廣西中和窯青白瓷化學組成研究

周本源，汪常明，朱鐵權

(1.北京科技大學 科技史與文化遺產研究院，北京 100083；2.廣西民族大學 科技考古實驗室，廣西 南寧 530006；3.中山大學 社會學與人類學學院，廣東 廣州 510275)

0 引言

中和窯遺址位于廣西壯族自治區藤縣藤州鎮中和村境內，窯址主要分布在北流河東岸，北起黎山口、南至芝麻坪的9個小山丘上，南北長約2 km，東西寬0.5 km，分布面積約1 km2.自1963年被發現以來，中和窯經過兩次發掘和多次考察，根據考古發掘情況，推測中和窯創燒于北宋中后期，興盛于兩宋之際，南宋后期衰落，燒造時間約200年.中和窯的發現，填補了廣西青白瓷窯址的空白，擴大了我國青白瓷窯址的分布范圍.中和窯因其較大的規模和較好的瓷器品質，得到了國內外許多專家學者的關注，并于2013年被評為“全國重點文物保護單位”.

近些年，學術界主要從兩個方面對中和窯進行研究：一是，韋仁義、[1-2]王普生[3]等通過田野考察、考古發掘，從傳統考古學的角度，研究中和窯的分布、燒造時間、窯爐結構、裝燒工藝、出土遺物的器型和裝飾特征；二是，韋仁義、[4]藍日勇、[5]封紹柱、[6]李鏵、[7]霍戰平、[8]岑沫、[9]陳方[10]等通過參考史料和類型學的方法，從自然資源、人口數量、交通、飲茶風俗、遺物的器型和裝飾特征等角度，探討中和窯的銷路、技術交流以及興衰原因.由于相關文獻資料較少，且缺乏對中和窯器物內在屬性的測試分析，所以對中和窯青白瓷的原料、配方、燒制溫度等反映中和窯青白瓷制作工藝水平的情況知之甚少.近幾年隨著水下考古的進展，打撈出水了大量青白瓷器，這些青白瓷多被證實是福建、景德鎮的產品，廣西青白瓷雖然被推測為外銷瓷，[4]但由于對廣西青白瓷化學組成數據的缺乏，故而僅根據外在器型、紋飾往往把廣西產品歸為我國其他相似的窯口.

因此，文章將對宋代中和窯青白瓷的化學組成進行測試，并采用多元統計分析方法，試圖從器物的內在屬性還原中和窯的制作工藝、發展演變規律，從而為探討廣西宋代制瓷工藝水平提供科學數據.并與廣西城關窯、桂平窯，安徽繁昌窯，武昌青山窯，景德鎮湖田窯，福建德化窯青白瓷的微量、痕量元素的對比，找出中和窯青白瓷的產地特征，從而為探討宋代廣西是否存在外銷瓷以及宋代廣西在“海上絲綢之路”中的地位等提供科學依據.

1 樣品與實驗

1.1 樣品來源與描述

由于中和窯、城關窯、桂平窯窯址考古發掘時間較早，帶有明確地層信息的樣品無法找到，因此本次實驗樣品均從窯址中采集.藤縣中和窯樣品來自黎山口、平頭嶺、肥馬嶺及肥馬嶺小學、芝麻坪4處窯址重點保護區，樣品均為殘件，器型有碗、盞、碟、盤等，釉色有青白、青黃、黃白等.為探討中和窯青白瓷的發展演變情況，筆者參照中和窯發掘報告以及我國其他地區具有年代信息的青白瓷器，通過器型和紋飾對比，選擇具有典型年代特征的樣品15件，分別具有北宋中晚期特征，即中和窯的創燒期(早期)樣品5件，樣品編號為T-LSK1、T-PTL1、T-XX1、T-XX2、T-XX3，其無紋飾，圈足較高，挖足較深，釉施至足部；具有北宋末期至南宋中期特征，即中和窯的盛燒期(中期)樣品8件，樣品編號為T-LSK2、T-LSK3、T-PTL2、T-PTL3、T-FML1、T-FML3、T-ZMP1、T-ZMP2、T-ZMP3，其器物內有印花，圈足較矮；具有南宋后期特征，即中和窯的衰落期(晚期)樣品1件，樣品編號為T-FML2，為疊燒器.

宋代廣西的青白瓷燒造區域主要分布在北流河流域、黔江與郁江匯合處以及武思江流域.其中藤縣中和窯、容縣城關窯、北流市嶺峒窯、桂平市桂平窯的規模較大，保存較好，為了與中和窯青白瓷進行比較研究，同時也對北流河流域的容縣城關窯，黔江與郁江匯合處的桂平窯進行了調查，并采集了一些樣品.選擇容縣城關窯樣品4個，包括2個青白瓷，2個綠釉瓷，桂平窯樣品11個，包括8個青白瓷，3個無釉瓷器.

1.2 實驗儀器與條件

實驗儀器：中山大學人類學系科技考古實驗室EAGLE-ⅢμXXL型能量色散型X射線探針(美國EDAX International Inc.).廣西民族大學理學院實驗室ZEISS EVO18掃描電子顯微鏡.

能量色散型X射線探針(EDXRF)對樣品胎、釉中的主量元素Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Fe，以及微量元素、痕量元素P、Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Rb、Sr、Y、Zr進行測量.測試條件：X光管管壓40 kV,管流600 μA，真空光路，光斑直徑為100 μm，MnKα處的分辨率137.5 eV，死時間約20%.用Version 3.0的解譜軟件進行樣品定性定量分析，樣品的定量分析采用陶瓷標樣法.掃描電鏡(SEM-EDS)對樣品局部區域進行成分分析.測試條件：加速電壓為20 kV.

2 結果與討論

2.1 中和窯青白瓷胎釉配方分析

中和窯青白瓷胎中主量元素化學組成如表1所示，中和窯青白瓷胎中Al2O3含量較高，在20.78%～23.94%之間；SiO2的含量在67.18%～71.74%之間，與當地瓷土化學組成相似，[11]胎料應是當地瓷土，且為不添加其他原料的“一元配方”.宋代景德鎮青白瓷胎中Al2O3的含量一般在20%以下，故燒成溫度較低且在燒成時瓷器容易變形，為了提高瓷器的燒成溫度，增加瓷器的強度，到了元代景德鎮窯才在瓷石中添加高嶺土來提高Al2O3的含量.因此，相對于宋代景德鎮的制瓷原料，中和窯的制瓷原料具有得天獨厚的優勢.中和窯青白瓷胎早期n(SiO2)/n(Al2O3)在4.8～5.3間,中期n(SiO2)/n(Al2O3)在5.0～5.3間，晚期n(SiO2)/n(Al2O3)為5.9，基本符合我國日用瓷的標準.[12]中和窯胎中Na2O含量為0.72%～1.42%，K2O含量為3.21%～4.59%，CaO含量為0.13%～0.91%，一般來說，陶瓷胎中Na2O主要來自于鈉長石，K2O主要來自于云母和鉀長石，說明中和窯青白瓷胎中的熔劑成分主要來源于云母和鉀長石.胎中呈色元素Fe2O3含量在1.50%～2.79%之間，TiO2含量在0.11%～0.37%之間，因此，中和窯多數青白瓷胎色多較白，在不合適的氧化或還原氣氛下有些胎色偏黃或偏青.

中和窯青白瓷釉中主量元素化學組成如表2，羅宏杰在對中國古瓷中鈣系釉類型進行綜合研究后，提出了鈣系釉的劃分標準，即在Seger釉式(aR2O·bRO·cR2O3·dRO2)中，鈣釉：b≥0.76；鈣-堿釉：0.76>b≥0.50；堿-鈣釉：0.50>b.[13]通過計算，所測中和窯青白瓷釉均為b≥0.84，因此，中和窯青白瓷釉屬于鈣釉.一般在明亮的光澤釉中，Al2O3/SiO2的摩爾比在1：(6～10)之間，在無光釉中Al2O3/SiO2的摩爾比在1：(3～4)之間，[12]中和窯青白瓷釉n(Al2O3)/n(SiO2)=1：(6.38～7.81)，因此中和窯青白瓷釉具有一定的光澤度.中和窯青白瓷釉中呈色元素Fe2O3含量為1.21%～2.37%，TiO2的含量為0.11%～0.26%，因此在合適的氣氛下中和窯青白瓷釉多呈青白色.釉中Na2O含量較少，在0.53%～0.97%之間，與胎中的含量相差不多.釉中K2O的含量在2.47%～3.81%之間，比胎中含量略低；CaO的含量在10.31%～17.23%之間，胎中CaO含量小于1%；MgO的含量在1.4%～4.95%之間，是胎中含量的2倍還多.釉中P2O5平均含量為5197 μg/g，MnO平均含量為1754 μg/g，由于胎中基本不含P元素、胎中MnO含量平均值為833 μg/g，推測釉中較高的P、Mn應該是來自于草木灰.故中和窯青白瓷的釉灰可能是某種植物燒石灰多遍淘洗后制得，含有較多的Mg、Ca、P、Mn元素.景德鎮傳統燒灰用的植物是狼萁草，[14]狼萁草是一種典型的酸性土壤指示植物，在中和窯址區調查時，發現北流河兩岸的紅壤丘陵和坡地上遍生狼萁草，所以，中和窯也可能使用狼萁草與石灰煨燒制作釉灰.中和窯采用的釉石可能為風化不完全的瓷石原料，含有較多的鉀長石、云母，少量的鈉長石.釉中RO/R2O比值較高，所以中和窯釉為釉石和釉灰以一定比例配成，采用釉灰所占的比例相對較高的鈣釉配方.

圖1 中和窯青白瓷照片(T-FML2)

樣品T-FML2是疊燒的器物，在器物內底殘留有墊燒物，為了探究墊燒物的成分，使用掃描電鏡能譜(SEM-EDS)對其進行了測量，此墊燒物中SiO2的含量最高，為75.53%，Al2O3為10.05%，K2O為3.04%，CaO為8.83%，通過顯微觀察，發現此墊燒物顆粒較細，含有較多的雜質，但直徑都較小，如直徑約25 μm的鐵礦顆粒等，說明此墊燒物是經過篩選的.中和窯位于北流河河岸邊，河沙較多，河沙的主要成分為SiO2，并含有少量云母、長石等礦物，因此，河沙可能是中和窯晚期的墊燒物.所測成分中Al2O3、K2O含量較高，通過觀察，此墊燒物較厚，約3 mm，且顆粒較細，也許是為了增加河沙的可塑性能，使河沙能夠聚集成為一定的厚度固定在器物底部，窯工在河沙中混入了少量瓷土.另外，所測成分中CaO含量較高，可能是燒制過程中釉滲透進墊燒物所致.因此，中和窯晚期的墊燒物可能為篩選后的河沙和少量的瓷土.

表1 中和窯青白瓷胎中主量元素化學組成(單位：Wt%)

表2 中和窯青白瓷釉中主量元素化學組成(單位：Wt%)

2.2 中和窯青白瓷發展演變規律分析

20世紀80年代，廣西壯族自治區第三地質隊對藤縣木力大山瓷土礦進行了調查，其瓷土礦石中高嶺石含量自上而下逐漸減少，出現殘留長石并逐漸向原巖過渡，瓷土礦中從上而下Al2O3含量逐漸變低，Na2O、K2O含量逐漸增加.[15]20世紀末，李家治先生在對祁門瓷石使用和處理情況的研究中發現，祁門瓷石的精泥，特別是細顆粒部分，較之坯子，Al2O3和作為助熔劑的堿金屬氧化物Na2O、K2O及堿土金屬氧化物MgO、CaO都有大幅度的提高.但隨著淘洗程度的繼續加深，作為著色劑的Fe2O3含量卻有所增加.因為淘洗后祁門瓷石中細顆粒部分增多，也就是絹云母的含量隨著淘洗的程度加大而越來越多.再由于絹云母的晶格中存在著一定量鐵離子，因而隨著淘洗程度的加大，其中Fe2O3的含量也就隨之增加.[16]

從圖2可以看出，中和窯燒制早期較之中期，Al2O3含量較高，SiO2的含量較低，Na2O、K2O含量相差不多，MgO、CaO含量較高，Fe2O3含量較高，TiO2變化不大.所以，推測早期樣品可能使用接近地表的風化程度較高的瓷土，并可能經過精細的粉碎淘洗，故而Al、Mg、Ca含量相對于中期樣品較高，Na、K含量也較高.隨著瓷土開采的深度，瓷石風化程度降低，瓷土中Al含量較低，Na、K含量升高.所以，中期樣品Al含量較低，Na、K含量與早期樣品相差不多，這可能與發掘深度有關.因此，推測早期樣品Al、Na、K、Mg、Ca、Fe的含量較高不僅與瓷土的風化程度較高有關，也可能與淘洗程度有關.中期樣品，Al含量較低，Na、K含量較高，可能與瓷土發掘深度有關.晚期青白瓷胎與早、中期青白瓷胎中元素分布有明顯的差異.對于晚期樣品，Al含量明顯降低，Fe、Ti含量明顯升高，Na、Mg、K、Ca含量明顯降低.推測，晚期樣品可能是胎料采集點發生了改變.

圖2 中和窯青白瓷胎化學元素組成箱圖(單位：Wt%)

對瓷土的淘洗可以增加Al2O3和熔劑氧化物的含量，但是費工費時，早期Al2O3和熔劑氧化物的含量較高，可能是中和窯創燒時期窯主為了燒制出精美的瓷器，打開銷售市場，對陶瓷進行了精心的制作，對胎料的淘洗程度較高.從田野調查中也發現(如圖3)，一般早期制品多施釉至足，挖足也較為精細，而一般瓷窯發展初期瓷器質量普遍較差，隨著對制瓷技術的探索和掌握，才能夠燒制出精美的瓷器，中和窯早期就對青白瓷精心制作，且能夠燒制出精美的瓷器.可見中和窯的創燒是帶有一定的目的性，且在創燒之初就具有一定的技術水平，這說明了中和窯青白瓷燒制技術的外來性；到了兩宋之際，中和窯已打開了銷售市場，需求量大幅增加.因此，為了提高制瓷效率，淘洗可能不夠精細，從田野調查中發現，此時的青白瓷多矮圈足，大量節省了挖足的時間，墊餅形制不規則，且直徑大于圈足，為了防止在燒制過程中，釉流至足底，把足壁和墊燒物粘連起來，所以中期器物一般施釉不及底.中期大量采用印花裝飾，需要費時費力的刻劃花裝飾很少見.另外，中期青白瓷胎中Fe2O3、TiO2的含量離散性比早期大，應是大量生產，淘洗不太精細，胎料中元素不均勻所導致；到了南宋后期，由于貿易中心轉移、戰爭等原因，廣西瓷窯紛紛停燒，為了利益最大化，此時中和窯采用疊燒的裝燒方法，且對原料處理較粗糙.通過顯微觀察，在晚期青白瓷胎中發現了較多的雜質，如鈦鐵礦、赤鐵礦等，中和窯晚期青白瓷胎中元素含量變化較大，可能是制瓷原料采集點發生了改變.晚期青白瓷胎中Al含量降低，熔劑含量降低，Fe、Ti元素的含量明顯偏高，可能是晚期優質制瓷原料出現了缺乏，這可能是中和窯衰落的原因之一.

從圖4中可以看出，早、中期釉中元素分布有部分重合，說明了早、中期釉的配方工藝具有一定的連續性和繼承性.早期樣品釉中Ca元素的分布比中期樣品離散性大，可見雖然早期的胎是精心制作的，但對釉的配方掌握不是很成熟，導致早期釉的配方不穩定.從早期到中期，Na2O、K2O的含量增加，MgO、CaO的含量減小，反映了釉的配方發生了一些變化，即釉灰減小，釉果增加，K含量的增加，使釉的高溫流動性變小，從而使釉的厚度增加，對胎的遮瑕能力增強，從而反映了制作工藝的提高.我國宋代南方瓷器絕大部分都是采用鈣釉配方，到元代以后才大量使用鈣-堿釉或堿-鈣釉，宋代中和窯雖然均是采用鈣釉配方，但從早期到晚期，R2O的含量逐漸增加，RO的含量逐漸減小，正反映了這一發展趨勢.從早期至中期，釉中呈色元素Fe2O3含量稍微增加，但離散性較大，這也說明了中期對釉石的淘洗不精.晚期釉中Al2O3/SiO2值較高，TiO2含量在所測樣品中最高，可能是更換了釉石原料.同時，上文推測晚期胎料也發生了改變，這說明經過上百年的制瓷原料的開發，晚期存在優質制瓷原料缺乏的狀況，這也許是中和窯晚期停燒，退出青白瓷銷售市場的原因之一.

矮圈足，施釉不及底，墊餅不規則(中期)

一缽一器仰燒(早中期)

墊砂疊燒(晚期)

圖4 中和窯青白瓷釉化學元素組成

2.3 中和窯青白瓷化學組成比較分析

2.3.1 中和窯青白瓷和廣西其他地區青白瓷化學組成比較分析

中和窯和城關窯由于地理條件相似，瓷土資源化學組成相似，燒造時間相當，制瓷技術存在交流，優質瓷土資源較多，所以兩窯胎中主量元素分布較為相近，且較集中.桂平窯地理上也與中和窯相近，因此部分桂平窯青白瓷胎的主量元素分布與中和窯和城關窯相近，但由于桂平窯青白瓷燒制時間較早，且瓷土資源優劣不一，所以部分胎中主量元素分布與中和窯和城關窯有較大差別，且較為分散.因此，僅根據主量元素無法很好地將中和窯與城關窯、桂平窯區分開來，如圖5.

由于古代窯工無法控制微量、痕量元素，也無意識控制，具有明顯的地域特征，因此，可以從微量、痕量元素組成方面探討中和窯與城關窯、桂平窯的異同.通過對微量、痕量元素P、Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Rb、Sr、Y、Zr的測量分析，可以看出，中和窯、城關窯、桂平窯青白瓷胎中Co，Ni、Cu、Pb、Sr、Y含量相差不多；中和窯和城關窯較之桂平窯青白瓷，胎中P、Cr、Zn、Zr含量較低，Mn、Rb含量較高，其中，Zr、Rb含量差別較大，可以明顯地區分北流河流域的城關窯、中和窯和黔江、郁江流域的桂平窯，如圖6中和窯青白瓷胎ZrO2/Rb2O平均值為0.08，城關窯青白瓷胎ZrO2/Rb2O平均值為0.06；桂平窯青白瓷胎ZrO2/Rb2O平均值為1.08.

圖5 中和窯、城關窯、桂平窯青白瓷胎主量元素主成分分析圖

圖6 中和窯、城關窯、桂平窯青白瓷胎P、Zn、Cr、Mn、Rb、Zr元素含量分布散點圖(單位：μg/g) (G表示桂平市桂平窯，R表示容縣城關窯，T表示藤縣中和窯)

2 廣西青白瓷和我國其他地區青白瓷化學組成比較分析

為了找出廣西青白瓷的產地特征，本研究對廣西青白瓷胎與五代至宋代的安徽繁昌窯、武昌青山窯、景德鎮湖田窯、福建德化窯青白瓷胎中Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Fe主量元素數據，[17-19]Pb、Rb、Sr、Zr微量元素數據[20]進行了主成分分析、元素含量分布散點圖分析.發現，在廣西地區青白瓷窯、繁昌窯、青山窯、湖田窯、德化窯青白瓷胎主量元素、微量、痕量元素的主成分分析圖上，廣西青白瓷基本可以與其他地區的青白瓷區分，如圖7、圖8.

圖7 各窯青白瓷胎中主量元素主成分分析

圖8 各窯青白瓷胎中Pb、Rb、Sr、Zr元素主成分分析

通過Pb、Rb、Sr、Zr元素分布散點圖分析，如圖9，發現廣西青白瓷與其他地區青白瓷胎中Pb含量相差不多，部分桂平窯較高，Rb、Sr、Zr的含量有較大的差異.廣西北流河流域的中和窯、城關窯青白瓷胎中Rb含量較高，廣西桂平窯Rb含量較低，和其他地區青白瓷相似；廣西中和窯、城關窯、桂平窯Sr含量較高，與繁昌窯相差不多，青山窯、湖田窯、德化窯Sr含量較低；廣西北流河流域的中和窯、城關窯青白瓷胎中Zr含量較低，桂平窯Zr含量較高且較分散，與繁昌窯、青山窯、德化窯相差不多，比湖田窯略高.廣西城關窯、中和窯青白瓷胎具有高Rb、高Sr、低Zr的特點，廣西桂平窯具有低Rb、高Sr、高Zr的特點.

圖9 各窯青白瓷胎中Pb、Rb、Sr、Zr元素含量分布散點圖(單位：μg/g)

3 結論

3.1 中和窯青白瓷胎釉配方及發展演變規律

(1)中和窯胎Al2O3的含量在20.78%～23.94%之間，與當地瓷土化學組成相似，胎料應是采用當地瓷土的“一元配方”.中和窯青白瓷釉采用釉灰所占比例較高的鈣釉配方，釉灰應該是狼萁草燒石灰制得，釉石中可能含有較多的云母、鉀長石，少量的鈉長石.

(2)中和窯青白瓷胎，早期和中期胎中元素組成的變化，可能與淘洗程度和瓷土的發掘深度有關，早期部分原料可能比中期原料粉碎淘洗的更加精細，晚期應是原料采集點發生了變化.中和窯晚期，由于優質原料缺乏且社會動亂，為了利益最大化，采用墊沙疊燒，此時青白瓷胎中發現了較多的雜質，如鈦鐵礦、赤鐵礦等，胎中孔隙較多，原料處理工藝較粗糙.中和窯青白瓷釉從早期到中期，釉的配方發生了一些變化，即釉灰減小，釉果增加，使釉的高溫流動性變小，從而使釉的厚度增加，對胎的遮瑕能力增強.且中期釉的配方更穩定，可見中和窯窯工雖然在中期對原料處理不夠精細，但制瓷技術水平有較明顯的提升.晚期制釉原料與制胎原料一樣，可能也發生了改變.從而說明了經過上百年的制瓷原料的開發，晚期存在優質原料缺乏的狀況，這也許是中和窯晚期停燒，紛紛退出青白瓷銷售市場的原因之一.

3.2 中和窯青白瓷產地特征

(1)中和窯青白瓷與城關窯、部分桂平窯青白瓷胎主量元素化學組成相近，北流河流域的城關窯、中和窯青白瓷，黔江、郁江流域的桂平窯青白瓷可以根據胎中ZrO2/Rb2O值來區分，中和窯ZrO2/Rb2O平均值為0.08，城關窯ZrO2/Rb2O平均值為0.06；桂平窯ZrO2/Rb2O平均值為1.08.

(2)廣西青白瓷與我國其他地區青白瓷胎組成有顯著的差別，可以通過主量元素、微量、痕量元素進行區分.通過與安徽繁昌窯、武昌青山窯、景德鎮湖田窯、福建德化窯Pb、Rb、Sr、Zr元素進行比較，廣西城關窯、中和窯青白瓷胎具有高Rb、高Sr、低Zr的特點，廣西桂平窯青白瓷胎具有低Rb、高Sr、高Zr的特點.

致謝：本工作得到藤縣博物館周淑嫻副館長，容縣博物館周良館長，桂平博物館朱麗彬館長，中山大學科技考古實驗室碩士研究生沈柏霖的支持與熱心幫助，在此表示感謝！