷片的時代特征,再將此批青瓷片釉的化學組成進行聚類分析。分析方法同上,先標準化數據,利用主成分分析,對多維數據進行降維,提取了四個主成分,四個主成分的累積方差為89.41%,能有效代表原樣本的基本信息。再將提取的主成分做聚類分析,采用組間聯接平方歐式距離聚類方法,得出的聚類譜系圖(圖13)。將閾值設置為10時,可分為五類,第一類S35、S36,第二類為S37、S38、S32、S2、S39、S33,余下S30、S34、S28分別自成一類;若將閾值設置為15時,則分為三類,第一類為S35、S36、S37、S38、S32、S2、S39、S33,第二類為S30、S34,余下S28單獨一類。
2.3 結果討論
青瓷胎釉的化學成分組成可以從微觀角度反映胎釉特征,聚類分析將具有共同特征的青瓷分為一類,在一定程度上可以為分類提供參考。結合瓷胎和釉的聚類分析結果,可以得出如下推斷:
①S30、S34在釉的聚類分析中可聚為一組,且均為薄釉;在胎的聚類分析中,S30與北宋龍泉窯標本聚為一組,S34與南宋龍泉窯標本聚為一組,S34內壁刻卷草紋,紋飾流暢,在外形特征等方面具有北宋龍泉窯青瓷特點,胎的成分聚類分析中歸入到了南宋組別,釉的成分聚類分析中歸入到北宋組別,可能為北宋晚期的產品,在胎的配料上已經發生了變化,而釉的配方及外形紋飾等仍然保留著北宋時期的特點;
②標本S37、S38、S32、S2、S39、S33在釉的聚類分析中聚為一組,在胎的聚類分析中均與已知南宋龍泉窯胎聚在一起,可知為南宋時期龍泉窯產品;標本S28在胎的聚類分析中劃分在南宋組別,在釉的聚類中自成一類,可見天青釉的配方與一般龍泉青瓷有別;標本S33釉的化學組成與該時期龍泉窯普通青瓷并無顯著區別,在聚類分析中與其他該組成員差別也不大,但卻呈粉青色,可能粉青釉受燒成溫度和氧化還原氛圍影響比較大。
③標本S35、S36兩者成分接近,在胎的聚類分析中分在南宋組別,在釉的聚類分析中可以劃分在南宋組別,但與南宋組別又有明顯的區別,且為薄釉、貼花,與南宋龍泉青瓷特征不符,與元代龍泉窯青瓷相似。從胎釉特征來看,比南宋龍泉青瓷的釉層更薄,南宋龍泉青瓷施的是乳濁液,而元代龍泉窯青瓷多施的是透明釉。筆者找到一件元代龍泉窯拱花瓶,由臺北張益周先生收藏[6],以作對比,見圖14,可見兩者極為相似,由此推斷標本S35、S36產自元代龍泉窯。
3 結論
通過微聚焦X射線熒光光譜儀(μ-XRF)能有效測試胎釉的化學成分,基于主成分的系統聚類分析可以較為準確的對青瓷進行分類,再結合現有青瓷胎釉數據、外形及胎釉特征可以較為準確地辨別龍泉青瓷的年代,從實物角度為龍泉青瓷通過廣州沿著海上絲綢之路銷往外界增添了證據。
參考文獻
[1]朱鐵權,余志,鄺貴榮,等.宋代西村窯瓷器微聚焦X射線探針無損分析研究[J].中國陶瓷,2010(09):74-77+63.
[2]熊櫻菲,龔玉武.化學組成分析輔助判別古陶瓷產地、制作年代及工藝的研究[J].文物保護與考古科學,2008(S1):79-84.
[3]汪冬華.多元統計分析與SPSS應用[M].上海:華東理工大學出版社,2010.
[4]李家治.中國科學技術·陶瓷卷[M].北京:科學出版社,1998.
[5]吳雋,羅宏杰,李其江,等.越窯、龍泉及南宋官窯青瓷等我國南方青釉名瓷的元素組成模式和顯微結構特征[J].硅酸鹽學報,2009(08):1408-1414.
[6]陳昌蔚.中國陶瓷宋元瓷器[M].臺北:臺北光復書局,1980.