南海一號(hào)出水景德鎮(zhèn)窯與龍泉窯青瓷特征的無(wú)損分析研究

黎繼立，何 斌，劉衛(wèi)東，3，嚴(yán) 鑫，劉 松，李青會(huì)*

1.中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所科技考古中心，上海 201800 2.廣東省文物考古研究所，廣東 廣州 510075 3.武漢東羽光機(jī)電科技有限公司，湖北 武漢 430073

南海一號(hào)出水景德鎮(zhèn)窯與龍泉窯青瓷特征的無(wú)損分析研究

黎繼立1，何 斌2，劉衛(wèi)東1，3，嚴(yán) 鑫1，劉 松1，李青會(huì)1*

1.中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所科技考古中心，上海 201800 2.廣東省文物考古研究所，廣東 廣州 510075 3.武漢東羽光機(jī)電科技有限公司，湖北 武漢 430073

古代陶瓷產(chǎn)地研究是陶瓷考古的重要內(nèi)容，也是科技考古工作者研究的重點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)古代陶瓷產(chǎn)地研究主要依賴化學(xué)成分分析技術(shù)，對(duì)陶瓷釉層結(jié)構(gòu)特征的無(wú)損分析研究卻相對(duì)缺乏，難以對(duì)古代陶瓷進(jìn)行全方位的認(rèn)知。該研究首次將光學(xué)相干層析(OCT)與X射線熒光(XRF)光譜分析技術(shù)相結(jié)合，對(duì)南海一號(hào)沉船出水的南宋初期景德鎮(zhèn)窯和龍泉窯青瓷瓷釉的斷層結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)成分特征進(jìn)行綜合無(wú)損分析研究。首先采用掃頻OCT成像系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)窯址青瓷瓷釉斷層結(jié)構(gòu)及裝飾工藝特征進(jìn)行了研究，分析了青瓷瓷釉類型、釉層厚度、釉層內(nèi)氣泡、包裹體、表面裂紋等特征及分布狀況，對(duì)比了兩窯址青瓷瓷釉斷層結(jié)構(gòu)特征，確定了可能采用的裝飾工藝。其次，利用X射線熒光(XRF)光譜分析獲得了兩窯址青瓷胎釉的化學(xué)成分，對(duì)比研究了兩個(gè)窯址青瓷胎釉化學(xué)成分差異，進(jìn)而探討了瓷釉斷層OCT圖像特征與釉層化學(xué)成分之間存在的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷樣品在釉層厚度、氣泡、裂紋、包裹體等瓷釉斷層結(jié)構(gòu)特征上差異明顯，在胎釉化學(xué)成分方面，兩類青瓷在胎釉著色相關(guān)元素、釉層堿性氧化物等成分含量上也存在差異。同時(shí)，瓷釉斷面結(jié)構(gòu)特征差異與釉層化學(xué)成分差異存在緊密聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)證明，將OCT與XRF相結(jié)合是一種有效的辨別瓷器窯口的科學(xué)技術(shù)方法。

光學(xué)相干層析成像技術(shù)(OCT)； X射線熒光光譜分析技術(shù)(XRF)； 南海一號(hào)； 青瓷

引 言

古代陶瓷產(chǎn)地研究是陶瓷考古和鑒定的重要內(nèi)容，也是科技考古工作者研究的重點(diǎn)。目前，古代陶瓷產(chǎn)地的科技研究主要采用化學(xué)成分分析技術(shù)，包括X射線熒光分析技術(shù)(XRF)、中子活化分析技術(shù)(NAA)等。承煥生等[1]利用質(zhì)子激發(fā)X射線熒光光譜分析技術(shù)(PIXE)對(duì)河南省平頂山清涼寺汝窯遺址出土的官窯和民窯青瓷進(jìn)行了分析，結(jié)果表明二者的胎體化學(xué)組成基本一致，但釉的化學(xué)成分存在差異。謝國(guó)喜等[2]利用中子活化分析技術(shù)(NAA)對(duì)毛家灣出土龍泉瓷進(jìn)行研究，并與景德鎮(zhèn)瓷器作對(duì)比，結(jié)果表明其與景德鎮(zhèn)古瓷關(guān)系密切，可能產(chǎn)自景德鎮(zhèn)。

光學(xué)相干層析成像技術(shù)(optical coherence tomography，OCT)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一種新型光學(xué)成像技術(shù)，它結(jié)合了共焦顯微術(shù)和低相干光干涉技術(shù)，具有無(wú)輻射損傷、非侵入性、高靈敏度、高分辨率等優(yōu)點(diǎn)[3]，主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域[4]。隨著OCT技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，它已逐漸被應(yīng)用到藝術(shù)和考古領(lǐng)域[5]。近年來(lái)，利用OCT技術(shù)對(duì)中國(guó)古代瓷釉結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。Yang等[6-7]利用OCT技術(shù)對(duì)中國(guó)古代瓷釉做了大量且深入的工作，嚴(yán)鑫等[8]則利用計(jì)算圖像處理技術(shù)對(duì)不同類型瓷釉的OCT圖像特征進(jìn)行了提取，并根據(jù)OCT圖像特征差異對(duì)不同類型的瓷釉進(jìn)行了區(qū)分。

將OCT與XRF相結(jié)合，對(duì)“南海一號(hào)”沉船出水的景德鎮(zhèn)窯和龍泉窯青瓷樣品進(jìn)行研究，為古陶瓷產(chǎn)地研究提供了新的科技方法，克服了古陶瓷產(chǎn)地研究方法的單一性。將瓷釉斷層結(jié)構(gòu)特征與胎釉化學(xué)成分相結(jié)合，為景德鎮(zhèn)窯和龍泉窯青瓷產(chǎn)地判別提供科學(xué)依據(jù)，為古陶瓷產(chǎn)地研究探索新的科學(xué)技術(shù)方法體系。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 青瓷樣品

選取具有典型代表性的景德鎮(zhèn)青瓷片6件(JDZ-a～JDZ-f)，和龍泉青瓷樣品(LQY-a～LQY-f)6件，均來(lái)自南海一號(hào)，年代為南宋初期，樣品信息見表1。青瓷樣品窯口的確定是考古學(xué)家依據(jù)器物整體造型特征、紋飾題材與裝飾風(fēng)格、燒造工藝等多方面信息綜合判定的結(jié)果。景德鎮(zhèn)青瓷樣品瓷釉均為青白釉，胎體較白，釉層和胎體厚度較薄。龍泉青瓷樣品中LQY-a～LQY-e胎體呈灰色，而LQY-f胎體較白，瓷釉顏色則呈青黃、青等不同釉色，如圖1所示。

表1 青瓷樣品信息表

圖1 青瓷樣品照片

1.2 儀器

1.2.1 掃頻OCT系統(tǒng)

采用的OCT系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成：掃頻源、干涉儀單元、OCT探針以及計(jì)算機(jī)單元。掃頻源部分采用的是HSL-2000型掃頻激光光源(日本Santec公司)，其中心波長(zhǎng)為1 310 nm，譜峰半高寬為110 nm，掃頻頻率為20 kHz，最大功率為50 mW。圖像分辨率可達(dá)微米量級(jí)，干涉儀單元?jiǎng)t基于延遲線集成的馬赫-澤德干涉系統(tǒng)。

1.2.2 能量色散型X射線熒光光譜儀(EDXRF)

X射線熒光光譜儀采用的是型號(hào)為OURSTEX 100FA的能量色散型譜儀，主要由四個(gè)部分組成，分別是低真空探測(cè)單元、高壓?jiǎn)卧?、控制單元和?shù)據(jù)處理單元(PC)組成。本臺(tái)譜儀靶材為鈀元素(Pd)，X射線管的激發(fā)電壓最高可達(dá)40 kV，最大功率為50 W，X射線焦斑直徑約為2.5 mm，X射線探測(cè)器采用外部場(chǎng)效應(yīng)管硅漂移探測(cè)器(SDD)，其能量分辨率可達(dá)145 eV(MnKα)。為有效檢測(cè)鈉、鎂等輕元素，光譜儀配備了低真空樣品腔，腔內(nèi)氣壓為400～600 Pa。光譜儀采用三種模式連續(xù)工作的方式，三種模式的工作條件請(qǐng)參見表2。

表2 能量色散X射線熒光光譜儀工作模式參數(shù)

注：Z表示原子序數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 青瓷瓷釉斷層結(jié)構(gòu)特征

當(dāng)折射率突變時(shí)，散射光會(huì)增強(qiáng)，在OCT灰度圖像上表現(xiàn)為灰度值較高的亮點(diǎn)。瓷釉表面、胎釉結(jié)合面，以及瓷釉中的氣泡、包裹體(析晶、未熔融的原材料顆粒、添加物等)、液-液相等，均存在折射率突變，故而在OCT圖像上為灰度值較高的亮點(diǎn)，但卻具有不同的結(jié)構(gòu)特征，依據(jù)其各自的結(jié)構(gòu)特征，可以在OCT圖像中將其一一進(jìn)行區(qū)分[8]。

圖2為景德鎮(zhèn)窯青瓷樣品瓷釉斷層OCT圖像。OCT圖像中釉層基本為黑色區(qū)域，說明其釉層以玻璃態(tài)為主，無(wú)明顯散射顆粒存在，均勻度較高。在OCT圖像中，氣泡以兩條平行的明亮的小短線為特征，由此可以發(fā)現(xiàn)景德鎮(zhèn)青瓷釉中含有氣泡，但數(shù)量較少且體積較小，主要分布于靠近胎釉結(jié)合處的釉層中。此外景德鎮(zhèn)青瓷瓷釉釉層較薄，胎釉結(jié)合界面清晰。整體來(lái)看，景德鎮(zhèn)青瓷瓷釉屬于均勻玻璃相釉[6]。

圖2 景德鎮(zhèn)青瓷瓷釉O(shè)CT圖像

圖3 龍泉青瓷瓷釉O(shè)CT圖像

圖3為龍泉窯典型青瓷樣品瓷釉O(shè)CT圖像。從圖3中可以看出，釉層仍以黑色為主，說明釉層同樣為玻璃態(tài)釉，但其中還存在亮度不一的散射顆粒，說明龍泉窯青瓷釉層中含有較多的包裹體，這些包裹體可能為各類析晶[6]。龍泉青瓷釉層內(nèi)同樣包含氣泡，其體積較小，但數(shù)量較多且分布雜亂。另外，在樣品LYQ-a，LYQ-c和LQY-e的瓷釉結(jié)構(gòu)中，如圖3(a)～(c)所示，釉面存在大量的錐狀散射區(qū)域，與釉的上表面結(jié)合呈“T”字形，這類特殊的OCT結(jié)構(gòu)表征的正是釉面的裂紋結(jié)構(gòu)[7]，表明龍泉青瓷樣品釉面有較多裂紋的分布。而在樣品LQY-f的釉層OCT圖像中，其釉面已無(wú)明顯“T”狀的散射區(qū)域，且釉層最厚[圖3(d)]。龍泉青瓷瓷釉的上述特征顯示其釉層結(jié)構(gòu)總體為帶有結(jié)晶相的玻璃相結(jié)構(gòu)[6]。

景德鎮(zhèn)青瓷與龍泉青瓷在瓷釉O(shè)CT圖像上存在共性和差異。二者的共性在于釉層均是以玻璃態(tài)為主的玻璃釉。不同在于，景德鎮(zhèn)窯青瓷瓷釉厚度較薄，釉層內(nèi)的氣泡少且體積小，主要分布于胎釉結(jié)合處，且釉層內(nèi)不含其他包裹體。而龍泉窯青瓷瓷釉較厚，釉層中的氣泡較多，分布無(wú)規(guī)律，釉層內(nèi)包裹體顆粒較多，瓷釉表面裂紋明顯且數(shù)量多。

2.2 裝飾工藝特征

圖4為景德鎮(zhèn)窯青瓷與龍泉窯青瓷在紋飾處的OCT圖像。圖中方框內(nèi)為青瓷樣品紋飾處胎釉結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，景德鎮(zhèn)青瓷紋飾處胎體上方釉層厚度極薄，主要是由于紋飾處胎體向上凸起而導(dǎo)致[圖4(a)，(b)]，可能屬于模印工藝； 而龍泉青瓷紋飾處釉層則厚于素面處胎體，這主要是由于紋飾處胎體向下凹陷所致，見圖4(c)，(d)，可能采用的是刻劃或模印工藝。龍泉青瓷紋飾工藝在南宋初期延續(xù)了北宋的風(fēng)格，以刻劃工藝為主[9]，因此，分析龍泉青瓷樣品采用刻劃工藝的可能性較大。

圖4 景德鎮(zhèn)青瓷與龍泉青瓷紋飾處OCT圖像

2.3 瓷釉化學(xué)成分特征

景德鎮(zhèn)青瓷與龍泉青瓷樣品瓷釉化學(xué)成分定量分析結(jié)果如表4所示，與宋代景德鎮(zhèn)和龍泉青瓷瓷釉化學(xué)成分基本吻合[11]。由表4可知，兩個(gè)窯址的青瓷樣品瓷釉中的CaO含量都在10 Wt%以上，大大超過R2O(K2O和Na2O)的比重，其RO(CaO和MgO)的木灰釉式系數(shù)b經(jīng)過計(jì)算后均在鈣釉的下限0.76以上，由此基本可以判斷兩窯址青瓷瓷釉屬于鈣釉[11]。樣品LQY-f與其他青瓷樣品有較大偏差，其CaO含量只有5.80 Wt%，K2O含量卻達(dá)到了4.77 Wt%，已經(jīng)接近CaO含量，該樣品RO的木灰釉式系數(shù)b經(jīng)計(jì)算為0.69，位于鈣堿釉的范圍(0.5～0.76)，這表明其施釉采用的是鈣堿釉而非鈣釉[11]。

圖5 景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷瓷釉堿性氧化物(RO+R2O)含量對(duì)比圖

除上述共性以外，景德鎮(zhèn)青瓷與龍泉青瓷在瓷釉組成配方上有一些明顯區(qū)別(由于編號(hào)為L(zhǎng)QY-f的龍泉樣品瓷釉屬鈣堿釉，與其他樣品釉系均不同，因此不在二者比較之列)。龍泉青瓷瓷釉中堿性氧化物(RO+R2O)的含量均高于景德鎮(zhèn)青瓷樣品，龍泉青瓷樣品的堿性氧化物的含量平均可達(dá)20 Wt%，而景德鎮(zhèn)青瓷為16 Wt%，如圖5所示。龍泉青瓷樣品的瓷釉在CaO以及K2O的整體含量上均要明顯高于景德鎮(zhèn)青瓷樣品，如圖6所示。

圖7為景德鎮(zhèn)和龍泉青瓷瓷釉化學(xué)組成CaO，F(xiàn)e2O3，TiO2三維圖。從圖中可以看出，除CaO以外，龍泉青瓷樣品中的Fe2O3和TiO2的含量均高于景德鎮(zhèn)青瓷樣品，其中龍泉青瓷Fe2O3的含量平均值為1.62 Wt%，明顯高于景德鎮(zhèn)青瓷樣品平均約為1.18 Wt%的含量； 龍泉樣品均含有0.1 Wt%以上的的TiO2而景德鎮(zhèn)樣品卻基本不含TiO2的存在。鐵元素是青瓷中的一種主要著色元素，CaO和TiO2則均可輔助鐵離子著色，使青瓷的青釉顏色加深[12-13]。因此以上三者差異的綜合作用可能造就了龍泉青瓷的青色色度要高于景德鎮(zhèn)青瓷。需要注意的是，龍泉青瓷樣品LQY-a和LQY-b釉色為青黃，可能是由于燒制氣氛的不同，使得釉層中Fe3+濃度增加而造成，具體原因有待進(jìn)一步對(duì)Fe元素價(jià)態(tài)的探究。

圖6 景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷瓷釉CaO vs K2O含量對(duì)比圖

2.4 胎體化學(xué)成分特征

表5為景德鎮(zhèn)青瓷樣品與龍泉青瓷樣品瓷胎體的化學(xué)成分定量分析結(jié)果，與宋代景德鎮(zhèn)和龍泉青瓷樣品胎體化學(xué)成分一致[10]。從表5中可以看出景德鎮(zhèn)青瓷胎體中SiO2含量范圍為在74.43 Wt%～76.35 Wt%，Al2O3含量范圍在16.20Wt%～16.79 Wt%，而龍泉窯青瓷樣品中SiO2和Al2O3的含量范圍分別是71.52 Wt%～73.99 Wt%和18.12 Wt%～20.08 Wt%，兩個(gè)窯址瓷器胎體均具有高硅低鋁的特點(diǎn)。值得注意的是，樣品LQY-a和LQY-b胎體中SiO2和Al2O3的含量與其他龍泉窯青瓷存在明顯差異，如圖8所示，其Al2O3的含量?jī)H為13 Wt%左右，而SiO2含量則高達(dá)79 Wt%左右，而其他龍泉青瓷樣品Al2O3含量相對(duì)則較高，一般都在18 Wt%以上，而SiO2含量則在72 Wt%左右。

圖7 景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷瓷釉CaO, Fe2O3, TiO2含量三維散點(diǎn)圖

表4 青瓷樣品瓷釉化學(xué)成分定量分析結(jié)果(Wt%)

注：“n.d.”表示此種組分含量水平較低，低于本方法的最低檢出限，而無(wú)法定量分析。RO+R2O為瓷釉堿性氧化物的總稱。其中RO為堿金屬氧化物包括CaO和MgO，R2O為堿土金屬氧化物包括K2O和Na2O

青瓷胎體中Fe2O3和TiO2含量也存在明顯差異，如圖9所示。景德鎮(zhèn)青瓷胎體中TiO2含量較低，主要集中在0.02 Wt%～0.03 Wt%，而龍泉窯青瓷樣品則為0.18 Wt%～0.26 Wt%，但其中龍泉窯樣品LQY-f胎體中TiO2較低，僅為0.07 Wt%。景德鎮(zhèn)青瓷樣品胎體中Fe2O3含量范圍在Fe2O31.90 Wt%～2.59 Wt%，而龍泉青瓷為2.46 Wt%～4.07 Wt%。

由上述的數(shù)據(jù)可知，大多數(shù)龍泉青瓷樣品中Al2O3含量要高于景德鎮(zhèn)青瓷，而SiO2含量則低于景德鎮(zhèn)青瓷樣品。由于浙江龍泉地區(qū)的瓷石礦和江西景德鎮(zhèn)瓷石礦十分接近[12]，并結(jié)合龍泉青瓷胎體樣品中Fe2O3和TiO2含量較高的特點(diǎn)，推測(cè)龍泉青瓷中可能加入了龍泉當(dāng)?shù)睾珹l2O3, Fe2O3以及TiO2較高的紫金土[13]； 同時(shí)，F(xiàn)e離子和Ti離子共同著色可以使胎著成灰色對(duì)釉色起襯托作用，這導(dǎo)致含TiO2較高的龍泉青瓷樣品的瓷胎呈不同程度的灰色。LQY-f樣品胎體含有較低含量的TiO2，因此其胎色呈現(xiàn)白色。

綜上所述，景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷樣品在胎體化學(xué)成分上均存在高硅低鋁的特點(diǎn)，但在SiO2和Al2O3的含量上，景德鎮(zhèn)青瓷胎體化學(xué)成分較為一致，而龍泉青瓷樣品胎體化學(xué)成分則存在差異，表明這些龍泉青瓷可能產(chǎn)自龍泉窯系不同的窯口。同時(shí)，景德鎮(zhèn)青瓷樣品胎體中Fe2O3和TiO2的含量總體水平均要低于龍泉青瓷。

圖8 景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷瓷胎SiO2 vs Al2O3含量對(duì)比圖

圖9 景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷瓷胎Fe2O3 vs TiO2含量對(duì)比圖

表5 青瓷樣品瓷胎化學(xué)成分定量分析結(jié)果(Wt%)

2.5 OCT圖像特征差異與釉料配方和制作工藝之間的聯(lián)系

瓷釉中CaO含量較高，會(huì)導(dǎo)致瓷釉玻化程度較高。如果施釉較厚，容易造成釉層在燒結(jié)和干燥時(shí)開裂而形成裂紋[12]?；瘜W(xué)成分分析結(jié)果表明，除了樣品LQY-f外，景德鎮(zhèn)窯和龍泉窯青瓷樣品瓷釉均屬鈣釉，CaO含量較高，表現(xiàn)出主要的玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)。也正因如此，厚釉的龍泉青瓷樣品釉面裂紋較多，而薄釉的景德鎮(zhèn)青瓷樣品則無(wú)明顯裂紋。樣品LQY-f較為特殊，其瓷釉屬鈣堿釉，使用鈣堿釉的LQY-f樣品由于CaO含量較低，其玻化程度較低，因此即使釉層較厚，釉面也無(wú)明顯裂紋。除此之外，高溫下的鈣堿釉，其粘度比鈣釉大，因而能保持較厚的厚度[12]。

高含量的CaO，利于鈣系晶體產(chǎn)生。根據(jù)研究表明在1 100～1 180 ℃溫度范圍，CaO的含量越高，瓷釉中鈣系晶體的析晶概率及濃度就越高，屬于重析晶區(qū)，超過1220℃則鈣系晶體熔融，屬晶體熔融區(qū)[14]。從成分特征中，發(fā)現(xiàn)龍泉青瓷瓷釉中CaO的含量高于景德鎮(zhèn)青瓷樣品，龍泉系青瓷釉中CaO含量可達(dá)到14 Wt%左右，而景德鎮(zhèn)樣品釉層的CaO平均含量只有11 W%左右。另外南宋龍泉青瓷燒成溫度范圍主要集中在1 157～1 230 ℃之間，而景德鎮(zhèn)窯的燒結(jié)溫度在1 250 ℃左右[12]。所以有較高含量的CaO和較低的燒成溫度導(dǎo)致龍泉青瓷瓷釉中含量大量的包裹體顆粒，這些顆粒很可能是鈣系的晶體顆粒，例如鈣長(zhǎng)石晶體或硅灰石晶體。而較低含量的CaO和較高的燒成溫度則致使景德鎮(zhèn)青瓷瓷釉中幾乎不含包裹體顆粒。

瓷釉中如果堿性氧化物(RO+R2O)含量較高會(huì)造成釉的表面張力過大，進(jìn)而造成釉融體中氣泡不易排除[15]。而堿性氧化物中K2O的適當(dāng)增加則可降低釉的熔融溫度，拓寬熔融溫度范圍，并增加高溫黏度。高溫黏度升高，既會(huì)使釉層中存在較多的氣泡也會(huì)導(dǎo)致瓷釉的流動(dòng)性差，易于保持較厚的釉層[16]。龍泉青瓷樣品堿性氧化物的總量和K2O含量均高于景德鎮(zhèn)青瓷樣品。因此，龍泉青瓷瓷釉厚度厚于景德鎮(zhèn)青瓷樣品，同時(shí)，龍泉青瓷樣品瓷釉中氣泡明顯多于景德鎮(zhèn)青瓷樣品。

分析結(jié)果與瓷釉O(shè)CT圖像顯示出的特征差異是吻合的，這也說明瓷釉的化學(xué)成分與瓷釉結(jié)構(gòu)特征之間存在緊密聯(lián)系。

3 結(jié) 論

利用OCT技術(shù)對(duì)“南海一號(hào)”出水的典型景德鎮(zhèn)青瓷和龍泉青瓷瓷釉斷層結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究，并利用X射線熒光光譜技術(shù)對(duì)兩種類型青瓷樣品的胎釉化學(xué)成分進(jìn)行了對(duì)比，探討了兩個(gè)窯址青瓷瓷釉O(shè)CT圖像特征差異與瓷釉化學(xué)成分之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，景德鎮(zhèn)青瓷瓷釉在OCT圖像中顯示出釉層厚度薄、釉層內(nèi)氣泡少、無(wú)裂紋、無(wú)散射顆粒的均勻玻璃相結(jié)構(gòu)，而龍泉青瓷瓷釉具有厚釉、氣泡和裂紋較多、含有散射顆粒的帶結(jié)晶相的玻璃相結(jié)構(gòu)，同時(shí)OCT圖像也顯示出景德鎮(zhèn)青瓷可能采用模印工藝，龍泉窯青瓷可能采用的是刻劃花工藝?；瘜W(xué)成分分析結(jié)果表明，景德鎮(zhèn)青瓷與龍泉青瓷在胎釉成分上均有一些明顯的區(qū)別，景德鎮(zhèn)青瓷樣品在胎釉化學(xué)成分上具有一致性，而龍泉青瓷樣品，不論是瓷釉還是胎體，均存在差異性，表明龍泉青瓷樣品可能產(chǎn)自龍泉窯系不同的窯口。另外，由于瓷釉中堿性氧化物(RO和R2O)成分的差異，導(dǎo)致兩個(gè)窯址青瓷在瓷釉O(shè)CT圖像特征上產(chǎn)生差異，顯示出瓷釉配方和制作工藝與OCT結(jié)構(gòu)特征之間存在緊密聯(lián)系。由于青瓷樣品數(shù)量有限，研究結(jié)果尚不具有統(tǒng)計(jì)性和代表性。今后在增加青瓷樣品數(shù)量的同時(shí)，將結(jié)合其他多種分析技術(shù)，如配備有能譜儀的掃描電鏡技術(shù)、共焦激光拉曼光譜技術(shù)等，對(duì)青瓷釉層OCT圖像中的包裹體(顆粒、析晶等)作系統(tǒng)、深入的研究，為青瓷樣品窯口判別提供更多科學(xué)依據(jù)。

致謝：感謝廣東省文物考古研究所卜工研究員為本文提供珍貴的文物樣品，以及對(duì)本工作的指導(dǎo)與幫助。

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(Received Feb.5, 2015; accepted Jun.11, 2015)

*Corresponding author

Nondestructive Analysis of Jingdezhen and Longquan Celadon Wares Excavated from Nanhai No.1 Shipwreck

LI Ji-li1，HE Bin2，LIU Wei-dong1, 3，YAN Xin1，LIU Song1，LI Qing-hui1*

1.Center of Sci-tech Archaeology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, 2.Guangdong Provincial Institute of Cultural Relics and Archaeology, Guangzhou 510075, 3.Wuhan East Feather Light Mechanical and Electrical Technology Co., Ltd., Wuhan 430073, China

The provenance study of ancient ceramics, as an important part in archaeological field, is the researching focus for researchers in scientific and technological archaeology.At present, the provenance study of ancient ceramics mainly depends on chemical analysis technologies while non-destructive physical structural analysis of ceramic glaze is relatively lacking.Therefore, it is difficult to have a comprehensive understanding of ancient ceramics.Optical coherence tomography (OCT) is an emerging non-destructive imaging technology with a high sensitivity.In this paper, the OCT combined with X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) is employed firstly to analyze celadon wares of Jingdezhen and Longquan found in Nanhai No.1 shipwreck which is dated to early Southern Song dynasty non-destructively.First, the glaze cross-section structures and decoration characteristics of the celadon wares of the two kilns, Jingdezhen and Longquan,are studied by OCT.The type,thickness of glaze, the glaze inclusions including bubbles, crystals, residual grains, and the cracks on the glaze surface are analyzed based on the OCT images obtained.The characteristics of glaze cross-section structures for the celadon wares of two kilns are compared, and the decoration technologies of the celadon wares are also determined.Next, the chemical compositions of glaze and body of the celadon wares of the two kilns,Jingdezhen and Longquan, are obtained by XRF and compared.Then, the relationship between the differences of glaze cross-section structures and chemical compositions of glaze are discussed.The results show that the celadon wares from Jingdezhen and Longquan are different in glaze cross-section structures, and are the chemical compositions of the glaze and body.Meanwhile the differences of glaze chemical composition are relevant to the differences of glaze cross-section structures.This paper shows that the combination of OCT and XRF is validate as an effective method to identify the porcelains from different kilns.

Optical coherence tomography(OCT)； X-ray fluorescence (XRF)； Nanhai No.1 Shipwreck； Celadon

2015-02-05，

2015-06-11

國(guó)家(973)計(jì)劃項(xiàng)目(2012CB72006，2012CB720901)，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51402326)和上海市研發(fā)平臺(tái)專項(xiàng)項(xiàng)目(13DZ2295800)資助

黎繼立，1990年生，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所碩士研究生 e-mail: 1561542646@qq.com *通訊聯(lián)系人 e-mail: qinghuil@sina.com

TN247

A

10.3964/j.issn.1000-0593(2016)05-1500-08