西安姜寨遗址出土彩陶的初步科技分析

严小琴，刘慧芳，李立

（1.西北大学文化遗产学院，西安 710069；2.西安半坡博物馆，西安 710038；3.陕西省文物保护研究院，西安 710075）

1 引言

彩陶是指在打磨光滑的陶坯上，涂刷天然的矿物颜料，然后入窑烧制，取出后表面有各种颜色的陶器。有的彩陶是以陶坯为底绘彩焙烧，也有的是在陶坯上先施加一层薄薄的陶衣后再绘彩焙烧。其中仰韶文化时期的陶器制作工艺水平高,器物精美[1]。

根据文献[2],姜寨遗址位于陕西省临潼县城北，是以仰韶文化为主的一处重要聚落遗址，不仅出土了大量生产工具，如石制工具和骨制工具，而且还发现了大量以陶器为主的生活用具，其中的彩陶尤为精美，具有很高的研究价值。

本文采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪等现代仪器分析手段相结合，对两件姜寨遗址彩陶残片进行微观形貌观察和成分分析，为研究当时彩陶的制作工艺提供参考。

2 实验

2.1 样品

实验样品1是姜寨遗址黑彩彩陶残片（图1），考古编号为LGZ.7650.T721④：61.77.10。

实验样品2是姜寨遗址白彩彩陶残片（图2），考古编号为LG710T56M46：173.8。

图1 实验样品1照片

图2 实验样品2照片

2.2 仪器及实验

2.2.1 扫描电镜和X射线能谱仪

实验采用捷克TESCAN公司VEGA3钨灯丝型扫描电镜结合英国牛津X-Max能谱仪,观察样品的微观结构、测试物质成分。分别取黑彩粉末和白彩粉末未经金属膜喷镀放入样品仓中进行测试。

2.2.1 X射线衍射仪

实验采用日本理学Smartlab转靶型X射线衍射仪。

3 实验结果分析

3.1 扫描电镜和能谱分析

如图3，图4。

图3 黑彩的SEM像

图4 白彩的SEM像

表1是对黑彩不同区域的能谱分析结果统计。表2是对白彩不同区域的能谱分析结果统计。

表1 黑彩能谱分析结果（wt%）

表2 白彩能谱分析结果（wt%）

根据能谱检测结果表1，黑彩区域中含有C、O、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Fe，可知黑彩的显色元素是 Fe，由此推测磁铁矿是黑彩的主要成分。

根据能谱检测结果表2，白彩中含有 C、O、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Fe，其中C、O、Si、Ca含量较高。可知白彩的主要成分是碳酸钙。

3.2 X射线衍射分析

参考前面X射线能谱元素分析结果并进一步对黑彩和白彩进行X射线衍射分析。

图5 黑彩的X射线衍射图谱

图6 白彩的X射线衍射图谱

图5是黑彩的XRD图谱，图6是白彩的XRD图谱。根据图5黑彩的X射线衍射谱结果，结合能谱数据分析，黑彩区域物相有磁铁矿（Fe3O4）、根据图6的X射线衍射结果分析，结合能谱数据可以得出碳酸钙（CaCO3）是白彩的显色物相。

4 结论

本文对两件姜寨遗址出土的黑彩和白彩陶片进行分析研究，通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射分析等综合分析方法得出如下结论：

①黑彩的显色物相是磁铁矿，说明当时姜寨遗址地区有磁铁矿分布；

②白彩的显色物相是碳酸钙，说明当时姜寨先民已掌握了石灰石的烧造技术，先将石灰石煅烧成生石灰，加入水得到熟石灰，将熟石灰水涂刷到陶坯上入窑烧制又形成生石灰，取出后生石灰与空气中的二氧化碳反应又生成一层碳酸钙，从而起到白色的装饰效果。