新疆两处遗址出土绿松石文物的成分分析和产源判别

绿松石是一种产地有限,却在世界范围内被广泛使用的珍稀宝石资源,研究绿松石文物的矿料来源可为了解古代不同地区间珍稀资源的获取与交流模式、文化传播途径、早期贸易网络等学术问题提供帮助。新疆绿松石文物的矿料来源是近年来科技考古关注的热点问题之一,目前存在中原说、波斯说、新疆说和多元说等观点。研究新疆绿松石文物的产源,其难点在于既要保证文物的安全,又要确保分析数据的准确性,同时要避免样品表面污染对数据结果带来的干扰。鉴于此,采用等离子体原子发射光谱LA-ICP-AES对新疆加依、西沟两处墓地出土的绿松石进行化学成分分析,并结合秦岭东部五处产地的绿松石成分数据,经主成分分析绘制散点图——建立产地区分模型。主成分分析结果显示加依墓地样品中有五枚是罕见的锌绿松石,其余同西沟墓地绿松石的成分相近,均含有相对较高比例的Fe和Sr。结合中原地区的绿松石成分数据对比分析,发现新疆两遗址绿松石的微量元素特征相近,以高B2O低BaO为特征区别于中原地区的绿松石样品。在产地区分模型中,代表加依墓地和西沟墓地出土绿松石的散点聚集成团,且明显区分于白河、郧县、洛南、竹山、淅川五地的散点分布区域。综上结果表明新疆东部两处遗址的绿松石制品与中原东秦岭五处绿松石矿区所产矿料的成分差异较大,鉴于近年来新疆哈密发现与两处遗址同时代的绿松石采矿遗址,推测加依墓地、西沟墓地的绿松石制品其矿料来自中原地区的可能性较小。     

初步运用LA-ICP-AES区分不同产地的绿松石

目前宝玉石文物无损,微损分析检测技术发展较快,激光剥蚀电感耦合等离子体光谱法(LA-ICP-AES)作为几乎无损的分析方法具有多重优点。尝试采用该方法检测包括辣子崖采矿遗址绿松石在内的东秦岭五处不同产地的绿松石样品,获得样品的主,微量元素数据。运用主成分模型(PCA)分析数据结果,得到3个主成分,其累计方差贡献率达84.96%。前两个主成分的方差贡献率为72.29%,确定其所对应的V₂O₅,NiO,B₂O₃,SrO,BaO,CaO,ZrO,MnO₂为不同产地绿松石的特征化学成分。经相关化学成分的对比分析发现,不同矿点所产绿松石样品在某些化学成分含量方面存在差异,且相关化学成分的比值散点图也呈现一定程度的产地聚集性,两种分析方式相结合可基本实现不同产地绿松石的鉴别。还发现某些化学成分含量存在某种程度的正,负相关关系,此现象既可以成为研究绿松石矿的成因的线索,亦可以作为样品的产地特征。研究结果初步表明LA-ICP-AES结合PCA和化学成分含量对比分析,在一定程度上具有区分不同产地绿松石的功能。     

基于拉曼光谱成像技术的铁质文物锈蚀产物定量模型研究

铁质文物是我国文化遗产的重要组成部分。由于化学性质较为活泼,铁质文物易发生腐蚀劣化。锈蚀产物对铁质文物的稳定性有较大影响,因此判断铁质文物锈蚀产物的组成特征,对于铁质文物稳定性评估具有重要意义。以赤铁矿(α-Fe₂O₃),磁铁矿(Fe₃O₄),四方纤铁矿(β-FeOOH)三种铁质文物的锈蚀产物为研究对象,采用拉曼光谱成像结合主成分回归法(PCR)和偏最小二乘法(PLS),同时结合多种预处理方法,构建了两组二元混合锈蚀(α-Fe₂O₃+Fe₃O₄, α-Fe₂O₃+β-FeOOH)的定量模型。结果表明,对于α-Fe₂O₃+Fe₃O₄二元体系,PCR和PLS算法构建模型的定量效果基本一致,α-Fe₂O₃和Fe₃O_...