人文科學與自然科學綜合鑒別古陶瓷真?zhèn)?/h1>
2017-06-21 17:45:32夏君定
收藏界 2017年1期 關(guān)鍵詞：劑量
中國是個古陶瓷大國，古陶瓷是中華民族最燦爛的文化瑰寶之一，具有長達萬年連續(xù)不斷的歷史。它的發(fā)展過程蘊藏著中華民族豐富的科學技術(shù)和燦爛的文化藝術(shù)。近年來隨著我國國民經(jīng)濟的不斷增長，人民群眾的文化追求也不斷提升，古陶瓷收藏也成為炙手可熱的一項愛好。然而由于巨大的經(jīng)濟利益的驅(qū)動，有人為了暴利，費盡心機進行古陶瓷的造假。古陶瓷贗品大量涌現(xiàn)，一些拍賣機構(gòu)為了自身利益為贗品開綠燈等做法，更加劇了古陶瓷收藏市場的混亂。在文物收藏界古陶瓷的真?zhèn)舞b定已經(jīng)成為頭等重要的大事之一。目前古陶瓷的真?zhèn)舞b定主要分為人文科學鑒定方法（傳統(tǒng)眼學）和自然科學測定方法。然而，目前這兩種方法在社會上基本是分立而行的，各自為戰(zhàn)。實踐證明，這兩種方法完全可以很好地、有機地結(jié)合在一起，真正做到有效地鑒定任何一件古陶瓷器的年代和真?zhèn)危粌H可以打擊造假活動，穩(wěn)定古玩市場，也可以促進古陶瓷綜合研究，還可以取得較好的經(jīng)濟效益。因此，在取得經(jīng)濟價值、穩(wěn)定市場秩序以及弘揚民族文化等方面都具有重要意義。
一、人文科學鑒定
人文科學鑒定即傳統(tǒng)眼學鑒定，是目前主要的文物真?zhèn)舞b定的方法。對于有著豐富鑒定經(jīng)驗的優(yōu)秀專家來說，他們的真?zhèn)舞b別率非常高。傳統(tǒng)眼學的鑒定主要依賴于以下幾個方面：
1造型
陶瓷器的造型基本上可以較為準確地反映各個時代的生活習俗、審美標準、社會風貌和技術(shù)水平。在鑒別中，要重視對各時代風貌的研究，仔細地觀察各類瓷器器型的特征，多比對、測量，收集歷代瓷片標本，在實踐中累積經(jīng)驗，掌握器型的主要特點。
2紋飾
不同時代的陶瓷器紋飾都有鮮明的時代特征和風格特點。在斷代與真?zhèn)舞b別時，仔細地觀察、比對、尋找，發(fā)現(xiàn)時代紋飾的特征、畫意與規(guī)律，同時也可以與相近朝代其它文物、工藝品的圖案、畫意等特征相比較。
3胎釉
以瓷器而言，胎為骨，釉是衣，斷代中仔細地觀察胎體與釉面是非常重要的。不同時期、不同地區(qū)、不同窯口胎釉的成分和燒制工藝有顯著的差別，各個朝代都有各自的風格特征。鑒別胎體時，可從器足無釉處觀察，可觀察到淘練的純凈度與燒結(jié)的縝密程度，胎土的顏色，以及物理變化和化學變化。
4款識
明代以后瓷器的款識繁多，千差萬別，以款式差別來斷代和辯偽是非常重要和有效的。各代各朝款識不同，將真款和假款相互比較，結(jié)合實物仔細審度其字體的結(jié)構(gòu)、排列形式、落款的部位、以及款字的深淺與色澤的濃淡等。
綜上所述，以上傳統(tǒng)眼學鑒定的“四要素”非常重要，缺一不可，但是掌握了這些不等于就能準確地鑒別陶瓷器的燒制年代和真?zhèn)巍Ｔ谖覈奈锸詹剡@一領(lǐng)域中有很多非常優(yōu)秀的專家，利用他們豐富的實踐經(jīng)驗基本上是可以區(qū)別古陶瓷器的真?zhèn)巍Ｈ欢挛锟傇诓粩嗟刈兓桶l(fā)展。目前，一些仿制者正在利用高科技手段進行仿制作假，甚至還有一些專家參與其中，使文物專家僅靠單一的傳統(tǒng)眼學已無法準確地鑒別陶瓷器的真?zhèn)危仁刮覀円材闷鸶呖萍嫉氖侄芜M行反擊。魔高一尺，道高一丈。
二、自然科學測定
目前，在眾多的科學檢測方法中，只有“熱釋光測年法”與“古陶瓷X熒光元素成分分析法”獲得國家文物局及文物收藏界的認可。《熱釋光測定古陶瓷器年代及真?zhèn)舞b別方法研究》和《古陶瓷X熒光元素成分分析》兩個項目分別在上世紀九十年代就獲得國家文物局立項，由上海博物館、故宮博物院等承擔項目研究。其中，《瓷器熱釋光斷代及其真?zhèn)舞b別研究》項目獲中國國家文物局1998年度文物科學技術(shù)進步獎二等獎；《前劑量飽和指數(shù)法測定瓷器熱釋光年代》項目獲中國國家文物局2004年度文物保護科學和技術(shù)創(chuàng)新獎一等獎；《古陶瓷產(chǎn)地及年代判別的科學研究》項目，獲中國國家文物局2004年度文物保護科學和技術(shù)創(chuàng)新獎。上海博物館組織完成的《古陶瓷完整器無損X熒光元素成分分析》等研究項目，也是中國國家文物局文物保護科研項目。
1熱釋光測定古陶瓷年代及真?zhèn)舞b別
1.1概況
熱釋光測定古陶瓷年代方法是一項非常重要的科學考古技術(shù)，也是古陶瓷真?zhèn)舞b別中一個不可缺少的方法。在目前各種“古陶瓷”泛濫的情況下，古陶瓷科學鑒別越來越顯示出它的重要性。目前，該方法獲得文物收藏界及一些世界著名拍賣行的認可，并已成為古陶瓷拍賣中必須持有的“身份證”。
從人們最早發(fā)現(xiàn)熱釋光現(xiàn)象至今已有300多年了首先提出用于地質(zhì)和考古年代測定設(shè)想的是1953年美國威斯康星大學的DaJliels等人。1960年伯爾尼大學的Grogler等人第一次探測了古陶器發(fā)射的熱釋光。以后加里福尼亞大學的Kennedy等也發(fā)表了用熱釋光測定年代報告。上世紀60年代英國牛津大學考古實驗室的Atiken、Fleming等人對熱釋光測定古陶瓷年代進行了較為系統(tǒng)的研究。
我國在上世紀60年代由中國科學院地質(zhì)研究所率先研究了地質(zhì)年齡測定。70年代中期上海博物館建立了中國第一個熱釋光考古實驗室。當時，主要是測定古陶器和磚、瓦一類的熱釋光年代，并且取得了重大成果。從上世紀90年代初承擔國家文物局《瓷器熱釋光斷代及其真?zhèn)舞b別研究》等課題以來，已取得了多項重大的研究成果。此后，北京大學、中山大學、香港大學、中國科學院環(huán)境研究所、陜西文物保護研究中心以及國家地震局地質(zhì)研究所等單位先后建立了熱釋光測年實驗室。目前，我國已有30多個熱釋光測年實驗室，但大部分熱釋光實驗室研究應(yīng)用在地質(zhì)科學方面。
熱釋光是一種物理現(xiàn)象，是礦物晶體（石英、長石和方解石等）受到電離輻射（宇宙射線、環(huán)境中的β、γ射線）作用后積蓄起來的能量在加熱過程中以光子的形式釋放出來的一種物理現(xiàn)象。它的用途非常廣泛。在考古方面，利用這一現(xiàn)象，可以測定陶瓷器、古磚、瓦和青銅器陶范等的年代。在地質(zhì)方面，可以測定黃土、沉積物的年齡以及辨別礦物，也可以測定古地震年代。
1.2熱釋光測定古陶瓷年代
熱釋光測定古陶瓷年代有三個特點：（1）直接測定出器物的燒制年代；（2）真?zhèn)舞b別正確率非常高；（3）可以測定的年代范圍合適，漢代以后的瓷器樣品基本上都能測定年代，早期陶器的年代亦能測定。然而，熱釋光測定瓷器年代方法也存在一個缺點，那就是需要在測定陶瓷器樣品的某個隱秘部位取一個樣，這會對陶瓷器造成一定的影響，特別是對一些器型較小且精美的瓷器來說傷害較大。盡管目前測量儀器靈敏度和測定技術(shù)的提高，可以取非常少的樣品，但對一件非常精美和完整的瓷器來說也是一大遺憾。不過，熱釋光測定目前慢慢地已被文物收藏界所接受。
1.3測量方法
古陶瓷的熱釋光年代主要測試兩個參數(shù)：一為古劑量P；二為年劑量率D。年代公式為：
（1）1）前劑量熄滅法測量瓷器樣品古劑量P方法前劑量熄滅法是測定瓷器樣品的熄滅靈敏度S隨劑量D的變化關(guān)系。因為它是同時測量熄滅靈敏度S和激活靈敏度S，所以稱其為“熄滅法”。
取一個制備好的樣品，按照下列步驟測量古劑量P：
（1）對樣品加一個試驗劑量，約100mGy，下同；
（2）測量110℃熱釋光峰的靈敏度S0；
（3）加熱到激活溫度650℃，加熱速率2℃/s，下同；
（4）用相同的試驗劑量測量靈敏度SN；
（5）給樣品施加一個標定劑量β，測量β輻照熄滅靈敏度SN；
（6）將樣品加熱到相同的激活溫度；
（7）用相同的試驗劑量測量靈敏度SN+β；
（8）重復(fù)步驟（5）～（7），測量靈敏度SN+β和SN+2β。
2）古劑量P計算
前劑量熄滅法古劑量P計算公式（2）
熱釋光前劑量熄滅法測定瓷器樣品古劑量是采用丹麥生產(chǎn)的型號為Riso TL/OSLDA-20年代測定系統(tǒng)。
1.4年劑量D測量
瓷器樣品中的Th和U含量是采用厚源計數(shù)法測試，環(huán)境劑量與宇宙射線測試是采用熱釋光劑量計或Y劑量測試儀，K是采用X射線熒光光譜儀（XRF）或火焰光度計等測定。
瓷器年劑量率公式：
（3）
1.5應(yīng)用
熱釋光技術(shù)測定古陶瓷年代及真?zhèn)舞b別方法已非常成熟，測定的準確性與精度非常高。在正常情況下，目前上海博物館以及上海捍真夏君定古陶瓷年代測定研究室對于古陶瓷的年代測定誤差在10%左右，真?zhèn)舞b別的正確率幾乎達到100%。中國科學院上海硅酸鹽研究所古陶瓷專家、世界陶瓷科學院院士李家冶先生，曾對他們的研究成果給予很高的評價：“為真品正名，使偽品顯形，維護瓷國榮譽，利在當代，功留后世”。
但是，由于熱釋光測定瓷器年代是一項非常復(fù)雜的工作，測試方法中各項參數(shù)設(shè)計的不合理就會引起很大測定誤差或得不出結(jié)果，甚至得到相反的結(jié)果，因此，至今為止世界上能應(yīng)用熱釋光技術(shù)測定古瓷器年代的實驗室并不多。現(xiàn)在做得比較好的，得到文物收藏界認可的主要是四家，英國牛津古物鑒定中心、香港中科研發(fā)有限公司、上海博物館以及上海捍真夏君定古陶瓷年代測定研究室。
本文給出了最近兩年來測定的765件陶瓷器樣品的年代結(jié)果（其中古陶器25件），這些器物的年代范圍涉及廣泛。有馬家窯文化、紅山文化等的陶器、戰(zhàn)國時期的原始瓷、和漢、晉、隋、唐、宋、遼、元、明、清及民國時代的瓷器，幾乎覆蓋了我國古代的整個陶瓷史。器型的種類繁多，有瓶、碗、盆、罐、壺、爐、洗等。窯口幾乎包含了宋代五大官窯等我國所有的著名窯口。
從測定器物的年代數(shù)據(jù)結(jié)果分析，主要分為以下五類：1、測定結(jié)果為真品的，共有181件，約占總數(shù)的23.66%。2、測定年代結(jié)果為小于距今50～100年，共有558件，約占總數(shù)的72.94%，這些瓷器大部分都是改革開放以后燒制的。3、測定年代小于送測人要求測定年代的，共有11件，約占總數(shù)的1.44%。其中有民國、清代仿唐、宋、遼、元、明等，從考古上說這些都是后仿品。4、人工輻照的，共有7件，約占總數(shù)的0.92%。5、接底的，共有8件，約占總數(shù)的1.05%。
2古陶瓷X熒光元素成分分析
2.1原理方法
X射線熒光元素成分分析（XRF）是將X光管作為激發(fā)源照射陶瓷樣品，樣品中的各元素被激發(fā)，并發(fā)射出特征能量的X熒光譜線。1913年，英國物理學家Moseley系統(tǒng)研究了各種元素的特征光譜（即元素的熒光光譜），發(fā)現(xiàn)元素的X射線特征光譜波長（入）倒數(shù)的平方根與原子序數(shù)（z）成正比，稱之為Moseley定律。此定律成為能量色散X射線熒光定性分析的基礎(chǔ)。
1/λ=v=k（Z-σ）2
同時，由于特征譜線的強度與樣品中相應(yīng)元素的含量成正比，也與X光管激發(fā)源的發(fā)射強度和能譜以及特征譜線的測量條件有關(guān)。因此通過相當復(fù)雜的標定，我們可以對樣品中相應(yīng)元素的含量進行定量分析。
圖1是兩件汝窯樣品常量元素譜圖比較：藍色譜圖為古代汝窯青釉瓷的測量譜圖，紅色譜圖為現(xiàn)代仿汝窯瓷樣品的測量譜圖。
從常量元素譜圖比較發(fā)現(xiàn)，古代汝窯青釉成分中氧化鎂（MgO）含量、氧化磷（P2O5）含量很低；而現(xiàn)代器物氧化鎂（MgO）、氧化磷（P2O5）含量與古代汝窯產(chǎn)品差異明顯。
2.2技術(shù)應(yīng)用
（XRF）測定需要建立一個龐大、準確的陶瓷器樣品數(shù)據(jù)庫。這是一項極其重要的工作，這項技術(shù)的成功應(yīng)用也是取決于這個數(shù)據(jù)庫以及測試人的長期工作所累積的豐富經(jīng)驗。利用這個數(shù)據(jù)庫可以做以下工作：
1）產(chǎn)地判別
瓷胎的化學組成可以反映制瓷原料的產(chǎn)地。由于地理因素的影響，我國南方多產(chǎn)以瓷石為代表的原生黏土，SiO2含量較高，質(zhì)地較為純凈，北方則多屬沉積黏土，含較高的AL2O3，且雜質(zhì)含量較高。依據(jù)羅宏杰教授統(tǒng)計的中國科學院上海硅酸鹽研究所歷年所測古瓷胎數(shù)據(jù)Ⅲ，相對于南方瓷器來說，北方瓷器中的AL2O3的含量相對高，而SiO2含量相對低些。從我們分析測試的各窯口瓷器胎釉的元素成分數(shù)據(jù)得到各個窯口制瓷的原料也是有差別的。
2）年代判別
X射線熒光元素成分分析方法年代判別主要是：
2.1）通過建立已知年代的主、微量元素化學組成數(shù)據(jù)庫，利用多元統(tǒng)計方法尋找不同年代古陶瓷化學組成的特點，最終判別未知樣品的時代歸屬。
2.2）利用特征元素，建立有效的年代判別模式，對檢測樣品進行歸類，如：對大量的青花色料的分析研究表明：不同時代所使用的青花色料存在差異。根據(jù)這些差異可以判別年代。
3）現(xiàn)代仿品的甄別
3.1）樣品中某些元素化學組成異常高，且這些元素是現(xiàn)代化工原料的產(chǎn)物，則可判斷為現(xiàn)代仿品。檢測樣品某元素含量遠遠偏離了該平均值，并且這元素含量異常高的情況，在一些現(xiàn)代仿品中也曾是一種規(guī)律性的現(xiàn)象，因此可以肯定這樣品是現(xiàn)代仿制產(chǎn)品。
3.2）在檢測樣品中出現(xiàn)了某些“添加劑”，是古陶瓷數(shù)據(jù)庫中沒有的，則可判斷為現(xiàn)代仿品。如：為了在外觀上達到和粉青瓷相類似的外觀效果，可以在樣品中加入了某些元素（如鉻Cr），能達到釉色白中泛青的效果。
3.3）在檢測樣品中缺失了某些古瓷數(shù)據(jù)庫中的元素，而這種缺失是采用現(xiàn)代制瓷工藝造成的，則可判斷為現(xiàn)代仿品。我國南方各地，草木豐盛，因此不僅在配釉時加入多量的草木灰，燒制瓷器也用木柴。草木灰和木柴中富含有機質(zhì)。現(xiàn)代制瓷大都采用煤氣爐、電窯爐燒制瓷器，因此測試現(xiàn)代瓷器樣品時，缺失了古瓷中一些相關(guān)的有機質(zhì)微量元素。
三、結(jié)果與討論
我國在文物研究、收藏這一領(lǐng)域，包括“體制”內(nèi)外，都有一大批幾十年從事文物收藏、研究及鑒定經(jīng)驗非常豐富的優(yōu)秀專家，大部分高仿、后仿的陶瓷器要想瞞過這些優(yōu)秀專家的眼睛是非常困難的。然而，傳統(tǒng)鑒定由于專家的水平高低，能力大小，特長也不一樣。有的專家對南方的陶瓷器比較熟悉，有的專家對北方陶瓷器比較熟悉，各地的專家相對熟悉自己的東西，因此具有一定局限性，及一些人為的主觀因素與客觀原因這都會影響最后的鑒定結(jié)果。況且，中國地域廣泛，窯口眾多，年代久遠，要想準確地鑒定出每件陶瓷器的真?zhèn)问欠浅＠щy的，事實上也無法做到。
當然，科技方法也有各自的優(yōu)勢和軟肋。
3.1熱釋光測年方法優(yōu)勢
一個成熟的熱釋光測年研究室，不僅需要一套先進儀器設(shè)備和測試方法，更需要一個優(yōu)秀的，有豐富經(jīng)驗的陶瓷器測年研究人員，隨時解決測試中碰到的各種問題。在正常情況下，熱釋光測定陶瓷器的年代及真?zhèn)舞b別正確率非常高。陶瓷器年代的測定誤差可以做到±10%左右，真?zhèn)舞b別率幾乎可以達到100%。
但是熱釋光也有弱點，以下3種原因可能造成測定結(jié)果差錯，如：
1）人工輻照
人工輻照就是用X射線或Y射線對陶瓷器進行輻照來制造假“熱釋光”進行擾亂，以致造成測定結(jié)果錯誤。
實踐中經(jīng)常會碰到送測的陶瓷器有人工輻照的情況。有些仿制者為了制造假“熱釋光”會出錢請一些專家采用反科學的方法對現(xiàn)代陶瓷器進行人工輻照。由于是專家的參與大部分輻照還是比較準確的，以至于水平差點的熱釋光測量機構(gòu)無法正確識別這個“熱釋光”的真?zhèn)危瑢?dǎo)致測定結(jié)果錯誤。
2）接底
在測試前，對每一件測試瓷器進行接底檢查已經(jīng)是我們研究室的常態(tài)，接底瓷器就是把一個殘古瓷器的底切割下來粘結(jié)到一件新仿的瓷器底部。有的是把新仿瓷器的底切掉把老底粘合上去，還有的就是把老底直接粘合到新底上，幾乎做到嚴絲合縫，以至于肉眼無法分辨，而造成測定結(jié)果錯誤。
3）后期過火
熱釋光測定陶瓷器年代是測定陶瓷器最后一次過火的年代。有的陶瓷器在后期存放的過程中，存放地點曾發(fā)生過火燒或釉上彩掉落后，重新上釉后再燒制的，這類陶瓷器的熱釋光年代和其燒制年代是不符合的。
3.2X熒光元素成分分析法優(yōu)勢及不足
X熒光元素成分分析法最擅長的是古陶瓷產(chǎn)地的測試。一般情況下，瓷胎的化學組成能反映燒制原料的產(chǎn)地。在古代，各地古瓷窯采用的制瓷原料基本上都是就地取材，分析證實，全國各地，大江南北各個窯口制瓷所用的瓷土、釉料元素成分是不盡相同的，而且各個時代采用釉料也有差別。另外，如果仿品采用非本窯口的胎料，釉料或是現(xiàn)代化工原料，并由氣窯爐或電窯爐燒制，那么，利用X熒光元素成分分析方法能方便的分辨出這些偽品。
然而，它只是一個輔助間接的年代分析方法，主要原因是：古陶瓷的化學組成與制作年代沒有直接的關(guān)系，判別必須依賴完善的化學組成數(shù)據(jù)庫，而建立數(shù)據(jù)庫的工作量非常大，僅靠幾個單位很難建全；另外，通過化學組成來輔助古陶瓷年代判別的科學模式有待進一步完善。
結(jié)合人文科學與自然科學對古陶瓷進行綜合真?zhèn)舞b別是一種十分先進的理念和有效的方法，也是目前最合適的方法。因為，不管人文科學和自然科學，每一種鑒別方法都有各自的優(yōu)勢和一定的局限性，但取長補短，綜合運用，水平再高的仿品也無法逃過這種檢測。
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一、人文科學鑒定
人文科學鑒定即傳統(tǒng)眼學鑒定，是目前主要的文物真?zhèn)舞b定的方法。對于有著豐富鑒定經(jīng)驗的優(yōu)秀專家來說，他們的真?zhèn)舞b別率非常高。傳統(tǒng)眼學的鑒定主要依賴于以下幾個方面：
1造型
陶瓷器的造型基本上可以較為準確地反映各個時代的生活習俗、審美標準、社會風貌和技術(shù)水平。在鑒別中，要重視對各時代風貌的研究，仔細地觀察各類瓷器器型的特征，多比對、測量，收集歷代瓷片標本，在實踐中累積經(jīng)驗，掌握器型的主要特點。
2紋飾
不同時代的陶瓷器紋飾都有鮮明的時代特征和風格特點。在斷代與真?zhèn)舞b別時，仔細地觀察、比對、尋找，發(fā)現(xiàn)時代紋飾的特征、畫意與規(guī)律，同時也可以與相近朝代其它文物、工藝品的圖案、畫意等特征相比較。
3胎釉
以瓷器而言，胎為骨，釉是衣，斷代中仔細地觀察胎體與釉面是非常重要的。不同時期、不同地區(qū)、不同窯口胎釉的成分和燒制工藝有顯著的差別，各個朝代都有各自的風格特征。鑒別胎體時，可從器足無釉處觀察，可觀察到淘練的純凈度與燒結(jié)的縝密程度，胎土的顏色，以及物理變化和化學變化。
4款識
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綜上所述，以上傳統(tǒng)眼學鑒定的“四要素”非常重要，缺一不可，但是掌握了這些不等于就能準確地鑒別陶瓷器的燒制年代和真?zhèn)巍Ｔ谖覈奈锸詹剡@一領(lǐng)域中有很多非常優(yōu)秀的專家，利用他們豐富的實踐經(jīng)驗基本上是可以區(qū)別古陶瓷器的真?zhèn)巍Ｈ欢挛锟傇诓粩嗟刈兓桶l(fā)展。目前，一些仿制者正在利用高科技手段進行仿制作假，甚至還有一些專家參與其中，使文物專家僅靠單一的傳統(tǒng)眼學已無法準確地鑒別陶瓷器的真?zhèn)危仁刮覀円材闷鸶呖萍嫉氖侄芜M行反擊。魔高一尺，道高一丈。
二、自然科學測定
目前，在眾多的科學檢測方法中，只有“熱釋光測年法”與“古陶瓷X熒光元素成分分析法”獲得國家文物局及文物收藏界的認可。《熱釋光測定古陶瓷器年代及真?zhèn)舞b別方法研究》和《古陶瓷X熒光元素成分分析》兩個項目分別在上世紀九十年代就獲得國家文物局立項，由上海博物館、故宮博物院等承擔項目研究。其中，《瓷器熱釋光斷代及其真?zhèn)舞b別研究》項目獲中國國家文物局1998年度文物科學技術(shù)進步獎二等獎；《前劑量飽和指數(shù)法測定瓷器熱釋光年代》項目獲中國國家文物局2004年度文物保護科學和技術(shù)創(chuàng)新獎一等獎；《古陶瓷產(chǎn)地及年代判別的科學研究》項目，獲中國國家文物局2004年度文物保護科學和技術(shù)創(chuàng)新獎。上海博物館組織完成的《古陶瓷完整器無損X熒光元素成分分析》等研究項目，也是中國國家文物局文物保護科研項目。
1熱釋光測定古陶瓷年代及真?zhèn)舞b別
1.1概況
熱釋光測定古陶瓷年代方法是一項非常重要的科學考古技術(shù)，也是古陶瓷真?zhèn)舞b別中一個不可缺少的方法。在目前各種“古陶瓷”泛濫的情況下，古陶瓷科學鑒別越來越顯示出它的重要性。目前，該方法獲得文物收藏界及一些世界著名拍賣行的認可，并已成為古陶瓷拍賣中必須持有的“身份證”。
從人們最早發(fā)現(xiàn)熱釋光現(xiàn)象至今已有300多年了首先提出用于地質(zhì)和考古年代測定設(shè)想的是1953年美國威斯康星大學的DaJliels等人。1960年伯爾尼大學的Grogler等人第一次探測了古陶器發(fā)射的熱釋光。以后加里福尼亞大學的Kennedy等也發(fā)表了用熱釋光測定年代報告。上世紀60年代英國牛津大學考古實驗室的Atiken、Fleming等人對熱釋光測定古陶瓷年代進行了較為系統(tǒng)的研究。
我國在上世紀60年代由中國科學院地質(zhì)研究所率先研究了地質(zhì)年齡測定。70年代中期上海博物館建立了中國第一個熱釋光考古實驗室。當時，主要是測定古陶器和磚、瓦一類的熱釋光年代，并且取得了重大成果。從上世紀90年代初承擔國家文物局《瓷器熱釋光斷代及其真?zhèn)舞b別研究》等課題以來，已取得了多項重大的研究成果。此后，北京大學、中山大學、香港大學、中國科學院環(huán)境研究所、陜西文物保護研究中心以及國家地震局地質(zhì)研究所等單位先后建立了熱釋光測年實驗室。目前，我國已有30多個熱釋光測年實驗室，但大部分熱釋光實驗室研究應(yīng)用在地質(zhì)科學方面。
熱釋光是一種物理現(xiàn)象，是礦物晶體（石英、長石和方解石等）受到電離輻射（宇宙射線、環(huán)境中的β、γ射線）作用后積蓄起來的能量在加熱過程中以光子的形式釋放出來的一種物理現(xiàn)象。它的用途非常廣泛。在考古方面，利用這一現(xiàn)象，可以測定陶瓷器、古磚、瓦和青銅器陶范等的年代。在地質(zhì)方面，可以測定黃土、沉積物的年齡以及辨別礦物，也可以測定古地震年代。
1.2熱釋光測定古陶瓷年代
熱釋光測定古陶瓷年代有三個特點：（1）直接測定出器物的燒制年代；（2）真?zhèn)舞b別正確率非常高；（3）可以測定的年代范圍合適，漢代以后的瓷器樣品基本上都能測定年代，早期陶器的年代亦能測定。然而，熱釋光測定瓷器年代方法也存在一個缺點，那就是需要在測定陶瓷器樣品的某個隱秘部位取一個樣，這會對陶瓷器造成一定的影響，特別是對一些器型較小且精美的瓷器來說傷害較大。盡管目前測量儀器靈敏度和測定技術(shù)的提高，可以取非常少的樣品，但對一件非常精美和完整的瓷器來說也是一大遺憾。不過，熱釋光測定目前慢慢地已被文物收藏界所接受。
1.3測量方法
古陶瓷的熱釋光年代主要測試兩個參數(shù)：一為古劑量P；二為年劑量率D。年代公式為：
（1）1）前劑量熄滅法測量瓷器樣品古劑量P方法前劑量熄滅法是測定瓷器樣品的熄滅靈敏度S隨劑量D的變化關(guān)系。因為它是同時測量熄滅靈敏度S和激活靈敏度S，所以稱其為“熄滅法”。
取一個制備好的樣品，按照下列步驟測量古劑量P：
（1）對樣品加一個試驗劑量，約100mGy，下同；
（2）測量110℃熱釋光峰的靈敏度S0；
（3）加熱到激活溫度650℃，加熱速率2℃/s，下同；
（4）用相同的試驗劑量測量靈敏度SN；
（5）給樣品施加一個標定劑量β，測量β輻照熄滅靈敏度SN；
（6）將樣品加熱到相同的激活溫度；
（7）用相同的試驗劑量測量靈敏度SN+β；
（8）重復(fù)步驟（5）～（7），測量靈敏度SN+β和SN+2β。
2）古劑量P計算
前劑量熄滅法古劑量P計算公式（2）
熱釋光前劑量熄滅法測定瓷器樣品古劑量是采用丹麥生產(chǎn)的型號為Riso TL/OSLDA-20年代測定系統(tǒng)。
1.4年劑量D測量
瓷器樣品中的Th和U含量是采用厚源計數(shù)法測試，環(huán)境劑量與宇宙射線測試是采用熱釋光劑量計或Y劑量測試儀，K是采用X射線熒光光譜儀（XRF）或火焰光度計等測定。
瓷器年劑量率公式：
（3）
1.5應(yīng)用
熱釋光技術(shù)測定古陶瓷年代及真?zhèn)舞b別方法已非常成熟，測定的準確性與精度非常高。在正常情況下，目前上海博物館以及上海捍真夏君定古陶瓷年代測定研究室對于古陶瓷的年代測定誤差在10%左右，真?zhèn)舞b別的正確率幾乎達到100%。中國科學院上海硅酸鹽研究所古陶瓷專家、世界陶瓷科學院院士李家冶先生，曾對他們的研究成果給予很高的評價：“為真品正名，使偽品顯形，維護瓷國榮譽，利在當代，功留后世”。
但是，由于熱釋光測定瓷器年代是一項非常復(fù)雜的工作，測試方法中各項參數(shù)設(shè)計的不合理就會引起很大測定誤差或得不出結(jié)果，甚至得到相反的結(jié)果，因此，至今為止世界上能應(yīng)用熱釋光技術(shù)測定古瓷器年代的實驗室并不多。現(xiàn)在做得比較好的，得到文物收藏界認可的主要是四家，英國牛津古物鑒定中心、香港中科研發(fā)有限公司、上海博物館以及上海捍真夏君定古陶瓷年代測定研究室。
本文給出了最近兩年來測定的765件陶瓷器樣品的年代結(jié)果（其中古陶器25件），這些器物的年代范圍涉及廣泛。有馬家窯文化、紅山文化等的陶器、戰(zhàn)國時期的原始瓷、和漢、晉、隋、唐、宋、遼、元、明、清及民國時代的瓷器，幾乎覆蓋了我國古代的整個陶瓷史。器型的種類繁多，有瓶、碗、盆、罐、壺、爐、洗等。窯口幾乎包含了宋代五大官窯等我國所有的著名窯口。
從測定器物的年代數(shù)據(jù)結(jié)果分析，主要分為以下五類：1、測定結(jié)果為真品的，共有181件，約占總數(shù)的23.66%。2、測定年代結(jié)果為小于距今50～100年，共有558件，約占總數(shù)的72.94%，這些瓷器大部分都是改革開放以后燒制的。3、測定年代小于送測人要求測定年代的，共有11件，約占總數(shù)的1.44%。其中有民國、清代仿唐、宋、遼、元、明等，從考古上說這些都是后仿品。4、人工輻照的，共有7件，約占總數(shù)的0.92%。5、接底的，共有8件，約占總數(shù)的1.05%。
2古陶瓷X熒光元素成分分析
2.1原理方法
X射線熒光元素成分分析（XRF）是將X光管作為激發(fā)源照射陶瓷樣品，樣品中的各元素被激發(fā)，并發(fā)射出特征能量的X熒光譜線。1913年，英國物理學家Moseley系統(tǒng)研究了各種元素的特征光譜（即元素的熒光光譜），發(fā)現(xiàn)元素的X射線特征光譜波長（入）倒數(shù)的平方根與原子序數(shù)（z）成正比，稱之為Moseley定律。此定律成為能量色散X射線熒光定性分析的基礎(chǔ)。
1/λ=v=k（Z-σ）2
同時，由于特征譜線的強度與樣品中相應(yīng)元素的含量成正比，也與X光管激發(fā)源的發(fā)射強度和能譜以及特征譜線的測量條件有關(guān)。因此通過相當復(fù)雜的標定，我們可以對樣品中相應(yīng)元素的含量進行定量分析。
圖1是兩件汝窯樣品常量元素譜圖比較：藍色譜圖為古代汝窯青釉瓷的測量譜圖，紅色譜圖為現(xiàn)代仿汝窯瓷樣品的測量譜圖。
從常量元素譜圖比較發(fā)現(xiàn)，古代汝窯青釉成分中氧化鎂（MgO）含量、氧化磷（P2O5）含量很低；而現(xiàn)代器物氧化鎂（MgO）、氧化磷（P2O5）含量與古代汝窯產(chǎn)品差異明顯。
2.2技術(shù)應(yīng)用
（XRF）測定需要建立一個龐大、準確的陶瓷器樣品數(shù)據(jù)庫。這是一項極其重要的工作，這項技術(shù)的成功應(yīng)用也是取決于這個數(shù)據(jù)庫以及測試人的長期工作所累積的豐富經(jīng)驗。利用這個數(shù)據(jù)庫可以做以下工作：
1）產(chǎn)地判別
瓷胎的化學組成可以反映制瓷原料的產(chǎn)地。由于地理因素的影響，我國南方多產(chǎn)以瓷石為代表的原生黏土，SiO2含量較高，質(zhì)地較為純凈，北方則多屬沉積黏土，含較高的AL2O3，且雜質(zhì)含量較高。依據(jù)羅宏杰教授統(tǒng)計的中國科學院上海硅酸鹽研究所歷年所測古瓷胎數(shù)據(jù)Ⅲ，相對于南方瓷器來說，北方瓷器中的AL2O3的含量相對高，而SiO2含量相對低些。從我們分析測試的各窯口瓷器胎釉的元素成分數(shù)據(jù)得到各個窯口制瓷的原料也是有差別的。
2）年代判別
X射線熒光元素成分分析方法年代判別主要是：
2.1）通過建立已知年代的主、微量元素化學組成數(shù)據(jù)庫，利用多元統(tǒng)計方法尋找不同年代古陶瓷化學組成的特點，最終判別未知樣品的時代歸屬。
2.2）利用特征元素，建立有效的年代判別模式，對檢測樣品進行歸類，如：對大量的青花色料的分析研究表明：不同時代所使用的青花色料存在差異。根據(jù)這些差異可以判別年代。
3）現(xiàn)代仿品的甄別
3.1）樣品中某些元素化學組成異常高，且這些元素是現(xiàn)代化工原料的產(chǎn)物，則可判斷為現(xiàn)代仿品。檢測樣品某元素含量遠遠偏離了該平均值，并且這元素含量異常高的情況，在一些現(xiàn)代仿品中也曾是一種規(guī)律性的現(xiàn)象，因此可以肯定這樣品是現(xiàn)代仿制產(chǎn)品。
3.2）在檢測樣品中出現(xiàn)了某些“添加劑”，是古陶瓷數(shù)據(jù)庫中沒有的，則可判斷為現(xiàn)代仿品。如：為了在外觀上達到和粉青瓷相類似的外觀效果，可以在樣品中加入了某些元素（如鉻Cr），能達到釉色白中泛青的效果。
3.3）在檢測樣品中缺失了某些古瓷數(shù)據(jù)庫中的元素，而這種缺失是采用現(xiàn)代制瓷工藝造成的，則可判斷為現(xiàn)代仿品。我國南方各地，草木豐盛，因此不僅在配釉時加入多量的草木灰，燒制瓷器也用木柴。草木灰和木柴中富含有機質(zhì)。現(xiàn)代制瓷大都采用煤氣爐、電窯爐燒制瓷器，因此測試現(xiàn)代瓷器樣品時，缺失了古瓷中一些相關(guān)的有機質(zhì)微量元素。
三、結(jié)果與討論
我國在文物研究、收藏這一領(lǐng)域，包括“體制”內(nèi)外，都有一大批幾十年從事文物收藏、研究及鑒定經(jīng)驗非常豐富的優(yōu)秀專家，大部分高仿、后仿的陶瓷器要想瞞過這些優(yōu)秀專家的眼睛是非常困難的。然而，傳統(tǒng)鑒定由于專家的水平高低，能力大小，特長也不一樣。有的專家對南方的陶瓷器比較熟悉，有的專家對北方陶瓷器比較熟悉，各地的專家相對熟悉自己的東西，因此具有一定局限性，及一些人為的主觀因素與客觀原因這都會影響最后的鑒定結(jié)果。況且，中國地域廣泛，窯口眾多，年代久遠，要想準確地鑒定出每件陶瓷器的真?zhèn)问欠浅＠щy的，事實上也無法做到。
當然，科技方法也有各自的優(yōu)勢和軟肋。
3.1熱釋光測年方法優(yōu)勢
一個成熟的熱釋光測年研究室，不僅需要一套先進儀器設(shè)備和測試方法，更需要一個優(yōu)秀的，有豐富經(jīng)驗的陶瓷器測年研究人員，隨時解決測試中碰到的各種問題。在正常情況下，熱釋光測定陶瓷器的年代及真?zhèn)舞b別正確率非常高。陶瓷器年代的測定誤差可以做到±10%左右，真?zhèn)舞b別率幾乎可以達到100%。
但是熱釋光也有弱點，以下3種原因可能造成測定結(jié)果差錯，如：
1）人工輻照
人工輻照就是用X射線或Y射線對陶瓷器進行輻照來制造假“熱釋光”進行擾亂，以致造成測定結(jié)果錯誤。
實踐中經(jīng)常會碰到送測的陶瓷器有人工輻照的情況。有些仿制者為了制造假“熱釋光”會出錢請一些專家采用反科學的方法對現(xiàn)代陶瓷器進行人工輻照。由于是專家的參與大部分輻照還是比較準確的，以至于水平差點的熱釋光測量機構(gòu)無法正確識別這個“熱釋光”的真?zhèn)危瑢?dǎo)致測定結(jié)果錯誤。
2）接底
在測試前，對每一件測試瓷器進行接底檢查已經(jīng)是我們研究室的常態(tài)，接底瓷器就是把一個殘古瓷器的底切割下來粘結(jié)到一件新仿的瓷器底部。有的是把新仿瓷器的底切掉把老底粘合上去，還有的就是把老底直接粘合到新底上，幾乎做到嚴絲合縫，以至于肉眼無法分辨，而造成測定結(jié)果錯誤。
3）后期過火
熱釋光測定陶瓷器年代是測定陶瓷器最后一次過火的年代。有的陶瓷器在后期存放的過程中，存放地點曾發(fā)生過火燒或釉上彩掉落后，重新上釉后再燒制的，這類陶瓷器的熱釋光年代和其燒制年代是不符合的。
3.2X熒光元素成分分析法優(yōu)勢及不足
X熒光元素成分分析法最擅長的是古陶瓷產(chǎn)地的測試。一般情況下，瓷胎的化學組成能反映燒制原料的產(chǎn)地。在古代，各地古瓷窯采用的制瓷原料基本上都是就地取材，分析證實，全國各地，大江南北各個窯口制瓷所用的瓷土、釉料元素成分是不盡相同的，而且各個時代采用釉料也有差別。另外，如果仿品采用非本窯口的胎料，釉料或是現(xiàn)代化工原料，并由氣窯爐或電窯爐燒制，那么，利用X熒光元素成分分析方法能方便的分辨出這些偽品。
然而，它只是一個輔助間接的年代分析方法，主要原因是：古陶瓷的化學組成與制作年代沒有直接的關(guān)系，判別必須依賴完善的化學組成數(shù)據(jù)庫，而建立數(shù)據(jù)庫的工作量非常大，僅靠幾個單位很難建全；另外，通過化學組成來輔助古陶瓷年代判別的科學模式有待進一步完善。
結(jié)合人文科學與自然科學對古陶瓷進行綜合真?zhèn)舞b別是一種十分先進的理念和有效的方法，也是目前最合適的方法。因為，不管人文科學和自然科學，每一種鑒別方法都有各自的優(yōu)勢和一定的局限性，但取長補短，綜合運用，水平再高的仿品也無法逃過這種檢測。
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