X熒光光譜儀分析在考古和文物保護(hù)中應(yīng)用

1、手持式光譜儀文物無損鑒定的數(shù)據(jù)庫建立

    目前文物鑒定的方法主要是靠“眼學(xué)”和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。“眼學(xué)”就是借助考古和實踐經(jīng)驗，用目測、手摸等方法來鑒定文物，這種方法經(jīng)常會夾雜主觀的因素。采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方法進(jìn)行文物鑒定就可以有效地避免這一現(xiàn)象的發(fā)生。例如周偉強(qiáng), 楊軍昌對陜西西周遺址的一個清代墓葬填土中發(fā)現(xiàn)的青花瓷和耀窯宋瓷殘品的釉質(zhì)、 胎體做了 XRF 分析, 在不損傷器物的前提下提取了文物的元素組成, 并在此基礎(chǔ)上建立了微量或痕量特征元素的大型數(shù)據(jù), 據(jù)此可進(jìn)行古瓷探源及辨別真?zhèn)蔚难芯抗ぷ鳌?/span>

2、面掃描和線掃描分析

    隨著微區(qū) X 射線熒光光譜分析技術(shù)的出現(xiàn)及逐漸成熟，目前 ED XRF 探針zui小照射面的直徑為 40 L m ，WD XRF 探針zui小照射面的直徑為250L m，SR XR F 探針zui小照射面積的為 10L m@ 10L m，使得對物體表面或鞘面進(jìn)行面掃描和線掃描分析成為可能，并日益受到重視。例如,楊益民等用 SR XR F 探針技術(shù)對明代宣德時期景德鎮(zhèn)官窯青花瓷釉面作了局部面掃描分析，作出 13 個元素峰面積的三維變化圖，發(fā)現(xiàn) Cr 、 M n和 F e 三者變化趨勢十分接近, 而黃色斑點(diǎn)與此 3個元素有關(guān)。這對研究進(jìn)口青料形成黃色斑點(diǎn)的機(jī)理提供了重要的信息。

3、手持式光譜儀微區(qū)分析

    文物特性的研究, 目前已經(jīng)從宏觀發(fā)展到微觀，文物的微結(jié)構(gòu)和微區(qū)的成分分析已經(jīng)成為科技考古的焦點(diǎn)。例如，有些瓷釉是分相析晶釉，迫切需要 2 個液相和析晶中的成分，這對研究成釉的機(jī)理和釉的呈色原因至關(guān)重要。李偉東等用透射電鏡上所帶的能量色散電子探針分析了邛崍窯青瓷釉中孤立相和連續(xù)相的成分，孤立液滴相富 S i，連續(xù)相富含 Ca, M g。少量的雜質(zhì) P、 T i 和Fe 也富集在連續(xù)相中，起促進(jìn)分相的作用。 A l抑制分相，避免粗大分相的形成。

4、化學(xué)態(tài)分析

    在古陶瓷研究中，色釉瓷呈色機(jī)理的研究，一直是古陶瓷家和考古學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。影響釉色zui關(guān)鍵的因素是致色元素及其燒成工藝。目前，瓷釉呈色機(jī)制的探索主要基于呈色元素的分析，基本上屬于化學(xué)元素層次的分析。而實際上，致色元素的價態(tài)與瓷釉呈色機(jī)制的關(guān)系更為密切。李國霞等研究汝瓷著色機(jī)理時發(fā)現(xiàn)，釉中的 Fe2+/ Fe3+比值決定汝瓷釉的顏色。比值在1192 ~ 2113，釉色的主波長在 600~ 570 nm，釉呈豆綠色。比值在 2172 ~ 3118，釉色的主波長540~ 520 nm，釉呈粉青色。比值在 3135 ~ 3165，釉色的主波長在 490~ 430nm， 釉呈天青色。隨著Fe2+/Fe3+比值的增大，釉色由豆綠色向天青色變化。

5、手持式光譜儀輕元素分析

    考古文物除了無機(jī)物就是有機(jī)物，如竹、木、漆器、紙張、皮革、皮毛、絲麻棉織品和古生物遺存等都是有機(jī)物。對這些有機(jī)遺存的科學(xué)分析是考古研究中一個*的領(lǐng)域。例如分析骨骼中的氟(F)和氮(N)含量、可以對人和動物的遺骨進(jìn)行斷代，因為骨骼中的含氟量隨時代的增長而增長，含氮量隨時代的增長而減少。竹、木、漆器、古紙張、古字畫的鑒定和保護(hù)，古皮革、古皮毛、古絲麻棉織品、古生物骨骼等有機(jī)文物的保護(hù)，都要進(jìn)行成分分析。因此，成分分析在考古中的使用和研究將有非常廣闊的空間。羅立強(qiáng)的一篇文章中闡述了 X射線熒光光譜法的原位分析是目前應(yīng)用研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一，在考古和鑒定文物得到了廣泛應(yīng)用，繪畫、銀器、手稿、墨水及雕刻品等現(xiàn)場分析中的應(yīng)用呈上升趨勢。