“科技考古”上新！中国科学院联合故宫研发设备助力武王墩墓漆器重现色彩

安徽武王墩墓

是经科学发掘的

迄今规模最大、

等级最高、

结构最复杂的

大型楚国王级墓葬。

 

目前，

它的考古工作正如火如荼。

已提取漆木器、

青铜器等编号文物

超过千件，

包含青铜礼器、

生活用器、漆木器、

乐器、俑等珍贵文物。

其中漆木器

数量、种类都是空前的。

 

 

武王墩墓发掘过程中

出土的漆木器，

以木胎居多。

木质文物长期处于

地下饱水环境，

木质素和纤维素已发生降解，

为避免出土后的木器失水，

考古人员用去离子水

对漆木器进行浸泡达到保护。

 

除了用离子水，

考古人员还首次使用了

“曲面微区X射线荧光光谱仪（XRF）”，

通过高精度扫描进行元素分析，

发现漆器颜料中

含有铜、钙、铁、砷等元素，

超出了以往的研究认知。

 

 

该设备由中国科学院高能所与故宫博物院

联合研发，

采用了首创的

曲面微区X射线荧光成像技术，

可对曲面或表面不平整文物进行扫描

获取高精度的表面元素信息。

 

作为在考古现场的首次应用，

武王墩考古队

选用已经过初步清理的

编钟编磬漆木支架，

率先开展颜料元素扫描分析。

如果以1毫米为精度，

可以快速完成元素分布分析。

如果以0.4毫米的高精度进行扫描，

漆木支架顶端约70平方厘米的面积，

需要2小时完成。

 

“将一些元素进行单独成像，

或者组合起来进行成像，

可以看出最初制作这件器物的时候

它的构图、用材。”

武王墩考古发掘项目

文物保护负责人张治国介绍，

支架顶端的兽面纹为黑底红漆，

基于以往的研究认知，

其制作工艺应为炭黑颜料打底后，

再用朱砂去描绘眼耳口鼻等纹饰。

 

然而，

通过元素扫描分析，

考古专家更细致地发现，

面部主体颜料含铜；

脸部颜料含汞；

黑眼珠两侧的眼白以及耳朵两侧，

颜料含钙；

而砷元素虽然含量少，

却起到点缀的作用。

 

“该设备可以解决我们肉眼识别的局限性，

尤其是我们看不清楚它的制作工艺。”

通过元素成像分析，

文保队员可以依据这些隐藏的信息，

对文物展开后续深度清理。

 

 

据该设备研制负责人、中国科学院高能所副研究员许琼介绍，

基于故宫博物院的需求，

经过近一年时间联合攻关，

融合X射线成像技术、

人工智能和先进的软件算法，

最终成功研发了该设备。

 

该设备同时具备定点微区元素分析、

平面高分辨元素成像和

曲面高分辨元素成像三种功能，

一机顶三机，

大大提高现有微区XRF设备的

通用性、灵活性、准确性。

 

 

据了解，

我国文物种类众多、形制多样，

例如玉器、陶瓷、青铜、

玺印、漆器等，

它们造型复杂、工艺繁复，

目前国外能够实现开放式扫描的

微区X射线荧光光谱设备

针对油画研究开发，

仅能进行平面样品的高精度扫描，

并不能完全适用我国文物。

 

“该设备不仅能够获取文物的‘DNA’，

也揭开了我国文物神秘的文化属性和复杂工艺，让‘沉默’的文物‘开口说话’。”

许琼说，

该设备未来还可用于

材料、安全、航空等领域。