讲座纪要丨崔剑锋老师：陶瓷考古科技分析
2023年6月13日晚，受首都师范大学历史学院邀请，北京大学考古文博学院副院长、科技考古教研室主任、研究员崔剑锋教授在文科楼316教室作题目为《陶瓷考古科技分析》的专题讲座。本场讲座由我校历史学院王涛副教授主持。
崔老师指出，根据想要从文物材料本身了解得到的考古学信息，可以将文物材料理化测试分析分为5大类，包括年代学测定、材料工艺史研究、古人食谱分析、产源分析、文物保存状况分析。研究时常用的科技分析手段包括显微分析、成分分析、同位素分析、结构分析。
关于古陶瓷的年代测定，陶、瓷、青铜器范芯以及砖瓦可以通过释光（热释光、光释光）测年；含碳陶（夹碳陶、渗碳陶）、陶器表面烟炱以及建筑白灰可以通过测量碳十四含量测定。
陶瓷科技考古的基本内容分为工艺研究与产地研究，工艺研究的分析方法包括主量元素成分分析、显微观察（微痕、结构）、烧成温度测试、晶相结构分析；产地研究的分析方法包括微痕量元素分析、同位素分析以及显微观察（岩相观察）。
崔老师还指出古陶瓷科技分析技术呈现出两个趋势，其中现代材料学的所有新兴研究手段在工艺技术研究中都有用武之地，因此更高科技化，对专业知识的要求也越来越高，呈现出复杂化趋势；而产地研究方面，随着易操作的便携式XRF等设备的应用和窑址（遗址）数据库的建立，呈现出简单化趋势，普适化程度越来越高。
（一）成分分析
传统陶瓷制品所用原料为黏土，多为天然矿物或岩石风化或热液蚀变的产物，这些原料主要来自大陆性地壳，化学组成为一种硅铝酸盐材料。硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)及氧(O)这八种元素加上钛（Ti），锰（Mn）和磷（P）是陶瓷研究中经常涉及的元素。
崔老师对各种氧化物在陶瓷胎中的作用及引入方式作了详细介绍。包括骨架元素SiO2与Al2O3；助熔剂元素K2O 、Na2O及CaO、MgO，其中K2O 、Na2O与Al2O3、SiO2形成玻璃相，起到助熔作用，CaO、MgO和碱金属氧化物共同起助熔作用；呈色元素Fe2O3、TiO2，其有害影响较大，会使瓷被着色形成不好的色泽，从而影响其外观品质。
分析陶瓷主量元素可以用来复原陶瓷的基础原料配方，探讨陶瓷的工艺性能以及区分陶瓷的原料产地。而对于含量低于0.1%的微、痕量元素，因其地域指征特性优于主量元素，所以可以用来研究陶瓷的产地。以上分析数据处理的基本方法为元素散点图，此外崔老师还用上宅陶器所作成分数据分析的例子来具体说明元素散点图的应用方法。
崔老师还指出便携式XRF应用于文物（瓷器）产地研究时具有无损、原位、测试样品周期短、成本低的优势，还可以测试瓷器所有需要的微量元素。21世纪以来，便携式X荧光光谱大量运用于黑曜石、陶器、玻璃、瓷器等文物产地的研究中，且在考古应用中得到快速发展。
（二）显微观察
显微观察的定义是通过显微镜将物体“放大”，使得物体细微部分清晰的显示出来，其原理是利用光、电子束等在晶体中产生的反射现象进行。崔老师还对光学显微镜、电子显微镜各自的特点、类型、可适用的器物类型等作了详细介绍。
通过观察研究陶瓷器中尤其是陶器中的夹杂物、羼和料以及陶瓷中颗粒相的大小，有助于分析其原料产地和制作工艺。对陶瓷器进行显微结构观察主要是为了了解瓷器釉的烧成工艺。
接下来崔老师还介绍了陶器的显微结构中主要夹杂物的类型及其形态，以及如何区分这些夹杂物属于掺合料还是淘洗不干净的沙粒。
关于夹砂陶的化学分析，崔老师认为由于淘洗不干净造成的，可以直接研磨一起进行分析。一般由粘土引入的石英粒径可能在200微米以下（可能是古人的淘洗的极限），有条件建议在显微镜下（电镜下）统计粘土中石英的粒径，也可做微区分析（电子探针，扫描电镜能谱，带显微镜的荧光），而其中微量元素的影响并不大。
另外崔老师介绍了“相”、“析晶”、“液相分离”等几个古陶瓷科学研究文献中常见的名词，并解释了析晶和液相分离的区别，还列举了常见的析晶釉及分相釉。
（三）结构分析和同位素分析
关于结构分析和化学分析的关系，崔老师指出结构分析是了解材料的物相构成（分子），化学分析是了解物质的元素构成（原子）。结构分析是化学分析的必要辅助手段，可用于陶瓷的原料分析和烧成温度分析。常用的分析方法有X射线衍射（XRD）、红外光谱和拉曼光谱。同时岩相显微镜也可以用于矿物鉴定。
应用于古陶瓷产源研究的同位素方法为对铅、锶、钕的重金属元素同位素分析，其中铅同位素适用于分析铅釉陶、釉上彩彩瓷的釉等，锶钕同位素适用于分析石灰釉、胎等。崔老师还对其主要原理作出解释。
最后崔老师通过桥头遗址制陶工艺分析、临淄出土秦汉时期铸镜陶范配方分析、茂县营盘山彩陶的来源、营盘山遗址的泥质陶和彩陶、唐三彩的铅同位素比值分析多个案例来向同学们展示在实际进行古陶瓷的科技分析时所应用的分析方法和具体操作分析流程。
在问答环节，崔老师耐心详细地回答了老师和同学们有关薄壳窑烧成温度测温、河流与陆地提取掺合料区别等问题，同学们表示在此次讲座中受益匪浅。
