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隨著物理、化學分析技術和手段日益廣泛地應用于考古研究，彩陶成分、顏料及呈色機理已成為目前研究的熱點問題，也是文化交流和傳播亟待解決的基礎問題。我國一些考古專家會運用現代科技檢測技術——XRD及XRF分析技術加之豐富的考古經驗來對一些文物進行發掘和修復工作。下面我們來舉例說明手持式光譜儀X熒光光譜儀運用在文物保護的具體應用方法。

?陳曉峰、馬清林等采用XRD及 X熒光光譜儀分析技術對馬家窯文化半山、馬廠類型黑色彩和紅彩彩陶顏料進行了分析研究，認為黑色顏料以磁鐵礦、黑錳礦或鋅鐵尖晶石為主；紅色顏料以赤鐵礦為主，并發現鋅鐵尖晶石。該分析結果還揭示了半山、馬廠類型用兩種不同色調的顏料調配復合顏料。馬清林、胡之德等人采用XRD、 X熒光光譜儀分析儀將甘肅秦安大地灣遺址出土的顏料塊（粉末）與彩陶（彩繪陶）顏料進行了分析，發現紅色顏料為赤鐵礦、朱砂，黑色為磁鐵礦、赤鐵礦與磁鐵礦的混合物。??采用XRD、 X熒光光譜儀等多種方法分別對彩陶的胎和顏料及其呈色機理進行研究，為深入認識漢水中游地區彩陶的成分、工藝和來源問題提供科學資料。

手持式光譜儀X熒光光譜儀與文物保護與科技的關系

手持式光譜儀X熒光光譜儀優點：

1.?振動篩避免擇優取向。

2.?樣品要求：經研缽研細、過篩（100目）后放置于振動篩內裝樣、測試。陶胎、黑色彩和陶衣則用手術刀輕輕刮取需要取樣的部位用于測試。

二、分析方法

手持式光譜儀X熒光光譜儀：：EDX-6000型號的能量色散型X熒光光譜儀，下照式X光管，內置多段可變電壓，電流200uA、功率4W，采用高靈敏度SDD硅漂移探測器，可分析元素周期表Mg-U范圍之間元素，分析精度高達PPM，數據處理采用Windows CE操作系統。在分析過程中，無需制樣，可直接將激光打在樣品需要檢測部位。分析模式有地球化學、土壤、礦物、合金四種，本次實驗采用的是地球化學模式。

三、分析結果

（一）彩陶及陶彩的化學成分、黑色彩的顯色物相分析

使用XRD方法共測試5件有代表性的黑色彩彩陶樣品。測試結果顯示各物質衍射峰：石英為3.34，鈉長石為3.20，伊利石為4.46、10.15，白云母為2.56、10.09，莫來石為5.38，方鈉石為3.68，方石英為4.03，方解石為3.02~3.07，赤鐵礦為2.51、2.69，磁鐵礦為2.53，方鐵錳礦為2.70。5件黑色彩成分含量的變化范圍：石英在19.6～22.7%之間，鈉長石為10.9～13.4%，伊利石為22.5～28.0%，白云母為19.5～23.9%，莫來石是5.3～7.8% ，方鈉石為1.9～2.3% ，方石英為1.1% ，方解石為1.0～1.5%，磁鐵礦為4.0～8.5%，方鐵錳礦為0.7～1.3%，赤鐵礦僅為1.0～1.9%。其中，石英、鈉長石、伊利石、白云母等是制作陶器常見的礦物原料；黑色彩的顯色成分主要為磁鐵礦、少量赤鐵礦和方鐵錳礦，磁鐵礦含量明顯高于赤鐵礦和方鐵錳礦。

手持式光譜儀X熒光光譜儀

陶衣的XRD分析顯示各物質含量：石英12.3～19.1%，鈉長石13.0～15.9%，伊利石19.9～29.1%，白云母24.2～26.7%，莫來石8.2～12.8%，方鈉石2.3～2.7%，方石英1.3～1.7%，方解石1.0~1.7%，赤鐵礦0.7～1.9%。其中，07XSGT3625G16②∶29、T3519⑩∶24兩件仰韶文化三期的陶衣與仰韶文化二期一件陶器（07XSGT3029⑤∶13）內外壁陶衣相比，赤鐵礦含量明顯較少，是豐富的赤鐵礦使仰韶文化二期陶衣呈現出濃郁的紅色。

陶胎中石英、鈉長石、伊利石等黏土中常見的礦物含量與黑色彩、陶衣基本一致。7件土樣與黑色莫來石，而陶器中莫來石含量達5.3～12.8%，其他物相成分的含量與陶器相似。除一件仰韶文化二期的陶胎檢測到微量外，其余陶胎與黏土中都未檢測出赤鐵礦、磁鐵礦、方鐵錳礦。

陶胎、黑色彩的XRF元素分析結果顯示，其化學組成基本一致，均檢測有Si、Al、Fe、Ca、Mn等元素。陶胎中Fe元素含量約為5.26～16.97%，Mn元素為0.05～0.20%；黑色彩中Fe（據XRD檢測的物相分析，應存在Fe2+、Fe3+，但XRF不能檢測出元素化合價）元素約為1.72～8.15%，Mn元素為0.1741～1.3494%，陶胎中Fe、Mn元素的含量均遠遠小于黑色彩，因此黑色彩較之陶胎會呈現出濃翠的黑色。

綜上所述，溝灣遺址黑色彩的顯色物質為磁鐵礦、方鐵錳，另外還有少量赤鐵礦。這就是現代檢測可以與文物考古及保護產生的聯系。我們可以通過現代檢測技術通過一定的技術分析從而對文物進行考古發掘以及后期的認知及保護的依據。手持式光譜儀X熒光光譜儀其無損快速的特點也是其被廣泛應用到野外諸如礦脈檢測、土壤分析、考古發掘的重要原因。因為其受環境影響相對于實驗室分析儀儀器來說比較少，所以備受野外工作者青睞。