陕西地区汉代陶质文物的科技分析研究现状综述

2023-05-30胡梦玥李秀辉赵凤燕

河南科技 2023年8期

胡梦玥李秀辉赵凤燕

摘要：【目的】进一步了解目前陕西地区汉代陶质文物科技考古研究中的重点及存在的问题。【方法】对已有陕西地区汉代陶制文物的胎体分析、颜料分析和制作工艺分析等研究成果进行搜集与梳理。【结果】发现目前研究中存在研究样本数量和种类少且不具普遍意义、分析方法不够全面、科学分析未与考古学理论相结合等问题。【结论】未来应当开展更加全面、多样性的研究。

关键词：科技考古；陕西地区；两汉时期；陶质文物；科学研究

中图分类号：K876.3 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2023）08-0098-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.08.020

A Summary of the Present Situation of Scientific and Technological

Research on Han Dynasty Pottery in Shaanxi

HU Mengyue1 LI Xiuhui1 ZHAO Fengyan2

（1.University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China; 2.Xi'an Municipal Institute of

Cultural Relics Preservation and Archaeology， Xi'an 710068， China）

Abstract：[Purposes] To further understand the key points and existing problems in the scientific and technological archaeological research of Han Dynasty pottery relics in Shaanxi. [Methods] Collect and sort out the research results of the base analysis， pigment analysis and production process analysis of the Han Dynasty pottery relics in Shaanxi. [Findings] Problems in the current research are that the number and types of research samples are small and not of universal significance; The analysis method is not comprehensive enough; Scientific analysis is not combined with archaeological theory.[Conclusions] More comprehensive and diverse research should be carried out in the future.

Keywords：scientific and technological archaeology; Shaanxi; Han Dynasty; pottery; scientific research

1 陜西地区汉代陶质文物出土概况

陕西地处中国大陆的腹地，位于黄河中游，在汉代拥有特殊的历史地位，遗留下丰富的物质文化遗产。陶质文物包括实用器、随葬品和建筑工具等类型，在陕西地区的汉代宫殿遗址、建筑基址、大型陵墓及中小型墓葬中大量出土。出土陶质文物的遗址包括西汉长安城遗址、夏阳故城遗址、新丰故城遗址、米家园城址、甘泉宫遗址、天齐祠遗址、祋翊宫遗址等。除西汉帝陵十一座之外，还有中小型汉墓数千座［1-2］出土陶制文物，在《周原汉唐墓》［3］、《西安东汉墓》［4］、《西安北郊郑王村西汉墓》［5］、《西安龙首原汉墓》［6］、《白鹿原汉墓》［7］、《长安汉墓》［8］、《宝鸡建河墓地》［9］中都有所记载。

总体来看，陕西两汉时期出土的陶质文物，数量庞大，种类丰富，实用器包括鼎、盒、盆、壶、釜、瓮等；模型明器有仓、灶、灯、猪、鸡、羊、马等；建筑用具包括砖、瓦、管道、画像砖、空心砖等。此外在一些墓葬中还出土了陶质翼兽、编钟等陶质器具［10］。工艺方面，陕西出土两汉时期大量彩绘陶器，说明当时人们掌握了多种矿物颜料的使用［11］，个别彩绘陶还包含漆层；这一时期发明了低温铅釉陶，釉的使用增加了陶器的硬度和不透水性，也使得陶器有更丰富的外形［12］。

2 陕西地区汉代陶质文物的研究现状

与陕西地区出土众多的汉代陶质文物相比，以汉代陶质文物为对象的科学分析与研究较少。围绕西汉帝陵出土陶制文物的科学研究，以胎体成分、成型工艺和颜料彩绘成分、颜料层结构等方面的研究为主。中小型汉墓由于出土陶器多为实用器，工艺较为简单，没有被选为研究对象。西安、咸阳、榆林等地两汉陶质文物的科技分析都以彩绘陶为主，包括对彩绘漆陶器的研究，此外也有少量对低温铅釉陶的分析研究。依据研究文献内容可分为胎体分析、彩绘颜料成分分析和制作工艺分析三大类。

2.1 胎体分析

通过微观形貌观察和化学元素检测来揭示陶土种类、羼合料、烧成温度等方面的信息。汉阳陵陵园建筑遗址出土了大量的瓦当，严小琴等［13］采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析法和X射线衍射分析法对两件汉阳陵遗址出土瓦当的胎体微观形貌、元素成分和物相进行了表征分析，表明这两件瓦当原料取自相同黏土，但淘洗程度不同，且均为还原焰烧制，补充了汉瓦研究中对材质成分和制作工艺方面的欠缺。严小琴等［14］用数码显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱分析法和X射线衍射分析法对汉阳陵出土着衣式彩绘陶俑的表面颜料和胎体进行科学分析，结果显示，制陶原料为含石英、钠长石、钾长石、钙长石和Fe2O3的高硅质易熔黏土，代表皮肤的橘红色彩绘是含有一定黏土成分的土红，朱红色颜料为朱砂。葛洪等［15］用扫描电子显微镜、X射线能谱分析法、X射线衍射分析法和拉曼光谱分析法对白彩着衣式女俑的表面颜料和胎体进行了科学分析；严小琴等［16］用同样的分析手段对红彩俑进行了分析，检测出胎体呈灰色，是在还原气氛下烧成，为高硅质易熔黏土，白彩的主要成分为高岭土，红彩的主要成分为含有Fe2O3的铁红，涂刷头发的黑彩为炭黑。

2.2 彩绘颜料成分及彩绘结构分析

陶器彩绘是烧制后在器表用颜料绘成的，颜料附着不牢固，容易脱落，均为出土于墓葬的明器［17］。目前已经检测出汉代彩绘陶上朱红、橙红、白、黑、紫、绿、蓝等多种色彩所用的原材料成分［18-19］。王丽琴等［20］用X射线衍射分析法、发射光谱分析法、红外光谱分析法、X射线荧光分析法、光导纤维反射光谱分析法等对汉阳陵陶俑彩绘朱红色、橙红色和赭黑色三种颜料进行分析鉴定，其显色成分分别为朱砂、土红和无定形炭黑，其中朱砂纯度高，没有伴生的石英成分，为人造颜料。左键等［21］将拉曼光谱分析法用于陕西汉阳陵陶俑彩绘颜料的研究中，成功地测定出彩绘颜料的矿物成分。夏寅等［22］用偏光显微镜鉴定出汉阳陵出土器物中常见的朱砂、铁红、石青、骨白、紫色硅酸铜钡等颜料。魏珍等［23］采用体视显微镜、偏光显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析法对汉阳陵陶俑的黑色颜料进行分析鉴定，得出其显色物质为无定形炭黑。张益等［24］用光学显微镜和X射线衍射分析法，以陶俑、陶器、木马和漆陶器四种不同类型的彩绘文物为样品观察研究，它们的彩绘结构为：着衣式陶俑彩绘只有一层颜料层；陶器和木马彩绘由三层构成，为灰腻层、生漆有机层、颜料层；漆器彩绘由2～3层漆灰－亚麻布+ 2层以上生漆+ 2～3层色漆构成。颜料分析表明，着衣式陶俑、木马上的红色颜料为铁红，漆器上的红色颜料为朱砂。容波等［25］通过对汉景帝杨凌、杨家湾汉墓、汉武帝茂陵以及三义村等大型汉墓出土的彩绘陶器表面颜料进行研究，通过X射线衍射分析法和偏光显微镜的分析，认为西汉时期主要使用的彩绘颜料为朱砂、铅丹、赭石、磷灰石、石青、紫色硅酸铜钡、白云母、方解石、高岭土等，且对于白色矿物颜料识别不清，只要品相洁白，石料就可能被当作颜料来源。孙凤等［26］对榆林卧虎湾墓出土的一件彩绘陶钫和一件彩绘陶甑表面的彩色颜料进行分析鉴定，使用超景深三维视频显微系统、扫描电子显微镜能谱分析法、微区 X 射线衍射分析法和显微激光拉曼光谱分析法多种技术，结果表明：白色颜料是骨白，红色颜料是朱砂，绿色颜料为孔雀石与石膏混合而成，紫色颜料是中国紫。梁嘉放等［27］通过X射线荧光法、X射线衍射法、红外光谱法和扫描电子显微镜能谱分析，对咸阳周陵镇费家村南两座东汉墓葬15 件陶器进行检测，判定其颜料成分、漆层的结构和成分，并发现其口沿二氧化锡有分层，两层成分一致，推断为使用了锡汞齐的镀锡方法。

2.3 制作工艺

以汉代彩绘陶、漆陶、低温铅釉陶等不同种类的陶质文物为研究对象，分析其塑形、烧制、表面装饰的工艺。齐扬等［28］使用X射线探伤仪拍摄陶俑和动物俑的X射线照片并分析其制作工艺，发现陶俑和陶动物俑的躯干部分均为两部分合模而制，腿部实心，为另外制作。李强等［29］采用能量色散X射线荧光分析法、X射线粉末衍射分析法、傅里叶红外光谱分析法及电子探针等对西安汉墓出土的陶器残片进行分析，结果表明，这批陶器中有北方汉墓鲜有报道的红色彩绘漆陶器，其红色颜料为较常见的朱砂。显微结构研究显示至少存在三种类型的漆陶器：其一，陶胎上先通体涂绘含高锰和铁化合物的棕黑色陶衣，后再施红色彩绘层；其二，陶胎上先涂一层薄漆层后再进行彩绘；其三，先在陶胎上做底灰层，再刷一层薄漆，然后进行彩绘。漆层中存在添加骨灰和石英、高铁物质及黏土的现象。我国西汉时期，开始出现施有多种色彩的低温铅釉陶器工艺，以黏土为胎，以铅的化合物作为助熔剂，主要呈色元素是铜和铁［30］。汉代低温铅釉陶的色彩丰富，除单色釉，陕西地区还出现了于器表施加两种及以上釉料的复色釉陶器［31-32］。刘成［33］以龙首原汉墓群出土的汉代釉陶为对象，利用X射线能量分散谱分析法、X射线光电子能谱分析法、差式扫描量热分析法进行分析，并通过马弗炉控温加热模拟不同温度下釉的呈色反应，印证随着温度的升高，低温釉陶的绿色釉向黄绿色并最终向酱黄色转变，并发现釉从绿色到黄色的临界温度为650 ℃。

总的来说，陕西地区汉代陶质文物的科技分析研究确定了陶质彩绘文物的彩绘颜料成分，对釉陶器和漆陶器的原料和制作有了基础认识。陕西地区汉代陶质文物的制陶原料为高硅质易熔黏土，在还原气氛下烧制呈灰色。彩绘陶常见朱红色显色成分为朱砂，橙红色显色成分为铁红，黑色的显色成分为无定形炭黑，白色颜料为高岭土或者品相洁白的石料。彩绘陶的烧制温度一般为800～1 000 ℃，陶俑往往以合模的形式烧成，部分彩绘陶有漆层。低温铅釉陶的颜色与烧制温度有关，黄色釉比绿色釉的烧制温度高。

3 对研究现状的讨论与展望

针对陶质文物材料和制作工艺的科技分析是陶器研究中的重要环节，陕西地区目前的相关研究还未能全面阐释研究对象的科技信息，因此今后的研究需要进行以下几点完善。

第一，适当增加研究样本。陕西地区汉代陶质文物相关研究样本数量、种类与出土汉代陶器的数量、种类相比，存在较大的差距。研究样本上，随着汉代帝陵陵墓、外藏坑及陪葬墓外藏坑的发掘，大量陶俑和陶器出土，除陶俑外，还有罐、仓、茧型壶等陶器，其中部分还残留有动物骨骼，目前研究大多取样较少，因此结果不够系统。另外对汉阳陵出土的陶质生活用具及建筑用陶的研究罕见，这些陶质文物的选料、制作加工工艺以及残留物也可作为科技分析的对象。与王陵出土陶器的研究相比，目前涉及汉代其他中小型墓、平民墓出土的陶器研究很少，不能真实反映当地陶器的材质、制作技术的全貌。因此要增加研究样本的数量，使其样本具有代表性。

第二，拓展可运用的分析手段。岩相学和化学成分分析是陶器考古的两大科学研究方法［34］，但目前研究中以化学成分分析为主，而岩相学的分析可以观察到陶器胎体中岩石矿物之外其他的混合物［35］。随着科技考古学的发展，越来越多的分析技术被尝试运用到陶质文物的科学分析中来，如激光诱导击穿光谱法（LIBS）用于石英、长石和植物等羼合料以及Fe、Ca、Mg、Al、Si的无机化合物彩釉颜料研究［36-39］，热裂解气相色谱-质谱分析法（Py-GC-MS）［40］、高效液相色谱分析法（HPLC）［41-44］、气相色谱-质谱分析法（GC-MS）［45-48］等色谱、质谱及联用分析法运用于彩绘文物胶结料研究中，激光剥蚀电感耦合等离子体发射光谱分析法（LA-ICP-AES）［49-50］、中子活化分析法（NAA）用于化学成分研究进而判断产地［51-53］等等。此外定量化和统计分析能够将结果数据简化为一套准确的、可以理解的特征，以评估差异性和相似性［54］。针对陶器化學组成数据，可采用聚类分析、主成分分析、对应分析、判别分析等方法［55］。例如使用主成分分析法并做出散点图，可以对同一地区不同时期的陶质文物进行纵向比较，根据其散点分布可推测有无时代延续［56］。

第三，将科学研究与考古学理论相结合。当今国内外的研究中常常以“操作链”作为陶制品生命过程的方法论框架［57］。完整的陶器操作链包括其原料、成形、整形、装饰、烧成、分配与流通、使用、修补、转用、废弃及埋藏后过程这些贯穿陶器从产生到废弃的各个环节［58］。科技研究和理论相结合是陶器研究的必要思路。陶质文物生命的各个环节不是独立存在的，与其他环节之间紧密相连［59］。选择自然科学的手段来解释陶质文物制作工艺的研究，不能仅仅从其材料和性能方面探讨，而要与研究对象所经历的整个生命环节联系起来。

陕西省作为文物大省，一直以来承担着重要的文物研究和保护工作，近些年来开展了“陕西省陶质彩绘文物调查研究”“秦汉陶质彩绘颜料特征指标体系研究”“古代彩绘颜料调和剂黏合材料的系统分析”等项目，广泛调查了陕西省内陶质文物的出土和留存情况，大量分析了彩绘陶颜料和胶结物成分，积累了一批可贵的数据。在今后的研究中，应当将传统考古学、分析科学、材料科学相结合，运用于陕西地区汉代陶质文物的研究和保护中，更好地阐释汉代物质文化和科学技术水平，更好地保存和保护作为历史见证的珍贵资料遗存。

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