三星堆青銅文物成分及物相分析

[摘 要] 根據青銅器文物的腐蝕特征，選擇八個典型的青銅器殘片研究試樣。采用掃描電鏡能譜分析和X射線衍射研究，了解青銅文物的成分及物相結構，探討三星堆青銅器的腐蝕機理。結果表明，青銅樣品中主要成分為Cu、Sn、Pb、O；主要物相為銅錫合金、磷銅礦[Cu2+2（PO4）（OH）]、錫石（SnO2）和少量赤銅礦（Cu2O），并檢測到有害銹——氯化亞銅（CuCl），為三星堆青銅文物的保護提供了理論依據。

[關 鍵 詞] 青銅器；物相；X射線衍射；腐蝕

[中圖分類號] K85 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）21-0123-01

三星堆出土的青銅器等文物，具有世界影響。但青銅器出土時表面的“有害銹”會對文物保護和研究造成極大威脅。1987年12月曾中懋第一次對銅尊取樣進行成分分析，后又對三星堆青銅器表面的銹蝕層進行分析和研究。近來，王煊從青銅器本體的化學組成及銹蝕分析和環境測試三方面對三星堆青銅器上的酥粉銹進行了研究。本文著重用SEM-EDS結合XRD的方法對青銅殘片斷面的成分及物相組成進行深入分析。

一、試驗

（一）樣品制備

試驗所選用的分析樣品采自四川省廣漢三星堆遺址出土青銅器殘片。

（二）試驗儀器及方法

實驗采用掃描電子顯微鏡及X射線能譜分析儀。利用儀器進行處理、檢索、分析來判定三星堆出土青銅文物中的物相結構成分。

二、結果與討論

（一）SEM-EDS成分分析結果

掃描電鏡能譜分析儀測試結果（見下表）表明，所選的青銅器樣品的主要成分是Cu、Sn、Pb、O，并含有少量的Ca、Si、P、S，特別是在②和⑥樣品中檢測到有害元素——Cl。

（二）XRD物相分析結果

利用軟件對三星堆青銅文物樣品的X射線衍射花樣譜圖進行分析，找出對應的物相PDF卡片。結果如下：

1.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，含鉛夾雜物、錫石SnO2和少量的赤銅銹Cu2O；

2.磷銅礦Cu2+2（PO4）（OH）、氯化亞銅CuCl和少量的石英SiO2；

3.純銅，銅錫合金Cu5.6Sn，少量的含Pb夾雜物和錫石SnO2；

4.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，少量的含Pb夾雜物和SnO2；

5.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn；

6.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，少量的Cu2O；

7.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn；

8.純銅、銅錫合金Cu5.6Sn，含Pb夾雜物和SnO2。

（三）青銅器的銹蝕產物

三星堆青銅器常見銹蝕產物對比可看出，樣品銹層膜的銹蝕產物基本是無害銹，但②樣品主要成分是氯化銅，表明有氯離子存在。可見三星堆的青銅器已受到微量氯離子的侵蝕。因此，進一步研究三星堆出土青銅器銹層中氯離子的含量是大有必要的。因此祭祀坑中出土青銅器的銹蝕嚴重是因氯離子存在，致使天然阻蝕劑失效有關。

1.掃描電鏡測試結果表明，所選青銅器樣品的成分是Cu、Sn、Pb、O，還有Ca、Si、P、S，Cl的微量成分存在。

2.X射線衍射物相分析，揭示了物相組成依次為：純銅相、銅錫合金相、含鉛夾雜物及銹蝕物如紅色的赤銅礦、綠色的磷銅礦、淡黃白色的錫石、白色或無色的石英、灰白色的氯化亞銅，所分析的三星堆出土青銅器殘片的銹蝕物中存在著含氯物相，可見三星堆的青銅器已受到青銅病的侵蝕。

參考文獻：

[1]曾中懋.廣漢三星堆祭祀坑出土青銅器上有害銹的分析和研究[J].四川文物，1992（S1）：90-94.

[2]王煊.三星堆青銅器“酥粉銹”腐蝕機理的研究與探討[J].四川文物，2002，3（3）：83-89.

[3]M Wadsak，T Aastrup， I O Wallinder，C Leygraf，M Schreiner. Multi-analytical in situ investigation of the initial atmospheric corrosion of bronze [J].Corrosion Science，2002：791-802.