X射线荧光光谱分析在考古中的应用

X射线荧光光谱分析是一种成熟可靠的元素分析方法，非常适用于考古工作中的无损分析研究。国外已经用此法作了许多考古研究工作，而国内报导并不多。本文介绍了在考古分析中X射线荧光定性、定量分析的目的和方法，列举了一些具体的应用实例。希望国内也重视起来，把此技术应用到考古研究中去，为我国的考古事业作为更大的贡献。     

同步辐射X射线荧光光谱国内外研究进展

同步辐射光源是带电粒子在加速器储存环中以接近光速的速度运动时,沿轨道切线方向发射出的辐射,同步辐射X射线荧光分析（SR-XRF）是以同步辐射X射线作为激发光源的X荧光光谱分析技术。同步辐射X射线荧光分析包括了用于微区及微量元素分析的同步辐射XRF、用于表面及薄膜分析的同步辐射全反射X射线荧光（SR-TXRF）以及用于三维无损分析的同步辐射X射线荧光扫描和成像方法（如X射线荧光CT、X射线荧光全场成像、共聚焦X射线荧光和掠出射X射线荧光等）。X射线荧光光谱法通过测量元素的特征X射线发射波长或能量,识别元素,该方法首先通过测量发射的特征线强度,然后将该强度与元素浓度联系起来,对给定元素进行量化分析。X射线荧光光谱技术可以进行多元素同时分析,同步辐射X射线荧光谱亮度高,可调谐,相干性、准直性及偏振性好,可以用于分析样品元素的含量和空间分布。近些年来随着新光源技术的使用、分析软件的更新换代和定量分析方法的发展,对同步X射线荧光光谱分析产生了极大促进,采用新型X射线光学元件和探测器,能极大提升分辨率和探测效率,促进相关学科应用的发展。介绍了近几年来国内外同步辐射X射线荧光光谱分析技术及其应用发展状况,给出了国内外比较典型的同步辐射X射线荧光光谱分析光束线站最新技术方面的发展概况,并列举了一些典型应用成果,例如在生物医学、环境科学、地质考古、材料科学和物理及化学等领域的应用。对于本领域及相关领域的专家学者了解国内外同步辐射技术发展现状、应用研究成果具有一定的参考意义。     

中国X射线荧光光谱分析的进展

作者于1979年与1982年对中国X射线荧光光谱分析的概况与进展进行过综述,并分析当时X荧光光谱分析所存在的问题,提出了建议,现结合近几年中国X射线荧光光谱分析工作者在国内外杂志上所发表的多数文章进行综述,其中包括近几年来我国X射线荧光光谱分析书刊专著的编写与出版,X射线荧光光谱分析仪器的研制与X射线荧光光谱分析的应用,特别是在X射线荧光光谱分析的应用方面,近几年进展较快,应用电子计算机校正元素间的吸收—增强效应的工作,不但吸收了国外的一些经验。应用到实际工作中去,而且对一些模式的应用提出了改进或提出不同的模式。在制样技术方面结合我国的实际情况做了某些改进,在冶金,地质,环保,建材,石油,化工,机械,文教,科研等部门,结合工作中的需要提出了不少切实可行的报告。文章中引用的文献约八十篇左右。     

氧化铝的X射线荧光光谱分析方法研讨

简要论述了氧化铝的X射线荧光光谱分析方法原理、样品处理、设备特点;在德国布鲁克公司的S4型X射线荧光光谱仪上用融片法分析氧化铝中的杂质含量,重点论述了用X射线荧光光谱法代替传统的化学分析方法的优势和不足.     

X射线荧光在地质材料卤族元素分析中的应用评介

卤族元素氟、氯、溴、碘广泛分布在地圈、水圈和生物圈,它们是矿产资源,也是许多地学研究的信息载体,更与人类生活紧密相关。卤族元素分析是地质分析的重要组成部分,而X射线荧光光谱分析方法在当今的卤族元素分析中占有重要地位。本文收集我国1988年—2020年间X射线荧光光谱分析地质材料氟、氯、溴、碘的文献126篇,在简述卤族元素的天然存在、分析技术、X射线谱学特点及现代X射线荧光光谱仪器条件的基础上,分类评介了X射线荧光光谱在氟、氯、溴、碘分析中的应用。样品类型包括：作为主组分的卤化物矿石矿物,作为次量和痕量组分的岩石、矿石、海洋样品、煤及石油、天然卤水、生物样品和以土壤、沉积物为主的地球化学调查样品。对作为主元素存在的矿石矿物中的F和Cl,测定精度（RSD）可达到＜0.5%的水平;对于以痕量元素存在的F,Cl,Br和I,多数文献的检出限水平（粉末压片制样）分别为：＜50,＜20,＜1.0和＜10 μg·g-1。至今已经有两篇文献报道了经一次压片制样依次测定了样品中的F,Cl,Br和I四元素,这无论是对地质分析,还是X射线荧光光谱分析都是一明显进展。文章最后指出,X射线荧光光谱已经成为地质材料卤族元素分析的重要方法,而由于其制样简单、快速、经济、无污染和多元素同时测定的独特优势在未来的卤族元素分析中将发挥更大作用;同时也提醒关注Cl在测定中的不稳定问题和卤族元素分析在XRF分析中的典型意义。引文134篇。     

化学富集X射线荧光光谱法测定微量元素的方法研究

本文介绍了我们研究的化学X射线荧光光谱分析法中化学富集方面的工作。这些方法提供了大量试样中富集痕量元素的简单手段。我们对目前国内外在X射线荧光光谱分析中常用的化学富集法如:有机沉淀、还原沉淀、离子交换、活性炭吸附、萃取色谱及离子交换树脂填充纸等分离富集技术进行了系统的研究。     

全国第六届X射线荧光光谱学术报告会征文通知（第一轮通知）

为了促进我国X射线荧光光谱 (包括波长色散、能量色散、全反射、微区、粒子激发的X荧光等 )分析工作者的国内和国际交流 ,展示我国在该领域研究和应用的最新进展 ,决定于 2 0 0 5年 10月在江西九江召开全国第六届X射线荧光光谱学术报告会 ,会期 4天。会议由中国地质学会、中国光学学会和中国硅酸盐学会主办 ,中国科学院上海硅酸盐研究所和上海市硅酸盐学会承办。会议期间 ,拟邀请国内外著名X射线荧光光谱分析专家 (如X RAYSPECTROMETRY杂志主编VANGRIEKEN教授、副主编KAWAI教授、副主编罗立强教授、制样专家CLAISSE教授、…     

EDXRF在古陶瓷研究中的应用现状及展望

简述了X射线荧光光谱分析的基本原理以及EDXRF的工作原理,从制作工艺、呈色机理、时空判别、文物保护四个方面列举了近些年来EDXRF在古陶瓷研究中的应用现状,最后指出EDXRF在古陶瓷研究中存在的不足及展望。本文旨在推动EDXRF在古陶瓷研究领域得到更加广泛和深入的应用。     

便携式能量色散型X射线荧光光谱仪在中国古代玻璃化学成分分析中的应用

中国古玻璃研究的一个重要方面是古玻璃的化学成分分析,它为中国古玻璃的起源和技术发展提供了科学依据,因此,发展新的化学成分分析方法是非常有必要的.便携式能量色散型X射线荧光分析(portable energy-dispersive X-ray fluorescence annlysis,PXRE)技术的最大特点就是其便携性,可以对不可移动或难以移出博物馆的文物进行科技分析.文章详细介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心与日本OURSTEX公司合作改进的便携式能量色散型X射线荧光分析仪的组成、工作原理及分析过程等,列举了将其应用于新疆出土古玻璃样品的测试结果,并与质子激发X射线荧光分析技术所获结果进行了比较.便携式能量色散型X射线荧光分析技术在现场分析方面具有极为广阔的应用前景.     

应用遗传算法拟合偏振X射线荧光重叠谱

X射线荧光光谱分析由于受能量探测器分辨率的限制,谱线重叠干扰严重。不采用合适的重叠谱峰分解或曲线拟合技术,很难进行成分定性和定量分析。样品中的元素及谱线未知、背景基线不确定和模型初始参数不准确是曲线拟合中的最大困难。有多种算法可应用于光谱分析中的曲线拟合。文章将遗传算法应用于永磁材料偏振X射线荧光中的重叠谱分解,研究了进化策略对谱峰分解质量的影响,比较了遗传算法与传统算法的拟合结果。研究表明遗传算法在谱线严重重叠情况下仍具有较强的谱峰分解能力;群体初始化和进化策略的正确选择是该算法成功应用的关键;遗传算法具有全局搜索能力,对重叠谱峰的分辨能力优于标准Marquardt-Levenberg算法。     

X射线光谱在文物无损分析中的研究进展

文物遗存是人们认识历史发展的重要依据,通过对它们的相关研究可以了解古人的生存方式、生产技能、人与自然的关系等。X射线光谱（X射线荧光光谱和X射线吸收精细结构谱）作为重要的无损分析方法,可以用来研究物质内部元素组成和特定元素近邻结构等信息,为文物的保护研究和价值认知等提供支撑,目前被广泛应用于各种古代物质遗存的研究工作中。对近些年X射线光谱在不同类型文物研究中的应用情况进行简要的总结和介绍。总的来看,X射线荧光光谱技术在古陶瓷、油画、青铜器的断源断代研究方面发挥了重要作用,而基于X射线荧光光谱的成分数据库建设和X射线吸收精细结构谱在文物研究相关问题的深度介入是应用实践中的难点,也应是未来研究工作中的重要课题。     

Review of in situ X-ray fluorescence analysis technology in China

In the past two decades, the in situ X-ray fluorescence (XRF) technology has been developed rapidly in China, which is mainly due to the rapid development of China's economy and the great demand for rapid qualitative and quantitative analysis of elements in geological exploration, environmental protection, and industrial process analysis. In this article, the development of in situ XRF analysis technology in China is reviewed from three aspects, namely in situ XRF analyzers, in situ XRF analysis technology, and applications of in situ XRF analysis technology. The in situ XRF analyzers are divided into four generations, and the technical characteristics of each generation of analyzers are discussed from the perspectives of X-ray excitation source, detector, electronic circuit unit, and digital signal processing. The progress of X-ray spectrum analysis, matrix effect correction, and correction of uneven effect and humidity effect is reviewed. The representative applications of XRF analysis technology in geological and mineral survey, environmental pollution investigation, cultural relic identification, and alloy analysis are introduced.     

拉曼光谱在文物考古领域的应用态势分析

对截止2015年3月拉曼光谱在文物考古领域应用的文献进行了梳理,分析了国内外拉曼光谱在文物考古领域的应用态势。从SCI/SSCI期刊库及中国知网期刊库及特刊库,检索了涉及拉曼光谱在文物考古领域应用的英文文献992篇,中文文献160篇。采用文献计量学的方法,分析了文章发表的年代分布、期刊分布、研究机构分布以及研究机构之间的合作关系、文章被引频次等状况;比较了国家地区之间研究实力的差异,国内外研究水平的差距。结果表明,进入21世纪以来,国内外拉曼光谱在文物博物馆领域的应用均显著增加,但国内与国外在文章发表数量、被引频次等指标上均尚存在一定差距。文献分析的结果同时也表明,在该领域存在着机构间、国家间等不同层面的广泛合作。以上结果可以为今后国内文物博物馆领域提高拉曼光谱的应用水平提供参考。     

天水仙人崖石窟壁画颜料层原位-无损分析研究

壁画是我国极为重要的文化遗产类型,具有极高的历史价值、艺术价值、科学价值、文化价值和社会价值。颜料层作为壁画的核心价值所在,包含古代历史文化、宗教信仰、政治经济、科学技术等多方面的信息内涵。常规的颜料层分析方法有原位无损和微损取样两种,取样分析方法虽能满足这类珍贵、脆弱文物的研究,但获取样品数量有限且会对本体造成不可逆转的损伤。综合运用数字成像以及光谱等分析技术对天水仙人崖石窟壁画颜料层进行工艺与制作材料研究。结果显示,正射影像图能够真实记录壁画当前纹理信息,色度仪可以量化表征壁画颜料的颜色,红紫外摄影可以提取可见光下不易探查的壁画绘制线稿、修复痕迹等隐含信息,高倍数码显微镜可观察壁画表面的微观形态及破损处的层次信息,便携式X射线荧光光谱仪可检测出颜料中的元素由此判断主要显色元素,高光谱采集所得数据与标准图谱比较后能够准确判定颜料的矿物种类。因此,多种原位无损分析方法的联合运用,可以减少对文物的直接干预,亦可达到对壁画颜料层认知的目的。这些非接触式的无损检测方法,可精细化研究壁画颜料层的色彩、物理、化学属性等内容,是壁画现场分析的重要手段,可在石窟寺、寺观殿堂、墓葬壁画的研究上进行推广,发挥其应有之用。     

我国X射线光谱现场分析技术研究进展

X射线光谱现场分析技术是在现场工作条件下对待测目标体中元素进行快速定性和定量分析的仪器分析技术,被广泛应用于一些大型分析仪器和化学分析方法所不能直接应用的领域。该文回顾了近二十年来我国X射线光谱现场分析技术的研究进展。从现场原位分析和现场取样分析两个角度,评述了现场X射线光谱仪的研究进展和主要技术特征;探讨了X射线光谱现场分析数据处理的关键技术问题,概括了X射线仪器谱解析方法的创新性和演变规律;介绍了我国现场X射线光谱分析在地质普查、环境污染调查、文物现场鉴定、合金分析中的重要应用;评价了国际上X射线光谱现场分析仪的研究现状和进展。提出了X射线光谱现场分析技术的研究方向,以期在更多的应用领域得到长足发展。     

商周原始瓷的EDXRF无损分析

采用能量色散X射线荧光(EDXRF)经验系数法，对江西吴城遗址出土的商代原始瓷残片中主、次量元素含量进行了无损测试，根据仪器提供的强度校正方程，用已知成分的陶瓷标准参考物求出校正系数，进行基体校正，所得结果与前人的研究工作颇为吻合。该法能满足考古样品分析的要求，特别适用于古陶瓷样品的无损检测。     

EDXRF微量元素分析在文物断源断代中的研究

能量色散X荧光分析（EDXRF）是重要的元素成分析方法之一,现已成为一种强有力的定性和精确定量的无损分析测试技术。能量色散X荧光分析（EDXRF）技术具有不破坏分析样品,并能快速进行钠（Z11）至铀（Z92）的多元素的同时分析,以及分析的浓度范围宽广,精度高等特点,因此,特别适合于进行文物材料的成分分析研究,尤其适合测试极其珍贵的古陶瓷完整文物样品分析与鉴定。文章运用该方法对选自杭州南宋官窑窑址、龙泉古窑址出土的14个样品的南宋官窑青瓷、南宋龙泉窑青瓷和现代仿古青瓷等进行了元素分析的对比研究,分析测定古陶瓷样品中胎、釉的主、次量及微量元素组成,寻找组成中的“指纹”特征元素,试图为古陶瓷文物的断源、断代研究和真伪鉴定提供科学依据。研究结果表明能量色散X荧光分析（EDXRF）是一种较理想的文物研究和鉴定的科学分析手段。     

A Date Recovery System launched for chronological studies in ancient China

Benefited from the performance of the Xia-Shang-Zhou Chronology Project (XSZP) in China and our new astronomical chronology method designed and processed for Chinese particular 60-day-cycle Ganzhi (the heavenly stems and earthly branches) date records, we launch a Date Recovery System (DRS) for ancient China. Of high analysis function, this software can recover and convert the complete or incomplete date information originally from Ganzhi style in the historical period of China to the Gregorian Calendar System, which may have wide applications in the area of literary history, archaeology and cultural relic, etc., and solve the Goldbach Puzzles of Chinese nations. As an example, we give the detailed process for the sculptures on four bronze wares with the Ganzhi data and afterwards employ this software and provide their possible dates corresponding to Gregorian system. Supported by the Tianyuan Foundation of China (Grant No. A0324673)