分析儀器在考古學(xué)和文物鑒定中的運(yùn)用

范宏

摘 要：針對考古學(xué)領(lǐng)域中文物鑒定儀器的應(yīng)用展開討論，介紹文物鑒定工作的重要意義，闡述常見的三種鑒定儀器，分別論述書畫、青銅器、玉器鑒定儀器的應(yīng)用方法，為今后文物鑒定工作提供先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備支持。

關(guān)鍵詞：儀器;考古學(xué);文物鑒定;電子探針

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與儀器設(shè)備越來越先進(jìn)，不同種類的文物鑒定儀器也先后得到創(chuàng)新，結(jié)合考古學(xué)領(lǐng)域在現(xiàn)代社會的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)單一的文物鑒定方法不再滿足于真?zhèn)舞b定變化的需求，需要采用現(xiàn)代儀器展開文物鑒定工作?；诂F(xiàn)代科技鑒定方法、傳統(tǒng)鑒定方法和多種鑒定儀器優(yōu)勢互補(bǔ)，通過鑒定手段的創(chuàng)新，在傳統(tǒng)鑒定經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)技術(shù)、現(xiàn)代儀器搭建更加先進(jìn)的文物鑒定體系，加強(qiáng)考古學(xué)、文物鑒定工作的嚴(yán)謹(jǐn)性。基于此，下文圍繞考古學(xué)與文物鑒定領(lǐng)域儀器的應(yīng)用展開分析。

1 考古學(xué)發(fā)展進(jìn)程中文物鑒定工作的重要性

我國考古學(xué)發(fā)展歷史十分悠久，不管是市場規(guī)模還是社會參與度、影響力，在近年來取得非常大的進(jìn)步與成績。①圍繞考古學(xué)發(fā)展歷程，不僅要肯定成績，也應(yīng)該要認(rèn)識到新興市場存在雙面性，例如市場中的藝術(shù)品管理制度不完善或者贗品泛濫等，均需要在現(xiàn)階段管理中加以重視，并且要重點(diǎn)解決。分析我國藝術(shù)品市場中贗品存在的原因，一方面是相關(guān)制度法規(guī)不完善，致使藝術(shù)品市場主體欠缺誠信觀念，另一方面與文物鑒定有關(guān)，過于重視盈利和經(jīng)濟(jì)效益，采用不同的方式在市場中銷售假冒藝術(shù)品，不僅影響市場秩序的規(guī)范性，還使文物鑒定工作難度增加。②

當(dāng)然文物造假這一現(xiàn)象是考古學(xué)領(lǐng)域比較常見的問題，如果不能準(zhǔn)確判斷文物真假，也會影響到文物研究價(jià)值。開展文物鑒定工作通常會采用傳統(tǒng)方式與技術(shù)，對文物真?zhèn)?、價(jià)值與年代等進(jìn)行辨認(rèn)，由此總結(jié)文物鑒定工作的內(nèi)容，即判定文物年代與真?zhèn)?、了解文物質(zhì)地與標(biāo)定名稱、準(zhǔn)確評估文物價(jià)值與文物等級。③總結(jié)文物鑒定對象包括兩種：其一是可移動文物，例如文物藏品和傳世文物等;其二是個(gè)別不可移動文物，例如文物遺跡與遺址等。作為文物鑒定人員，不僅要有豐富的歷史知識、文物知識，掌握其他學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，包括工藝美術(shù)、自然科學(xué)等，還應(yīng)熟練操作文物鑒定設(shè)備儀器等，了解當(dāng)前市場中文物作假手段，立足于多個(gè)維度鑒定文物真?zhèn)巍＂?/p>

現(xiàn)代文物鑒定比較常見的方法是采用分析儀器展開鑒定與分析，圍繞文物斷代的研究，因?yàn)樽骷賹?dǎo)致文物年代混亂，必須要進(jìn)行鑒定辨別。還有部分文物不具備紀(jì)年，也需要文物鑒定人員進(jìn)行年代真?zhèn)蔚呐卸ā＂輰τ趥魇牢奈锏蔫b定，因?yàn)樽匀粨p壞無法更加高效地確定年代，或者文物史跡經(jīng)過歷代重修，致使其存在諸多時(shí)代的構(gòu)件，這均需要通過鑒定來明確年代。針對文物展開鑒定與分析，鑒定人員采集重要信息，包括文物顏料與質(zhì)地的成分，在文物中提取光譜特征構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，作為分析鑒定的參考依據(jù)。例如某年代流傳的繪畫作品，通過分析繪畫使用的顏料判定該作品的所屬年代，抑或是某時(shí)期出土陶瓷器，對陶瓷胎釉成分、釉上彩與釉下彩成分進(jìn)行提取判定，便可以了解該文物的價(jià)值、年代等。得出文物鑒定分析結(jié)果后，便可以著手制訂文物保護(hù)方案。在文物鑒定階段務(wù)必要保證文物無損，并且盡可能地減少取樣，避免造成文物破壞。

2 考古學(xué)領(lǐng)域常用的文物鑒定儀器

2.1 原子吸收光譜儀

光經(jīng)過氣態(tài)原子，此時(shí)原子吸收光輻射，中子附近原子得到能量后產(chǎn)生躍遷，繼而到達(dá)激發(fā)態(tài)。吸收了光輻射之后，其減弱程度即為吸光度。①一般吸光度和被測元素含量呈正比例關(guān)系，原子吸收輻射具有選擇性特點(diǎn)。因?yàn)樵咏Y(jié)構(gòu)與外層電子排布存在差別，進(jìn)行激發(fā)處理也會因?yàn)槲漳芰康挠绊憻o法完全一致，所以不同種類元素共振吸收線特點(diǎn)自然會存在差異。原子吸收光譜處在光譜紫外區(qū)、可見區(qū)，通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對測量數(shù)據(jù)展開分析，便可獲取樣品內(nèi)所有的元素含量。②

文物鑒定中采用原子吸收光譜儀，在考古學(xué)領(lǐng)域成為十分常見且普及的儀器，在銅鼓合金成分鑒定中有非常廣泛的應(yīng)用。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)古代銅鼓成分以銅、鉛為主，而且這三種元素含量均超過95%。除此之外也包括鐵、錫等少量元素，用原子吸收光譜儀進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)早期銅鼓錫、鉛含量相對較低，但是西漢時(shí)期以后銅鼓錫、鉛含量有所增加，使合金熔點(diǎn)降低。

2.2 X射線熒光分析

當(dāng)原子受到輻射之后會出現(xiàn)變化，即X射線熒光。原子核與核外電子共同構(gòu)成原子，電子運(yùn)行場所通常是特定能量軌道。一旦原子經(jīng)受X射線照射，此時(shí)核外電子獲取充足能量會與原子核脫離，導(dǎo)致電子空穴的形成，高能量軌道運(yùn)行的電子會產(chǎn)生躍遷現(xiàn)象，躍遷至低能量軌道，以達(dá)到填補(bǔ)電子空穴的效果。由于高、低能量軌道的能量差存在，所以電子在躍遷的過程中會釋放能量?？紤]到各種元素釋放能量具有不同的特性，釋放形式也是以二次X射線為主，即X射線熒光，所呈現(xiàn)的狀態(tài)與原子特征、性質(zhì)、強(qiáng)度、元素含量均有非常密切的聯(lián)系。③所以通過X射線熒光分析能夠更加準(zhǔn)確地鑒定出文物所包含物質(zhì)的不同元素、成分實(shí)際含量。

基于理論角度，元素周期表內(nèi)各項(xiàng)元素的分析都可以利用X射線熒光分析鑒定原子序數(shù)。按照所采用的檢測儀器、方法，X射線熒光分析也有波長色散型、能量色散型兩個(gè)種類。例如玻璃制品文物鑒定中，通常古代西方所制的玻璃制品，助溶劑一般會選擇天然純堿，除此之外也會用到碳酸鉀、碳酸鈉等。我國古代玻璃制品助溶劑則會選擇方鉛丹、白鉛礦等，所以比較常見的成分包括鐘鋇、鉛、鈉，由此也可以對玻璃制品的產(chǎn)地、工藝等進(jìn)行鑒定。由于古玻璃器物無法取樣，采用X射線熒光分析便可以清晰鑒定器物產(chǎn)地、制造工藝、成分、含量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.3 電子探針

電子探針也被稱作電子顯微區(qū)，融合電子光學(xué)、X射線光譜學(xué)，在考古學(xué)文物鑒定中是一種效率非常高的儀器。通過聚焦電子流，集中激發(fā)樣品，微區(qū)表面下方在激發(fā)作用下會產(chǎn)生對應(yīng)元素特征波長X射線，X射線波長、能量與射線強(qiáng)度等經(jīng)分析之后便可了解采集樣品內(nèi)元素含量，同時(shí)采用定性定量分析這一方法，分析微小區(qū)域包含的成分。在電子流掃描樣品區(qū)域，電子探針屏幕會同步顯示掃描所得的數(shù)據(jù)信息，利用特征X射線強(qiáng)度對掃描過程的亮度加以控制，實(shí)時(shí)獲取樣品表面掃描范圍內(nèi)被測元素濃度，并且以分析圖的方式呈現(xiàn)。通過電子探針對不同納米級別的元素成分進(jìn)行精準(zhǔn)鑒定與分析，可以直接省略取樣環(huán)節(jié)，將電子探針與電子顯微鏡搭配應(yīng)用，也可以鑒定文物顯微組織成分。

3 考古學(xué)與文物鑒定中儀器的應(yīng)用

3.1 采用儀器鑒定書畫文物

考古學(xué)與文物鑒定工作在信息化時(shí)代下，也需要采用多元化技術(shù)與儀器，從工作模式與方法上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。對于不同形式的文物，選擇鑒定方式也必然會存在一些差異。④例如書畫文物鑒定，現(xiàn)如今比較常用的技術(shù)有激光拉曼光譜技術(shù)、光譜分析技術(shù)和顯微技術(shù)等，可以鑒定書畫與手稿的真?zhèn)?、年代。在鑒定過程中，書畫作品顏料、紙張、印泥等這一類比較多地采用光譜信息分析技術(shù)，了解作品成分，采集書畫作品斷代數(shù)據(jù)。要有選擇地采集、整理中國書畫作品以及藝術(shù)家的各方面資料，在鑒定過程中不能對書畫作品造成損害，采用無損形式也可以起到藝術(shù)品保護(hù)、傳承的效果。

3.2 采用儀器鑒定青銅器文物

鑒定青銅器一類的文物，通常會采用X熒光光譜分析的方法，了解青銅器中的合金成分，如果想了解銅器范土年代，古地磁斷代與熱釋光斷代技術(shù)比較常見，利用X光透視，便可以獲取銅器內(nèi)部狀況和其采用的鑄造工藝等。⑤一般進(jìn)行青銅器文物鑒定時(shí)，工作人員通過X光透視，便可更加清晰地了解內(nèi)部構(gòu)件放置位置，采集有價(jià)值的數(shù)據(jù)證明文物所屬時(shí)代及真?zhèn)巍＠缡袌鲋械囊恍┰旒俜肿訉η嚆~器斷裂殘損器進(jìn)行偽造，利用焊接殘片、銅片做舊等方式，達(dá)到以假亂真的效果。鑒于此便要通過X射線探傷儀器進(jìn)行檢測、判斷真?zhèn)巍?/p>

如果是瓷器的鑒定，通過熱釋光釋放光熱這一基本原理，可得出瓷器的年代。鑒定瓷器時(shí)難免會有部分老瓷為橘皮紋釉面，比較常見的仿冒現(xiàn)象是在釉面配料中摻加元素，達(dá)到溫潤滑膩釉面的效果，這種偽造手法很難目測判斷。需要用X射線熒光進(jìn)行釉面檢測，判斷其中是否含有現(xiàn)代添加成分，繼而得出瓷器真?zhèn)巍＂俪酥?，部分造假者采用射線源仿制新燒陶瓷，并且進(jìn)行輻照處理，導(dǎo)致熱釋光檢測受到干擾，如果鑒定操作不當(dāng)就無法發(fā)現(xiàn)，通過激光拉曼光譜儀這一設(shè)備進(jìn)行鑒定，激光光束作為探針展開原位無損檢測。玻璃與瓷器釉層經(jīng)過檢測、分析之后，判斷脫玻老化率，得出瓷器的制作年代，同時(shí)樹脂、仿制品使用膠黏劑進(jìn)行鑒定，也可以采用激光拉曼光譜儀儀器。例如景德鎮(zhèn)制造的現(xiàn)代青花瓷，其造假效果足以亂真，當(dāng)然這與作偽專家多年的分析、研究有直接關(guān)系。掌握好瓷土內(nèi)部硅酸鹽含量、器物釉色與燒結(jié)瓷化程度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，均可以和真品達(dá)到一致，部分瓷器表面經(jīng)氫氟酸處理之后，可以達(dá)到做舊的效果。然而這種現(xiàn)代化瓷器不能采用熱釋光檢測的方法，主要是因?yàn)闊後尮夂靠梢钥焖倥袛啻善鞯脑旒倌甏?/p>

3.3 采用儀器鑒定玉器文物

鑒定玉器一類文物時(shí)，根據(jù)玉器所處的不同時(shí)期，鑒定依據(jù)也會有差別。例如紅山時(shí)期的玉器紋飾線條通常是以單條陰線、粗細(xì)不等較粗凹槽為主，這和其他時(shí)代玉器有本質(zhì)上的差別。制作較粗凹槽時(shí)，工匠一般會先采用大小不一的寬邊砣具在陰線凹槽周圍進(jìn)行橫向磨琢，隨之采用粗細(xì)不等條棒，促使解玉砂順陰線凹槽反復(fù)摩擦。通過顯微鏡觀察上方陰線凹槽，可以明顯發(fā)現(xiàn)加工制作留下的痕跡。如果陰線、凹槽中的粗細(xì)、距離一致，平行且為直線，這應(yīng)是機(jī)電砂輪打磨之后留下痕跡，便能判定玉器的真實(shí)年代。②

夏商時(shí)期的玉器制作，鉆孔時(shí)一般會在對穿孔、單向打孔中選擇，穿孔之后進(jìn)行修整、拋光處理，使圓孔更加規(guī)范。對穿孔喇叭形相比前期的清晰度降低，形狀以喇叭形、漏斗形為主。采用拉曼光譜檢測儀器鑒定古玉主體礦物、種類各異的斑晶、包裹體成分結(jié)構(gòu)，可以清晰獲取古玉真?zhèn)?、時(shí)代、礦料來源、地質(zhì)特征等關(guān)鍵信息。

例如在玉器鑒定中，采用拉曼光譜技術(shù)確定玉器主體礦物成分、各個(gè)種類斑晶、包裹體組成等均獲得了顯著效果，拉曼光譜對于仿古玉器鑒定也有明顯的效果，玉石原料經(jīng)鑒定會呈現(xiàn)出相應(yīng)的拉曼光譜。鑒定偽造翡翠時(shí)，不管逼真度如何，只需通過查爾斯濾色鏡透視就能夠快速得出結(jié)果，只有真翡翠才能夠透過鏡片，鑒定人員通過肉眼能清晰觀察到其材質(zhì)，偽造翡翠的制作通常使用染色的方法，使用的染色劑含有鉻成分，不能透過濾色鏡片，其透光度與真翡翠也有明顯差別。所以鑒定珠寶與翡翠時(shí)，不管其是采用激光注色，還是物理、化學(xué)處理，只要分子重新排列，均可以通過儀器得出準(zhǔn)確的鑒定結(jié)果。

4 結(jié)束語

綜上所述，信息化時(shí)代下的文物鑒定可選擇的儀器比較多，結(jié)合考古學(xué)文物鑒定經(jīng)驗(yàn)，選擇科學(xué)合理的儀器可以得出更加準(zhǔn)確的文物、材質(zhì)等重要信息，精準(zhǔn)判斷文物真?zhèn)危粌H能強(qiáng)化市場秩序與運(yùn)營的規(guī)范性，也能夠?yàn)榻窈笪奈镨b定儀器的應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。