分析儀器在考古學(xué)和文物鑒定中的運用

范宏

摘 要：針對考古學(xué)領(lǐng)域中文物鑒定儀器的應(yīng)用展開討論，介紹文物鑒定工作的重要意義，闡述常見的三種鑒定儀器，分別論述書畫、青銅器、玉器鑒定儀器的應(yīng)用方法，為今后文物鑒定工作提供先進的技術(shù)、設(shè)備支持。

關(guān)鍵詞：儀器;考古學(xué);文物鑒定;電子探針

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與儀器設(shè)備越來越先進，不同種類的文物鑒定儀器也先后得到創(chuàng)新，結(jié)合考古學(xué)領(lǐng)域在現(xiàn)代社會的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)單一的文物鑒定方法不再滿足于真?zhèn)舞b定變化的需求，需要采用現(xiàn)代儀器展開文物鑒定工作?；诂F(xiàn)代科技鑒定方法、傳統(tǒng)鑒定方法和多種鑒定儀器優(yōu)勢互補，通過鑒定手段的創(chuàng)新，在傳統(tǒng)鑒定經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，采用先進技術(shù)、現(xiàn)代儀器搭建更加先進的文物鑒定體系，加強考古學(xué)、文物鑒定工作的嚴謹性?；诖?，下文圍繞考古學(xué)與文物鑒定領(lǐng)域儀器的應(yīng)用展開分析。

1 考古學(xué)發(fā)展進程中文物鑒定工作的重要性

我國考古學(xué)發(fā)展歷史十分悠久，不管是市場規(guī)模還是社會參與度、影響力，在近年來取得非常大的進步與成績。①圍繞考古學(xué)發(fā)展歷程，不僅要肯定成績，也應(yīng)該要認識到新興市場存在雙面性，例如市場中的藝術(shù)品管理制度不完善或者贗品泛濫等，均需要在現(xiàn)階段管理中加以重視，并且要重點解決。分析我國藝術(shù)品市場中贗品存在的原因，一方面是相關(guān)制度法規(guī)不完善，致使藝術(shù)品市場主體欠缺誠信觀念，另一方面與文物鑒定有關(guān)，過于重視盈利和經(jīng)濟效益，采用不同的方式在市場中銷售假冒藝術(shù)品，不僅影響市場秩序的規(guī)范性，還使文物鑒定工作難度增加。②

當(dāng)然文物造假這一現(xiàn)象是考古學(xué)領(lǐng)域比較常見的問題，如果不能準確判斷文物真假，也會影響到文物研究價值。開展文物鑒定工作通常會采用傳統(tǒng)方式與技術(shù)，對文物真?zhèn)巍r值與年代等進行辨認，由此總結(jié)文物鑒定工作的內(nèi)容，即判定文物年代與真?zhèn)?、了解文物質(zhì)地與標(biāo)定名稱、準確評估文物價值與文物等級。③總結(jié)文物鑒定對象包括兩種：其一是可移動文物，例如文物藏品和傳世文物等;其二是個別不可移動文物，例如文物遺跡與遺址等。作為文物鑒定人員，不僅要有豐富的歷史知識、文物知識，掌握其他學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，包括工藝美術(shù)、自然科學(xué)等，還應(yīng)熟練操作文物鑒定設(shè)備儀器等，了解當(dāng)前市場中文物作假手段，立足于多個維度鑒定文物真?zhèn)?。?/p>

現(xiàn)代文物鑒定比較常見的方法是采用分析儀器展開鑒定與分析，圍繞文物斷代的研究，因為作假導(dǎo)致文物年代混亂，必須要進行鑒定辨別。還有部分文物不具備紀年，也需要文物鑒定人員進行年代真?zhèn)蔚呐卸ā＂輰τ趥魇牢奈锏蔫b定，因為自然損壞無法更加高效地確定年代，或者文物史跡經(jīng)過歷代重修，致使其存在諸多時代的構(gòu)件，這均需要通過鑒定來明確年代。針對文物展開鑒定與分析，鑒定人員采集重要信息，包括文物顏料與質(zhì)地的成分，在文物中提取光譜特征構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，作為分析鑒定的參考依據(jù)。例如某年代流傳的繪畫作品，通過分析繪畫使用的顏料判定該作品的所屬年代，抑或是某時期出土陶瓷器，對陶瓷胎釉成分、釉上彩與釉下彩成分進行提取判定，便可以了解該文物的價值、年代等。得出文物鑒定分析結(jié)果后，便可以著手制訂文物保護方案。在文物鑒定階段務(wù)必要保證文物無損，并且盡可能地減少取樣，避免造成文物破壞。

2 考古學(xué)領(lǐng)域常用的文物鑒定儀器

2.1 原子吸收光譜儀

光經(jīng)過氣態(tài)原子，此時原子吸收光輻射，中子附近原子得到能量后產(chǎn)生躍遷，繼而到達激發(fā)態(tài)。吸收了光輻射之后，其減弱程度即為吸光度。①一般吸光度和被測元素含量呈正比例關(guān)系，原子吸收輻射具有選擇性特點。因為原子結(jié)構(gòu)與外層電子排布存在差別，進行激發(fā)處理也會因為吸收能量的影響無法完全一致，所以不同種類元素共振吸收線特點自然會存在差異。原子吸收光譜處在光譜紫外區(qū)、可見區(qū)，通過計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對測量數(shù)據(jù)展開分析，便可獲取樣品內(nèi)所有的元素含量。②

文物鑒定中采用原子吸收光譜儀，在考古學(xué)領(lǐng)域成為十分常見且普及的儀器，在銅鼓合金成分鑒定中有非常廣泛的應(yīng)用。實踐發(fā)現(xiàn)古代銅鼓成分以銅、鉛為主，而且這三種元素含量均超過95%。除此之外也包括鐵、錫等少量元素，用原子吸收光譜儀進行鑒定，發(fā)現(xiàn)早期銅鼓錫、鉛含量相對較低，但是西漢時期以后銅鼓錫、鉛含量有所增加，使合金熔點降低。

2.2 X射線熒光分析

當(dāng)原子受到輻射之后會出現(xiàn)變化，即X射線熒光。原子核與核外電子共同構(gòu)成原子，電子運行場所通常是特定能量軌道。一旦原子經(jīng)受X射線照射，此時核外電子獲取充足能量會與原子核脫離，導(dǎo)致電子空穴的形成，高能量軌道運行的電子會產(chǎn)生躍遷現(xiàn)象，躍遷至低能量軌道，以達到填補電子空穴的效果。由于高、低能量軌道的能量差存在，所以電子在躍遷的過程中會釋放能量?？紤]到各種元素釋放能量具有不同的特性，釋放形式也是以二次X射線為主，即X射線熒光，所呈現(xiàn)的狀態(tài)與原子特征、性質(zhì)、強度、元素含量均有非常密切的聯(lián)系。③所以通過X射線熒光分析能夠更加準確地鑒定出文物所包含物質(zhì)的不同元素、成分實際含量。

基于理論角度，元素周期表內(nèi)各項元素的分析都可以利用X射線熒光分析鑒定原子序數(shù)。按照所采用的檢測儀器、方法，X射線熒光分析也有波長色散型、能量色散型兩個種類。例如玻璃制品文物鑒定中，通常古代西方所制的玻璃制品，助溶劑一般會選擇天然純堿，除此之外也會用到碳酸鉀、碳酸鈉等。我國古代玻璃制品助溶劑則會選擇方鉛丹、白鉛礦等，所以比較常見的成分包括鐘鋇、鉛、鈉，由此也可以對玻璃制品的產(chǎn)地、工藝等進行鑒定。由于古玻璃器物無法取樣，采用X射線熒光分析便可以清晰鑒定器物產(chǎn)地、制造工藝、成分、含量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.3 電子探針

電子探針也被稱作電子顯微區(qū)，融合電子光學(xué)、X射線光譜學(xué)，在考古學(xué)文物鑒定中是一種效率非常高的儀器。通過聚焦電子流，集中激發(fā)樣品，微區(qū)表面下方在激發(fā)作用下會產(chǎn)生對應(yīng)元素特征波長X射線，X射線波長、能量與射線強度等經(jīng)分析之后便可了解采集樣品內(nèi)元素含量，同時采用定性定量分析這一方法，分析微小區(qū)域包含的成分。在電子流掃描樣品區(qū)域，電子探針屏幕會同步顯示掃描所得的數(shù)據(jù)信息，利用特征X射線強度對掃描過程的亮度加以控制，實時獲取樣品表面掃描范圍內(nèi)被測元素濃度，并且以分析圖的方式呈現(xiàn)。通過電子探針對不同納米級別的元素成分進行精準鑒定與分析，可以直接省略取樣環(huán)節(jié)，將電子探針與電子顯微鏡搭配應(yīng)用，也可以鑒定文物顯微組織成分。

3 考古學(xué)與文物鑒定中儀器的應(yīng)用

3.1 采用儀器鑒定書畫文物

考古學(xué)與文物鑒定工作在信息化時代下，也需要采用多元化技術(shù)與儀器，從工作模式與方法上實現(xiàn)創(chuàng)新。對于不同形式的文物，選擇鑒定方式也必然會存在一些差異。④例如書畫文物鑒定，現(xiàn)如今比較常用的技術(shù)有激光拉曼光譜技術(shù)、光譜分析技術(shù)和顯微技術(shù)等，可以鑒定書畫與手稿的真?zhèn)巍⒛甏?。在鑒定過程中，書畫作品顏料、紙張、印泥等這一類比較多地采用光譜信息分析技術(shù)，了解作品成分，采集書畫作品斷代數(shù)據(jù)。要有選擇地采集、整理中國書畫作品以及藝術(shù)家的各方面資料，在鑒定過程中不能對書畫作品造成損害，采用無損形式也可以起到藝術(shù)品保護、傳承的效果。

3.2 采用儀器鑒定青銅器文物

鑒定青銅器一類的文物，通常會采用X熒光光譜分析的方法，了解青銅器中的合金成分，如果想了解銅器范土年代，古地磁斷代與熱釋光斷代技術(shù)比較常見，利用X光透視，便可以獲取銅器內(nèi)部狀況和其采用的鑄造工藝等。⑤一般進行青銅器文物鑒定時，工作人員通過X光透視，便可更加清晰地了解內(nèi)部構(gòu)件放置位置，采集有價值的數(shù)據(jù)證明文物所屬時代及真?zhèn)?。例如市場中的一些造假分子對青銅器斷裂殘損器進行偽造，利用焊接殘片、銅片做舊等方式，達到以假亂真的效果。鑒于此便要通過X射線探傷儀器進行檢測、判斷真?zhèn)巍?/p>

如果是瓷器的鑒定，通過熱釋光釋放光熱這一基本原理，可得出瓷器的年代。鑒定瓷器時難免會有部分老瓷為橘皮紋釉面，比較常見的仿冒現(xiàn)象是在釉面配料中摻加元素，達到溫潤滑膩釉面的效果，這種偽造手法很難目測判斷。需要用X射線熒光進行釉面檢測，判斷其中是否含有現(xiàn)代添加成分，繼而得出瓷器真?zhèn)巍＂俪酥?，部分造假者采用射線源仿制新燒陶瓷，并且進行輻照處理，導(dǎo)致熱釋光檢測受到干擾，如果鑒定操作不當(dāng)就無法發(fā)現(xiàn)，通過激光拉曼光譜儀這一設(shè)備進行鑒定，激光光束作為探針展開原位無損檢測。玻璃與瓷器釉層經(jīng)過檢測、分析之后，判斷脫玻老化率，得出瓷器的制作年代，同時樹脂、仿制品使用膠黏劑進行鑒定，也可以采用激光拉曼光譜儀儀器。例如景德鎮(zhèn)制造的現(xiàn)代青花瓷，其造假效果足以亂真，當(dāng)然這與作偽專家多年的分析、研究有直接關(guān)系。掌握好瓷土內(nèi)部硅酸鹽含量、器物釉色與燒結(jié)瓷化程度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，均可以和真品達到一致，部分瓷器表面經(jīng)氫氟酸處理之后，可以達到做舊的效果。然而這種現(xiàn)代化瓷器不能采用熱釋光檢測的方法，主要是因為熱釋光含量可以快速判斷瓷器的造假年代。

3.3 采用儀器鑒定玉器文物

鑒定玉器一類文物時，根據(jù)玉器所處的不同時期，鑒定依據(jù)也會有差別。例如紅山時期的玉器紋飾線條通常是以單條陰線、粗細不等較粗凹槽為主，這和其他時代玉器有本質(zhì)上的差別。制作較粗凹槽時，工匠一般會先采用大小不一的寬邊砣具在陰線凹槽周圍進行橫向磨琢，隨之采用粗細不等條棒，促使解玉砂順陰線凹槽反復(fù)摩擦。通過顯微鏡觀察上方陰線凹槽，可以明顯發(fā)現(xiàn)加工制作留下的痕跡。如果陰線、凹槽中的粗細、距離一致，平行且為直線，這應(yīng)是機電砂輪打磨之后留下痕跡，便能判定玉器的真實年代。②

夏商時期的玉器制作，鉆孔時一般會在對穿孔、單向打孔中選擇，穿孔之后進行修整、拋光處理，使圓孔更加規(guī)范。對穿孔喇叭形相比前期的清晰度降低，形狀以喇叭形、漏斗形為主。采用拉曼光譜檢測儀器鑒定古玉主體礦物、種類各異的斑晶、包裹體成分結(jié)構(gòu)，可以清晰獲取古玉真?zhèn)?、時代、礦料來源、地質(zhì)特征等關(guān)鍵信息。

例如在玉器鑒定中，采用拉曼光譜技術(shù)確定玉器主體礦物成分、各個種類斑晶、包裹體組成等均獲得了顯著效果，拉曼光譜對于仿古玉器鑒定也有明顯的效果，玉石原料經(jīng)鑒定會呈現(xiàn)出相應(yīng)的拉曼光譜。鑒定偽造翡翠時，不管逼真度如何，只需通過查爾斯濾色鏡透視就能夠快速得出結(jié)果，只有真翡翠才能夠透過鏡片，鑒定人員通過肉眼能清晰觀察到其材質(zhì)，偽造翡翠的制作通常使用染色的方法，使用的染色劑含有鉻成分，不能透過濾色鏡片，其透光度與真翡翠也有明顯差別。所以鑒定珠寶與翡翠時，不管其是采用激光注色，還是物理、化學(xué)處理，只要分子重新排列，均可以通過儀器得出準確的鑒定結(jié)果。

4 結(jié)束語

綜上所述，信息化時代下的文物鑒定可選擇的儀器比較多，結(jié)合考古學(xué)文物鑒定經(jīng)驗，選擇科學(xué)合理的儀器可以得出更加準確的文物、材質(zhì)等重要信息，精準判斷文物真?zhèn)?，不僅能強化市場秩序與運營的規(guī)范性，也能夠為今后文物鑒定儀器的應(yīng)用積累經(jīng)驗。