西安姜寨遺址出土彩陶的初步科技分析

嚴(yán)小琴，劉慧芳，李立

（1.西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院，西安 710069；2.西安半坡博物館，西安 710038；3.陜西省文物保護(hù)研究院，西安 710075）

1 引言

彩陶是指在打磨光滑的陶坯上，涂刷天然的礦物顏料，然后入窯燒制，取出后表面有各種顏色的陶器。有的彩陶是以陶坯為底繪彩焙燒，也有的是在陶坯上先施加一層薄薄的陶衣后再繪彩焙燒。其中仰韶文化時(shí)期的陶器制作工藝水平高,器物精美[1]。

根據(jù)文獻(xiàn)[2],姜寨遺址位于陜西省臨潼縣城北，是以仰韶文化為主的一處重要聚落遺址，不僅出土了大量生產(chǎn)工具，如石制工具和骨制工具，而且還發(fā)現(xiàn)了大量以陶器為主的生活用具，其中的彩陶尤為精美，具有很高的研究?jī)r(jià)值。

本文采用掃描電子顯微鏡、X射線能譜儀和X射線衍射儀等現(xiàn)代儀器分析手段相結(jié)合，對(duì)兩件姜寨遺址彩陶殘片進(jìn)行微觀形貌觀察和成分分析，為研究當(dāng)時(shí)彩陶的制作工藝提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 樣品

實(shí)驗(yàn)樣品1是姜寨遺址黑彩彩陶殘片（圖1），考古編號(hào)為L(zhǎng)GZ.7650.T721④：61.77.10。

實(shí)驗(yàn)樣品2是姜寨遺址白彩彩陶殘片（圖2），考古編號(hào)為L(zhǎng)G710T56M46：173.8。

圖1 實(shí)驗(yàn)樣品1照片

圖2 實(shí)驗(yàn)樣品2照片

2.2 儀器及實(shí)驗(yàn)

2.2.1 掃描電鏡和X射線能譜儀

實(shí)驗(yàn)采用捷克TESCAN公司VEGA3鎢燈絲型掃描電鏡結(jié)合英國(guó)牛津X-Max能譜儀,觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)、測(cè)試物質(zhì)成分。分別取黑彩粉末和白彩粉末未經(jīng)金屬膜噴鍍放入樣品倉(cāng)中進(jìn)行測(cè)試。

2.2.1 X射線衍射儀

實(shí)驗(yàn)采用日本理學(xué)Smartlab轉(zhuǎn)靶型X射線衍射儀。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 掃描電鏡和能譜分析

如圖3，圖4。

圖3 黑彩的SEM像

圖4 白彩的SEM像

表1是對(duì)黑彩不同區(qū)域的能譜分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)。表2是對(duì)白彩不同區(qū)域的能譜分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)。

表1 黑彩能譜分析結(jié)果（wt%）

表2 白彩能譜分析結(jié)果（wt%）

根據(jù)能譜檢測(cè)結(jié)果表1，黑彩區(qū)域中含有C、O、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Fe，可知黑彩的顯色元素是 Fe，由此推測(cè)磁鐵礦是黑彩的主要成分。

根據(jù)能譜檢測(cè)結(jié)果表2，白彩中含有 C、O、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Fe，其中C、O、Si、Ca含量較高。可知白彩的主要成分是碳酸鈣。

3.2 X射線衍射分析

參考前面X射線能譜元素分析結(jié)果并進(jìn)一步對(duì)黑彩和白彩進(jìn)行X射線衍射分析。

圖5 黑彩的X射線衍射圖譜

圖6 白彩的X射線衍射圖譜

圖5是黑彩的XRD圖譜，圖6是白彩的XRD圖譜。根據(jù)圖5黑彩的X射線衍射譜結(jié)果，結(jié)合能譜數(shù)據(jù)分析，黑彩區(qū)域物相有磁鐵礦（Fe3O4）、根據(jù)圖6的X射線衍射結(jié)果分析，結(jié)合能譜數(shù)據(jù)可以得出碳酸鈣（CaCO3）是白彩的顯色物相。

4 結(jié)論

本文對(duì)兩件姜寨遺址出土的黑彩和白彩陶片進(jìn)行分析研究，通過(guò)掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射分析等綜合分析方法得出如下結(jié)論：

①黑彩的顯色物相是磁鐵礦，說(shuō)明當(dāng)時(shí)姜寨遺址地區(qū)有磁鐵礦分布；

②白彩的顯色物相是碳酸鈣，說(shuō)明當(dāng)時(shí)姜寨先民已掌握了石灰石的燒造技術(shù)，先將石灰石煅燒成生石灰，加入水得到熟石灰，將熟石灰水涂刷到陶坯上入窯燒制又形成生石灰，取出后生石灰與空氣中的二氧化碳反應(yīng)又生成一層碳酸鈣，從而起到白色的裝飾效果。