廣西宋代土東窯青白瓷科技研究*

吳 同,汪常明,楊小平,莫定平

(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 科技史與科技文化研究院,廣西 南寧 530006)

0 引言

青白瓷又稱影青瓷、隱青瓷和映青瓷,它是創燒于五代并在宋代得到迅猛發展的一個新品種,以其釉色青白淡雅、溫潤可人的特點而別具一格.廣西青白瓷大約創燒于北宋中期,并顯示出較高的技術水準,是廣西瓷業的一個重要突破,窯址主要聚集在廣西東部的北流河流域、中部的桂平地區及東南部的武思江上游地帶,[1]這些青白瓷窯口無疑是宋代中國青白瓷窯系的重要組成部分.

土東窯是廣西武思江上游地帶燒造宋代青白瓷的主要窯口之一,其遺址位于廣西欽州市浦北縣寨圩鎮政府東北方向約8.9 km 處,瀕臨武思江,窯址沿江兩岸分布于賞功村、分村、平塘村及土東村等地(圖1),綿延長約2 km.土東窯因年代久遠且缺乏保護,窯址遭破壞嚴重,現已基本不見窯形.筆者在2019年的實地考察中,發現沿江8處遺跡,共計10座窯址,遺物中目前尚未發現明確的紀年器物,根據產品器型、紋飾等特征推斷土東窯年代大致在南宋晚期.[2]

土東窯以燒制青白瓷為主,兼燒醬釉瓷,器形以碗、盤類為大宗,少見罐、壺.青白瓷器物厚度不一,胎質較細;釉面常發黃泛灰,器內滿釉,外部施釉不及底,且多刻劃有菊瓣紋或弦紋;圈足處不見乳釘,有明顯的修胎利坯痕.該窯以匣缽裝燒、仰燒法為主要裝燒方式.

目前有關土東窯青白瓷的資料較少,所探討的內容主要涉及產品年代、器型等方面,且皆為介紹性的描述.為深入探索土東窯青白瓷的技術水平,進而探討其原料特征,文章利用真空法、熱膨脹法對土東窯青白瓷的吸水率及燒成溫度等物理性能進行了分析,通過能量色散型X 熒光光譜分析法(EDXRF)對該窯的青白瓷標本的胎和釉進行化學組成分析,并與同期廣西本地及其他省份的青白瓷進行比較研究,以期為廣西陶瓷史研究提供數據支撐及豐富中國陶瓷史的相關內容.

圖1 土東窯窯址分布圖Fig.1 The distribution of Tudong kiln

1 實驗內容

1.1 實驗樣品

筆者選取分布在平塘村、賞功村、分村等地不同窯口的土東窯青白瓷樣品共計8 件,起止編號為TDY-01～TDY-12.樣品瓷胎多為青白色,胎質較細,部分樣品胎體泛黃發灰、質粗夾砂;釉色常呈青白色,部分發黃,釉面較亮,外壁施釉不及底,器內滿釉無澀圈;個別樣品外壁刻劃有菊瓣紋,且有積釉現象.部分樣品外觀特征見圖2.

圖2 樣品外觀照片Fig.2 Photograph of sample

1.2 測試方法與實驗結果

使用陶瓷真空吸水率測定儀(型號:湘儀TXY型)、電子天平(精度0.01 g)、電熱恒溫干燥箱(型號:AISET YLD-2000)等儀器來測試樣品干重、濕重,并根據公式W/%=(m2-m1)/m1×100%計算出樣品的吸水率W.使用熱膨脹儀(型號:德國耐馳DIL 402PC)采用5 K/min的升溫速率得到樣品的熱膨脹溫度數值,測量與取值方法見文獻[3-4].樣品的吸水率與燒成溫度結果見表1.

使用能量色散型X 射線熒光光譜儀(型號:島津EDX-8100)對樣品進行無損測試,分別得到樣品的胎釉元素成分信息.為便于比較測試結果,采用Seger式(aR2O·b RO·c R2O3·d RO2)來表示樣品胎、釉的化學組成,其中R2O、RO 分別代表堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物,R2O3、RO2分別代表三價氧化物和四價氧化物,胎式和釉式中的a、b、c、d分別是當三價氧化物R2O3和堿性氧化物(R2O+RO)的摩爾數為1時的系數,結果見表2、表3.

表1 樣品吸水率和燒成溫度Tab.1 Water absorption and sintering temperature of samples

表2 土東窯青白瓷胎元素含量Tab.2 Elemental composition of sample body

表3 土東窯青白瓷釉元素含量Tab.3 Elemental composition of sample glaze

2 結果分析與討論

2.1 吸水率分析

吸水率是反映陶瓷物理性能的重要表征,在某種程度上代表著先民對原料篩選、淘洗的精細程度及燒制工藝水平.如表1所示,土東窯青白瓷吸水率介于0.80%～4.87%之間,平均值為2.37%.根據結果可將樣品分為三類:一是TDY-04,吸水率小于1%;二是TDY-01、TDY-02、TDY-03、TDY-07、TDY-09和TDY-11,吸水率大于1%而小于3%;第三類是TDY-12,吸水率大于3%.這表明樣品TDY-12的胎質最為疏松,而樣品TDY-04 的胎質結合最緊密,其他樣品胎質的致密性介于兩者中間.根據中國現行標準(GB5001-1985),日用瓷器坯體的吸水率一般控制在3%之內,其中普通瓷器的吸水率一般不大于1%,細瓷吸水率不大于0.5%.從測試數據來看,除了樣品TDY-12的吸水率為4.87%之外,其他樣品的吸水率均在3%以下,這表明宋代土東窯青白瓷樣品的氣孔率低,胎質較為細膩,基本達到了中國日用瓷的標準,個別樣品甚至達到了細瓷的品質.

根據前人研究,廣西藤縣中和窯宋代青白瓷吸水率在0.3%～3.88%之間,平均值為1.69%;桂平窯在0.83%～8.88%之間,平均值為5.11%;容縣城關窯在0.24%～3.61%之間,平均值為2.33%.[4]139土東窯青白瓷樣品的吸水率與中和窯、城關窯較為接近,低于桂平窯,且各窯青白瓷吸水率多分布在0.8%～3%之間,可見廣西宋代青白瓷的胎質密度相差不大,品質相近,可能有著相同的原料和燒制工藝.

對比廣西以外的宋代青白瓷吸水率數據,如湖北羅州城窯(≤0.796%)、[5]湖北青山窯(≤0.43%)、[6]江西吉州窯(≤0.66%)、[7]江西南市街窯(平均值為1.025%)、[8]福建德化窯(≤0.87%)[9]362.可以看出,廣西宋代青白瓷的吸水率整體偏高,這可能與宋代廣西的制胎工藝相對落后有關,但某些質量較好的青白瓷仍可以和同期景德鎮產品相媲美.

2.2 燒成溫度分析

燒成溫度不僅是區分陶與瓷的主要參數,也是評判陶瓷器質量的關鍵指標之一,故而是古陶瓷研究中的重要一環.根據表2所示,土東窯青白瓷樣品的燒成溫度在1197.0℃～1454.0℃之間,其平均值為1294.9℃.陶瓷的正燒溫度一般在1200℃～1400℃之間.從圖3可知,各樣品的燒成溫度基本在1200℃以上,個別樣品存在過燒的情況(圖4),反映了宋代土東窯具有相對成熟的燒制技藝,但不同樣品之間的溫度差異較大,可能與坯體裝燒時的窯位分散有關.

圖3 樣品燒成溫度折線圖Fig.3 Line chart of sample sintering temperature

圖4 樣品TDY-07熱膨脹曲線圖Fig.4 Thermal expansion curve of sample TDY-07

廣西本地的宋代青白瓷燒成溫度如下:藤縣中和窯在1087.1℃～1288.7℃之間,平均值為1185.3℃;桂平窯在1164.1℃～1455.5℃之間,其平均值為1307.3℃;容縣城關窯在1188.7℃～1319.5℃之間,平均值1233.1℃.[4]280-295土東窯青白瓷的平均燒成溫度與桂平窯接近,高于中和窯和城關窯,這說明在早期經驗的積累下,廣西宋代晚期的瓷窯建設得更加完善,窯工的溫控技術也愈加成熟.

廣西以外的地區,如江西吉州窯宋代青白瓷的燒成溫度集中在1120℃～1200℃之間,平均值為1170.8℃;[9]景德鎮南市街窯北宋青白瓷的燒成溫度在1163℃～1197℃之間,平均值為1176.9℃;[7]景德鎮湖田窯宋代青白瓷的溫度在1100℃～1150℃之間;[10]349湖北青山窯北宋青白瓷的燒成溫度分布在1240℃(±20℃);[5]福建德化窯南宋青白瓷的燒成溫度在1250℃～1270℃之間[9]362.從數據來看,土東窯青白瓷樣品的平均燒成溫度與湖北青山窯、福建德化窯較為接近,但溫度波動范圍大,存在過燒的產品,可能是裝燒工藝或溫控技術不如上述窯口;與江西吉州窯、南市街窯及湖田窯相比,土東窯青白瓷樣品的平均溫度和最高溫度都要高出不少,這極有可能是因為胎料中組分含量的差異而造成的.

2.3 胎元素組分分析

化學組成是陶瓷的基本信息,與器物屬性的表征息息相關.因此,古陶瓷胎釉的化學組分研究是陶瓷科技考古中的重要內容.根據表3所示,土東窯青白瓷胎中SiO2含量為67.40%～72.81%,Al2O3含量為19.86%～23.69%,符合中國南方瓷系中常見的“高硅低鋁”特征.胎中顯色成分Fe2O3和TiO2的含量較低,因此大部分樣品胎色呈白色,部分泛青偏黃;堿土金屬Mg O 和CaO 的平均含量分別是0.22%和1.34%;堿金屬K2O 和Na2O 的平均含量分別是4.19%和0.14%(樣品TDY-11 的Na2O 未檢測出,不計入內).一般來說,陶瓷中的K2O 主要來自云母和鉀長石,較高含量的K2O 說明了土東窯青白瓷瓷胎中的熔劑成分主要為云母和鉀長石,使得瓷胎在燒制過程中生成的玻璃相物質黏度變化小,胎體在高溫下更堅致不易變形.

廣西的宋代青白瓷胎中,藤縣中和窯、容縣城關窯及桂平窯的胎體組分含量與土東窯相似,[4]144-145都具有高硅、高鉀、低鋁的特征.他們胎中的SiO2和Al2O3均值分別是68.11%～70.51%和21.06%～22.42%的范圍內輕微波動,SiO2/Al2O3的均值則都在3.1上下浮動,說明窯口含量差距很小.另外,除土東窯胎中CaO 的含量(均值1.34%)要稍高一些,Na2O 的含量(均值0.12%)略低以外,其他氧化物的含量都相對接近,這些數據也印證了上文得出的廣西青白瓷瓷胎品質相近的結論.在這三個窯口之中,又以中和窯青白瓷的胎體成分與土東窯最為相似,胎中硅鋁氧化物的含量差別僅在1%以內.

陶瓷材料的燒成溫度主要與原料中的礦物組成有關.當瓷胎中的Al2O3含量較高時,能夠在高溫時與胎中的SiO2產生賦予瓷胎更高強度、硬度及耐火度的莫來石晶體.因此,瓷胎的燒結溫度會隨著胎中Al2O3含量的增加而升高,樣品TDY-07的熱膨脹實驗也證明了這點(見圖4,該樣品瓷胎中Al2O3的含量最高,燒成溫度也是最高的,達到了1454℃).綜合前人研究可知,中國古代南方地區常用的制瓷原料——瓷石,是巖類礦石經過長年累月的熱液及風化作用而形成的土質原料,其礦物成分主要為絹云母、石英和少量長石.雖然瓷石粉碎后即可單獨制成胎料,但是如果其中的石英礦物含量過高時,會在燒瓷過程中的高溫段產生大量的玻璃相從而發生坯體變形、坍塌等現象,限制了瓷器質量的進一步提高.所以瓷石能否單獨成胎,關鍵是看瓷石中SiO2和Al2O3的含量是否合適.據統計,廣西地區的瓷土礦石中,由霏細巖風化而成的礦石化學成分為:Al2O3含量為20.05%～27.67%,SiO2含量為66.47%～70.81%,Fe2O3含 量 為0.40% ～1.09%,TiO2含 量 為0.045%～0.64%;由霏細斑巖風化而成的礦石其化學成分為:Al2O3含量為22.08%～29.29%,SiO2的含量為72.85%～76.79%,Fe2O3含量為0.5%～0.82%,TiO2含量為0.045%～0.063%.[11]可以看出,廣西本地的瓷土礦石原料中SiO2和Al2O3的含量與土東窯青白瓷瓷胎含量接近,且Al2O3的含量較高,尤其是霏細斑巖礦石中的含量高達30%,已能完全滿足土東窯制瓷胎料的要求,故不再需要通過摻入富鋁原料來提高瓷胎高溫下的堅致性.而且,考慮到土東窯作為南宋晚期的民間瓷窯,制瓷成本必然是其考慮的重要因素,在交通效率低下的古代,若本地擁有合適的瓷石,窯廠沒必要舍近求遠去使用外地原料.另外,與土東窯胎體成分高度相似的廣西宋代藤縣中和窯青白瓷是直接以本地的瓷土制胎,并且沒有添加其他的原料,[4]147那么,同為宋代的廣西青白瓷窯口的土東窯也很可能采用了與中和窯相似的原料.綜上,筆者認為土東窯應是以本地的瓷土單獨成胎,但原料來源的具體地點還有待于進一步研究.

表4 其他窯口的宋代青白瓷瓷胎主成分含量Tab.4 Main ingredient content of sample body

從表4可以看出,安徽繁昌窯、湖北青山窯和土東窯青白瓷同為高硅低鋁瓷胎,而景德鎮窯為高硅高鉀胎,鋁含量則相對較低(除了個別樣品外,Al2O3的含量多集中在16%～18%之間).雖然胎中高含量的Al2O3能夠使瓷器做到薄而不變形,但也會使窯爐燒造時坯體的釉比胎收縮得快,造成釉面的開片現象.另外,使高鋁瓷胎達到正燒也需要更高的溫度和更好的窯爐氣氛控制,稍有不當,釉面就很容易出現泛黃現象.

2.4 釉元素組分分析

根據表4所示,土東窯青白瓷釉中SiO2含量為61.21%～67.99%,Al2O3含量為14.29%～17.51%,SiO2/Al2O3摩爾比數值為3.64～4.75;CaO 含量為9.00%～16.65%.根據羅宏杰針對中國古瓷提出的鈣系釉劃分標準[13](鈣釉:b≥0.76;鈣-堿釉:0.76＞b≥0.50;堿-鈣釉:0.50＞b),經計算,所測樣品的釉中RO 系數b在0.80～0.93之間,因此土東窯青白釉屬于鈣質釉的范疇.部分樣品釉中的Ca O/K2O 數值較高,所以釉料中釉灰所占的比例相對較高,高含量的CaO 使得釉層在高溫下流動性增大,這便是器物外表出現局部積釉現象的重要原因(圖5).

圖5 樣品TDY-11出現的積釉現象Fig.5 Glaze build-up in sample TDY-11

瓷釉中Na2O 含量為0.05%～0.31%,平均值為0.16%;K2O 含量為2.07%～4.22%,平均值3.21%.部分樣品的K2O 含量達到了4%以上,釉中堿金屬含量的提高使得釉層在高溫下的黏度增加、流動性降低,增加了釉層的厚度,使器物外觀顯得更加飽滿淡雅;釉中的氣泡不易逸出從而對入射光線產生了散射和折射效應,看起來更加溫潤柔和,有如美玉般的效果.瓷釉中P2O5的含量為0.53%～1.20%,比胎中高出不少(0.04%～0.20%),且釉中SiO2/Al2O3的摩爾比為3.64～4.75,明顯高于胎的數值(2.96～3.39),說明胎和釉不是采用同種瓷土配置而成.在景德鎮青白瓷的傳統制瓷工藝中,釉料以釉果75%～92%、釉灰8%～25%的比例配置而成,視釉灰用量的由多到少,釉的透明程度逐漸增加.其中釉果常為風化較淺的瓷石,含有大量K2O 和Na2O 等堿金屬氧化物,釉灰主要由狼萁草與石灰石煅燒制成,含有大量CaO及部分Mg O、P2O5等氧化物,所以說,釉中的磷主要是由釉灰中的草木灰引入的一種元素.據此,可以認為土東窯青白瓷的釉料很可能采用的是與景德鎮青白瓷相同的方式,即釉灰加釉果的傳統方法配置而成.瓷釉中Fe2O3含量為0.72%～1.45%,平均值為1.04%,釉中鐵元素的含量與瓷釉的顏色關系密切,這點從隨著樣品釉中Fe2O3含量的逐漸增加,土東窯青白瓷釉色也會隨之變深顯綠.

廣西本地的宋代青白瓷釉中,藤縣中和窯、容縣城關窯及桂平窯CaO 和Na2O 的平均含量都比土東窯略高(CaO 分別為13.41%、14.01%、14.95%;Na2O 分別為0.73%、1.05%、0.98%),但釉 中其他成分的含量整體差別不大.[4]145經計算,藤縣中和窯青白釉中SiO2/Al2O3摩爾比數值為3.75～4.59,城關窯為4.23～4.54,桂平窯為3.10～4.54,以中和窯和土東窯的數值(3.64～4.75)最為接近,瓷釉組分含量相近再一次說明了他們的原料有著很高的相似度.

表5 其他窯口的宋代青白瓷瓷釉主成分含量Tab.5 Main ingredient content of sample glaze

從表5可以看出,各窯青白釉中Fe2O3的含量相近,均在0.70%～1.40%左右浮動;經計算,繁昌窯青白瓷釉中SiO2/Al2O3的摩爾比為4.15～5.15,景德鎮窯為3.94～4.77,青山窯為3.53～4.32;繁昌窯青白釉中RO 分子數為0.86～0.91,景德鎮窯分子數為0.76～0.92,青山窯為0.82～0.90.從SiO2/Al2O3的摩爾比數值可以看出(土東窯為3.64～4.75),土東窯青白釉中硅鋁氧化物的含量與景德鎮窯和青山窯相似,與繁昌窯的差別主要在Al2O3的含量上(土東窯比繁昌窯含量高);從RO 分子數可以看出(土東窯分布在0.80～0.93),土東窯青白釉中堿土金屬氧化物(CaO、MgO)的含量與各窯青白釉也較接近,說明它們瓷釉中組分的差別主要在堿金屬氧化物(K2O、Na2O)的含量上.土東窯青白釉中K2O 含量都比它們高,而Na2O 含量與青山窯接近,低于繁昌窯和景德鎮窯.

3 結論

(1)土東窯青白瓷吸水率介于0.80%～4.87%之間,平均值為2.37%,整體較低;吸水率與同期本地窯口的青白瓷接近,與外地的青白瓷相比偏高,這可能與宋代廣西的制胎工藝相對落后有關.

(2)土東窯青白瓷平均燒成溫度的為1294.9℃,基本分布在1197.0℃～1454.0℃之間,胎體燒結程度高,致密性較好;平均燒成溫度與同期本地桂平窯的青白瓷接近,比湖北青山窯、福建德化窯的青白瓷略高,而遠高于江西吉州窯、湖田窯及南市街窯的青白瓷.較高的燒成溫度與廣西本地的高鋁胎料密不可分,也說明了在早期經驗的積累下,廣西在宋代晚期已經擁有了高水平的瓷窯.

(3)土東窯青白瓷的胎質具有高硅、高鉀、低鋁的特征;瓷胎成分與同期本地窯口及安徽繁昌窯、湖北青山窯的青白胎相似,但比江西景德鎮諸窯青白胎中的Al2O3含量高;胎料由廣西本地的瓷土單獨制成.

(4)土東窯青白瓷的瓷釉屬于鈣系釉中的鈣釉類型(RO 系數b在0.80～0.93之間),瓷釉成分與同期本地窯口的青白釉相似,與外地窯口青白釉的差別主要在堿金屬氧化物K2O 和Na2O 的含量上.瓷釉可能采用釉果加釉灰的方法配置而成.

致謝:本文在實驗過程中得到了中國科學技術大學考古實驗室金正耀教授、范安川教授、陳彪教授的熱心幫助,在寫作過程中得到了廣西民族大學吳致遠教授,北京科技大學周本源博士、童永東博士的悉心指導,筆者在此致以深深的謝意!