故宫院刊 | 郁永彬 梁国庆 张颢馨 刘莹 陈浩 阮永好：福建漳州圣杯屿元代沉船出水龙泉青瓷科技考古研究
引言
漳州圣杯屿沉船遗址位于福建省漳州市古雷港经济开发区东南部古雷半岛东侧的圣杯屿海域，北距漳州市约82公里，南距广东汕头南澳岛约65公里。该海域是古代南北海上交通的重要航道，同时由于暗礁丛生，海况复杂，也是一处历史性海难多发区。沉船遗址位于古雷半岛与圣杯屿之间南侧一条东北-西南向海底冲沟东南边缘的一个凹坑处，水深约27-31米，东侧紧邻菜屿航道，东北距圣杯屿约200米，西侧距岸滩仅500米左右，是古代海上丝绸之路南洋航线和东洋航线的交汇处。沉船发现于2014年，2021年第三次调查勘探采集到瓷器标本近700件，均为元代龙泉窑产品，2022年由国家文物局考古研究中心与福建省考古研究院联合发掘，出水遗物包括碗、盘、碟、盏、钵、洗、高足杯和香炉，其中以碗、盘为大宗，同类器物批量出现，并且存在烧造变形、粘连和生烧等现象，在纹饰方面也比较随意、粗糙，刻划数量相对较少、印花数量更多，总体反映出以生产规模和产量为主要追求的现象。
龙泉窑是中国历史上生产规模最大的著名窑场，也是海上丝绸之路中国对外输出产品及窑业技术最多的古代窑场。尤其是元代，龙泉窑青瓷大量行销海外，促进了中外文化的交流，对世界文明产生过深远的影响，圣杯屿元代沉船是我国元代晚期海上贸易的典型代表，也是近几年我国元代海上丝绸之路考古的重要发现。虽然该沉船遗址多次遭受盗捞，但是沉船船体尚有保存、堆积面貌单一、出水文物数量众多，具有重要的学术价值，其出水龙泉青瓷的技术特征和产地有待通过科技手段进行分析解读。鉴于此，本文通过科技手段分析圣杯屿沉船遗址出水龙泉青瓷，以期更加深入理解和认识其技术特征和产地信息。
一 样品与实验
（一）样品简介
本次实验取样情况:共取47件龙泉青瓷样品，包括大盘4件、小盘4件、高足杯2件、碟1件、盏5件、香 炉3件和碗28件等器物，详见[表一]。
[表一] 福建漳州圣杯屿元代沉船出水龙泉青瓷取样表
(二)EDXRF分析结果
本文采用美国EDAX公司生产的Eagle-III型EDXRF对样品化学组成进行测试分析。在测试过程中，管电流为200μA，X光管电压为50kV，掠射和出射角分别为65°和60°，经毛细管光学系统聚焦后的光斑直径为300μm。Si(Li)探测器采用Al-Cu合金的AlKa和CuK峰来标定能量刻度。为了确保测试的准确性和可比性，针对古陶瓷的元素和物相组成特点，采用传统陶瓷的烧制工艺研制了一套古陶瓷无损测试的13个专用系列标准参考物质，并用该仪器附带的软件Delta-I建立了各元素的标准曲线。为了确保测试结果能如实反映样品化学组成，每个样品测试三个点，其平均结果见[表二]和[表三]。
[表二] 福建漳州圣杯屿元代沉船出水龙泉青瓷胎体化学组成
[表三] 福建漳州圣杯屿元代沉船出水龙泉青瓷釉层化学组成
二 结果与讨论
(一)胎体元素组成特征
据梁国庆判断，圣杯屿沉船沉没于福建南部沿海，应是沿海岸线自北向南行驶。他指出，该沉船出水瓷器组合为碗、盘、碟、盏、钵、洗、高足杯和香炉，并判断这些瓷器应为外销产品，还指出类似产品在我国西沙群岛、东南亚、中亚、南亚、西亚以及非洲都有发现，其中与东南亚发现的产品相似度更高。综合考虑船只大小、船货及其组合等因素，推测其目的地可能在东南亚。这一判断为我们研究圣杯屿沉船出水龙泉青瓷技术特征和产地提供了重要信息。
首先，圣杯屿沉船出水瓷器来源较为复杂。根据[表二]可知，圣杯屿沉船出水龙泉青瓷氧化铝含量在14%-24%之间，均值为21%;氧化硅含量在67%-78%之间，均值为71%;氧化钛含量在0.06%-0.45%之间，均值为0.17%;氧化铁含量在1.18%-2.96%之间，均值为1.94%;碱金属氧化物(氧化钠+氧化钾)的均值为4.27%，碱土金属氧化物(氧化镁+氧化钙)的均值为0.6%，其组成特征与中国南方典型的瓷石组成接近。研究表明，氧化铝能显著提高胎体的耐火度和热稳定性，使胎体在高温烧成过程中不易变形。圣杯屿沉船出水部分龙泉青瓷与龙泉大窑地区的氧化铝含量比较接近〔图一〕，从胎体中的氧化铝含量来看，圣杯屿沉船出水龙泉青瓷的制瓷原料更耐高温，胎体在烧制过程中不易变形，因此能烧制出较多的大盘，这符合圣杯屿沉船出水瓷器的器类构成特征。据李合等人的研究结果，龙泉南区大窑地区的叶坞底窑、岙底窑、枫洞岩窑青瓷胎体中氧化钛和氧化铁平均含量为0.09%和2.15%，金村地区的金村窑和大窑犇窑的分别为0.14%和2.49%，而来自龙泉东区源口窑、周垟窑和岭脚窑的分别为0.15%和2.27%。结合〔图二〕和〔图三〕可知，圣杯屿沉船出水不同器类器物的氧化钛和氧化铁含量高低不一，表明它们的来源较为复杂，可能并非来自于同一个窑址点。
图一 龙泉青瓷与圣杯屿沉船出水龙泉青瓷胎体中氧化铝含量箱式图
图二 圣杯屿沉船出水不同器类龙泉青瓷胎体中氧化钛含量箱式图
图三 圣杯屿沉船出水不同器类龙泉青瓷胎体中氧化铁含量箱式图
明代陆容《菽园杂记》记载:“青瓷初出于刘田，去县六十里。次则有金村窑，与刘田相去五里余。外则白鹰、梧桐、安仁、安福、绿绕等处皆有之。然泥、油(釉)精细，模范端巧，俱不若刘田。泥则取于窑之近地。其他处皆不及。”由此文献可知，古代窑工认为龙泉大窑地区的制瓷原料最好，金村次之;而处于龙泉东区窑厂周边的制瓷原料则更次之。研究结果表明，大窑地区烧制的青瓷胎体中氧化钛和氧化铁含量最低，金村和东区相关窑址的则相对较高。氧化钛和氧化铁是能引起胎体显色的杂质，随着铁、钛含量的升高，在还原气氛下烧后的胎体颜色逐渐由白转变成青灰甚至黑色。对于龙泉白胎青瓷而言，其制瓷原料中氧化钛和氧化铁含量显然越低越好。圣杯屿沉船出水龙泉青瓷胎的氧化钛含量在0.06%-0.45%之间，均值为0.17%;氧化铁含量在1.18%-2.96%之间，均值为1.94%，处于较低的含量，使得胎体颜色较浅，说明其质量较好;从钛、铁含量角度而言，大窑地区的制瓷原料亦是最好，因此，经检测的圣杯屿沉船出水龙泉青瓷可与大窑地区烧制的龙泉青瓷相媲美。本研究采用SPSS软件中的判别分析方法对圣杯屿沉船、龙泉窑南区和东区青瓷标本的胎体成分数据进行分析，得到〔图四〕。从〔图四〕可知，建立的判别分析方法基本上可区分上述三种青瓷标本，表明经检测的圣杯屿沉船龙泉青瓷主要来自南区，少部分来自东区。
图四 圣杯屿沉船、龙泉南区和东区青瓷标本胎体的判别分析函数
其次，圣杯屿沉船出水龙泉青瓷不同类别的器物特征鲜明。由氧化钛和氧化铁百分含量绘制的二维散点图显示〔图五〕，圣杯屿沉船出水的小盘和碗分布在一个较大的区域，其较多样品呈现相对聚集的态势;同船出水的大盘、盏、碟、香炉和高足杯分布在另外一个较大的区域。利用SPSS对氧化钠、氧化镁、氧化铝、氧化硅、氧化钾、氧化钙、氧化钛和氧化铁的百分含量进行主成份分析[表四]，经降维提取的两个因子累积贡献率为59.2%，保留了这些氧化物的主要信息，以此绘制二维散点〔图六〕显示的结果与氧化钛和氧化铁百分含量绘制的二维散点见〔图五〕的结果相同，即圣杯屿出水龙泉青瓷至少可分为两个群组，表明其至少来自两个制瓷作坊，其中小盘和碗可能在一个作坊里制作，而大盘、盏、碟、香炉和高足杯在另外的作坊里制作，说明元代龙泉外销青瓷生产环节分工较为明晰，由不同的作坊负责不同的器类生产。
图五 圣杯屿沉船出水不同器类龙泉青瓷胎体中氧化钛-氧化铁含量散点图
图六 圣杯屿沉船出水不同器类龙泉青瓷胎体化学组成因子分析散点图
[表四] 圣杯屿沉船出水龙泉青瓷胎的主量元素解释的总方差
(二)瓷釉元素组成特征
由[表三]可知，圣杯屿沉船出水龙泉青瓷的氧化物含量均值分别为:氧化钠0.46%、氧化镁1.65%、氧化铝12.66%、氧化硅69.43%、氧化钾4.03%、氧化钙9.73%、氧化钛0.09%、氧化铁0.96%。根据李合等人的研究结果，从北宋、南宋、南宋至元代、元代直至明代，氧化钾的平均含量分别为2.60%、3.35%、3.98%、4.15%和4.67%，即呈逐渐升高的趋势，从而指出从北宋直至明初，瓷石类原料的用量不断提高，而钙质助熔原料的引入量则不断降低。圣杯屿沉船出水龙泉青瓷氧化钾含量均值为4.03%，与元代龙泉青瓷氧化钾含量相吻合。利用所有标本釉的元素组成数据，分别依据釉式计算公式计算各氧化物的摩尔含量值，并计算其釉式系数b值，计算公式为b=RO/(RO+R2O)，RO为碱土金属氧化物氧化钙+氧化镁，R2O为碱金属氧化氧化钠+氧化钾，将其与测定的釉元素组成中各氧化物含量一起，分别列入[表三]中。根据罗宏杰等通过釉式系数对釉的划分标准:钙釉(b≥0.76)、钙碱釉(0.50≤b<0.76)和碱钙釉(b<0.50)可知，总共47件圣杯屿沉船出水龙泉青瓷样品中，钙釉样品仅有2件，钙碱釉样品高达45件。根据丁银忠等人的研究结果，南宋时期釉料配方中已经出现了氧化钙含量减低和氧化钾含量升高的现象，但青瓷釉料配方基本仍属于钙釉;随着时代发展，钙碱釉配方直到元代才得以广泛应用。圣杯屿沉船出水龙泉青瓷的钙碱釉占比达96%，表明其符合元代龙泉青瓷釉料配比的技术特征。
以SPSS对圣杯屿沉船出水龙泉青瓷釉的氧化钠、氧化镁、氧化铝、氧化硅、氧化钾、氧化钙、氧化钛和氧化铁的百分含量进行主成份分析[表五]，经降维提取的两个因子累积贡献率为53.3%，保留了这些氧化物的主要信息，由这两个因子绘制的二维散点图显示〔图七〕，圣杯屿沉船出水的小盘和碗分布在一个较大的区域，同船出水的大盘、盏、碟、香炉和高足杯分布在另外一个较大的区域。这一分布结果显示圣杯屿沉船出水龙泉青瓷釉化学组成与其胎化学组成所显示的聚类结果相同〔见图五，图六〕，即小盘和碗可能在一个作坊里制作，大盘、盏、碟、香炉和高足杯在另外的作坊制作。宋元时期龙泉窑产品畅销海内外，由于龙泉青瓷的大量输出，在亚洲、非洲许多国家都发现有遗存，并且陆续地被发掘出来。据统计，目前发现有龙泉青瓷出土的国家有亚洲的日本、韩国、越南、泰国、新加坡、菲律宾、印度尼西亚、马来西亚、文莱、斯里兰卡、印度、伊朗、伊拉克和阿拉伯半岛诸国，非洲的有埃及、坦桑尼亚、马达加斯加和肯尼亚等国，欧洲的有法国和俄罗斯等国。大量的海外市场需求，需要较大的产能，这种分工明晰的龙泉窑元代青瓷生产，可以提高效率，扩大产量，满足外销需求。
[表五] 圣杯屿沉船出水龙泉青瓷釉的主量元素解释的总方差
图七 圣杯屿沉船出水不同器类龙泉青瓷釉化学组成因子分析散点图
三 结论
1、经检测的部分圣杯屿沉船出水龙泉青瓷与龙泉大窑地区青瓷的氧化铝含量比较接近。从钛、铁含量的角度而言，圣杯屿沉船出水龙泉青瓷可与大窑地区烧制的龙泉青瓷相媲美。胎体成份判别分析表明，本次检测的圣杯屿沉船龙泉青瓷主要来自龙泉南区，少部分来自龙泉东区。
2、经检测的圣杯屿沉船出水龙泉青瓷氧化钾含量均值为4.03%，与元代龙泉青瓷氧化钾含量相吻合;总共47件圣杯屿龙泉青瓷样品中，钙釉样品仅有2件，钙碱釉样品高达45件，占比高达96%，符合元代龙泉青瓷釉料配比的技术特征。这一结果与圣杯屿沉船出水龙泉青瓷的考古学特征相吻合。
3、经检测的圣杯屿沉船出水龙泉青瓷至少可分为两个群组，表明其至少来自两个制瓷作坊，其中小盘和碗可能在一个作坊里制作，大盘、盏、碟、香炉和高足杯在另外的作坊里制作，说明元代龙泉外销青瓷生产环节分工较为明晰，由不同的作坊负责不同器类的生产，这种明确的分工意味着更高的生产效率与更大的产量，亦与元代龙泉青瓷大量行销海外的贸易状况相符。
