敦煌_麦积山_炳灵寺石窟青金石颜料的研究

考古 �� � 年 第 �! 期 口考古与科技 敦煌 、麦积山 、炳灵寺石窟青金石颜料的研究 ∀ 王 进 玉 一 、 前 言 青金石是我国的传统玉石之一� , 其化 学组成为 � ! 、 ∀ ! #卜 , � ∃ % , &∋工( �) , ∗# + , − & . / , ∀∋ ( � ) 0 # (〕。 由于它具有美丽的天蓝 色 , 我国古代人民很早就把它制成彩绘颜料 “群青” , 通过对敦煌石窟北朝至元九个朝代 彩绘颜料的科学分析 , 历代都应用了青金石 颜料 。 为了考察青金石颜料的产地 、 来源 及 其传播途径 , 我们对敦煌石窟历代彩绘所用 青金石颜料的组成 、元素等进行了系统研究 , 并与麦积山 、 炳灵寺石窟所用青金石颜料作 了对比研究 , 获得了这三座石窟青金石颜料 的痕量元素。 关键词 + 敦煌石窟 麦积 山石窟 炳灵 寺石窟 古代壁画 青金石 颜料 分析 二 、 分析方法及结果讨论 本研究采用了结构分析 、成分分析 、亚微 观形 貌观察和微 区成分分析等多种方法 , 现 分别简述如下 。 � 一 # 1 射线衍射分析 � 2 3 4 # 以前我们与化工部涂料工业研究所合作 进行 “敦煌莫高窟壁画 、泥塑用彩色颜料的剖 析研究 ”课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 时 , 曾采用 2 一衍射为主 , 以 2 射 线荧光分析法作为辅助 , 对莫高窟 、西千佛洞 北朝至元及清代等 ∋∋ 个朝代 , ,, 个洞窟中 的红 、蓝 、绿 、白 、黄 、 黑及变成褐色的 5 . . 多 个颜料样品+进行了系统分析 , 得出了各种矿 物颜料的结构 , 其中在 (, 个洞窟的 (, 个样 品中分析出了青金石颜料6 。 此后又用相同 方法分析了甘肃天水麦积山石窟历代 壁 画 、 彩塑颜料 , 也在 7 个洞窟的 ∋∋ 个样品中分析 出了青金石颜料8 。 近年来 , 笔者在承担文化部 “中国古代青 金石颜料的来源及其生产技术研究 ”课题时 , 又在莫高窟北魏至元代 5. 个洞窟蓝色 颜 料 中选取了 59 个样品进行分析 , 分析结果全部 是青金石 。 分析仪器采用我 院保护所实验室 丹东仪器厂生产的 : 一 ,; 2 衍射仪 , 将少量 样品移至单晶硅片上进行分析 。 实验条件的选择 + 管压 + 5. <= 管流 + (.> ∃ 探测 器 + 正比计数管 发射狭缝 + ? ≅Α。 接收狭缝 + 3 ∗ )Β 5> > 靶 + Χ Δ Ε ! 分析中还使用了 Φ 滤波片和石墨弯晶 单色器 。 此外 , 国内外学者在对敦煌壁画残片及 敦煌藏经洞绢画颜料的分析中也发现了青金 石。 例如 , 原中国科学院 自然科学史研究所 的李亚东先生在敦煌莫高窟北魏 、晚唐 、北宋 壁画残片上分析出青金石Γ 。 法国国立美术 馆科学研究所曾对法国吉美博物馆藏品 Η。‘ ∋ ∋&, 号敦煌藏经洞所出盛唐绢画 《佛传图》 所用颜料进行过鉴定 , 其中的蓝色颜料也是 青金石� 。 其它如敦煌绢画 Η . Β ∋( ∋. 《普贤 菩萨》 中所用颜料的大部分矿物颜料是较稀 有而更广泛使用的青金石Ι 。 原苏联的谢尔 盖 · 鄂登堡 � ∗ ϑ ΚΛ ϑ Φ Μ Β Ν Α’Ο ϑ ? Π Δ ΚΛ # 于 ∋Θ ∋, Ρ 本研究为文化部基金资助项目。 第 ∋. 期 · 7 7 �总 Θ , ∋# · �一冲州枢一!一冲叫粗一 一次约份卜冲洲枢一一枢冲价闷叫粗一一即明一欲 一因酬冲枢一Γ一闷叫枢一)一冲胡枢一 一闷酬征一一吹一一斑卜扭山中卜脚粥拉一一闷职枢一 。一旧酬枢一 一中由护‘冲叫稚一一由袋‘冲姻枢一 龚吸抓兴 悴斌卜呱申叫今。冲洲袍 闷酬枢 扮电颧挂叭洲皿卜衷文Σ闷引躯 陌壑·晰佃叭冲歌扒洲冲Κ陌洲脸 碗冲咽今价闷叫仁 冲叫枢冲叫枢闷酬枢 刊誉框卜阵巷权价闷壑叭中巾‘闷叫题 �令# 丰冲丫嘛∋∋卜渊扭卜众毕卜佃斑‘旧诩枢 侧衷卜文牢叭牢牟嶙 ∋∋叭株阳叭褪洲雪Κ洲切叭牌夔‘冲烟瓶 球闷‘顺令闷叫八牌叫胆 �剑令�窄牟瞬 ‘恤渐‘索评由卜冲叫枢 粼阳‘中窄叭恤洲叭旧职枢 �自名!�咪织宾佘盆盆浓绷∀冈 #∃芝%囚口 。&才∋‘渭‘出叭()。)∗ 叭∋州忿的 +卜卜一曰,切芝卜团小的)口)之−.‘/的一一−。)芝叭窝叭的)0)之−∃ ‘(/ #写国的1 2的才卜‘匕才口‘助芝‘3)口才之−∃ 卜杯�遥闺的�2(刃卜价助芝‘出。小口。卜之卜/的洲古卜−口4饥芝卜昌‘的言口言之−∃ 卜/的+卜 仍。& ‘工臼卜切芝5出小3 ‘比0卜讨之‘工∃ ‘一3 �川写白阁� /卜‘‘匕户切芝‘出‘的苗价0出‘6叭工∃ 5一仍/卜‘工口‘切芝‘出‘( ‘川。卜月6‘工.‘+的/卜‘70,芝‘窿‘的‘80‘8之‘工.‘∋的 �臼冈国�咪织劣卞 奴粼嘟布9冈 咪织余弃葬摄田姻椒犷崛侧扣戮娜 一习琶一之断兴 琴十或协法拓旧岌卜卑卜浓卜场酬摇:擎十权袄画月坦二不召卜彭卜场澎任 体州墨十夏摄翻架 皿叙朔攀十葺长架酬 邢冥各冲国任胡长胡自丹 毅十橄,袱日辑烈翰廿浓彭卜场断健 没十短酬 端拭理真架水髦斓旧摄塑白,恶 鸳十储瑙澎翻以习六烟仍丸妇垢抢吕 易田 以樱 ; 服洲 以州 水绷 以洲 以樱 < 服目 < 嗽洲 《目 从绷 赵目 以樱 以樱 《洲 七笔 牌然 = 架照 若然 材麒 解然 尝裁 拐韶 架耀 架愁 架 锹 旧髯 日骡 写骡 题愚 烟中 糖拭 男 乌 写 写 舅 写 移欠 暇级 目仍 民 三 资 霭 闪9卜工州9卜工 9形 转口吕的 · < 艺 · > ? #总 ≅ Α Β 1 · 考 古 8 Ι . . . . . . . 皿史产冲烟艇 Τ邢堪 田明枢冲酬枢冲叫狈冲旧 枢姻叫枢 或史卜闷叫枢 冲招他泌招艇闷洲枢 中享卜冲州仁 闷牌胡 冲粥硕 烟胆艇 中衷叭冲叫躯中哀小旧招胆 以令崛申叭球咚?旧叫枢闷电叭恤翻‘侧寨叭闷叫胆 洲雪褪叭冻冲‘申电‘牌躯叫乞‘冲谓枢 粼冲‘申巾‘冲奥啊乞叭冲酬枢 中巾叭闷电。沁叫枢 Χ叫雪框价旧电价扣扭噢世1闷州枢 扭牢价中∋甲评 卜由史叭旧叫枢 闷夔价探牌。田留仁闷酬枢 冲史 叭旧跳权叭渊冲啊令叭中∋习∋屏川扒冲稍枢阵蕊袂叭闷电卜渊闷‘巾助叫令卜脚州椒 斌冲Δ文斑卜电份甲∋屏 卜闷招粗 斌闷价陌舰赌今卜冲招殉 翔闷貂今十幼顺卜蓑阵匆卜州壮牌 必哨价洲叫旧乞。闷州壮 文车叭牌叫枢 翻但卜嗽印絮冲胡谁 #况闰的1二的 ‘/卜‘。山卜工口‘助芝‘日‘的月‘0比‘么‘工∃ ‘+的/卜‘。&‘ Ε ‘,国‘窝‘(‘璐Φ‘8之‘工.‘一( #足国的12的 小/卜‘。吸5工0‘切荟‘出‘的‘怕口‘峭6‘工∃ ‘/的 �∃芝%巴 &( ‘+卜5。岛‘切遥5出‘(‘80‘目之‘工.‘/的+卜‘乌才口‘助艺‘叼‘仍比‘0才Γ−∃ 卜/伪 +卜‘工0‘切芝5义‘的。%0月‘Γ‘工∃ 5/的 �芝国的�2的‘&的 。‘山−妙‘切遥。窝‘的‘旧曰卜8之才∃ ‘/的 �阅芝山国� 2的古的言9‘臼卜比芝‘窝才臼心仍 /卜‘妈−口‘切荟仍出卜的)0)Γ−∃省叨 �侧芝%闰� 卜‘陌户切芝‘出)口)Γ−∃刃仍 �曰减阁的� 2呱+卜−& 卜切芝‘窝)妙ΗΓ−∃ 卜厉 �拭州拭氏国Ι 2的仍&的‘+卜价比甲斌的窝卜叨5州奋卜工∃ 卜/的一一才0‘切芝叭出‘(才妙才Γ−∃卜+叻 一卜Η山−却卜切芝卜留‘的才0)Γ−∃ 卜+的 墨十本关深锐援戈卜 卜革十∋吕健瞥兴 兴尽艳找泛 里二件 一草码场双卜瞥短 足得裕他柳/寡架碑袄尽白,县 以阴 以撰 宋圳 泛召 日易 =钾匡 架 履 召霞 晕 = 另 瓷 蔫 一一一⋯ 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 州州州 盆盆 举举 迷迷迷迷 匝匝 鬓鬓 锻锻一一一 心落落落 十十 十十 十十十十 刊刊 十十 卜卜生生杜杜 、夕夕夕 弓弓 嗽嗽 血血血血 口弓999 令令 架架 夸夸,门门 ϑ 、、、 、Κ习习 户ΛΛΛ ΜΝΝΝΝΝΝΝ 乙乌乌 刁### 丽丽 宁宁宁 诀诀诀 , ,, 毅毅 映映映映 芍芍 躲躲 褪褪夏夏夏 水水水 豁豁 工孚孚 撅撅撅撅 窿窿 丰二二 翔区区 兴兴兴 鉴鉴鉴鉴 Μ二二 长长长长 倦倦 目目 瞰瞰努努努 谭谭谭谭 广 ,, 岌岌岌岌 翎口口 卜卜 户刁刁 二二二口口口口 瓣瓣 气卜卜卜卜 夏夏 尾尾 瓣瓣遨遨遨遨遨遨 国国 轶轶轶轶 僵僵 − 』』 帐帐凸凸凸凸凸凸 性性 彭彭彭彭 袄袄 州 ,, 斟斟 翻翻翻翻翻翻翻 困困困困困 酬酬酬翻翻翻翻翻翻翻翻翻翻翻翻翻兴兴兴 兴 ∀ 健 <<< < 娜 < 援 < 惬惬 调调∀∀∀∀∀ = = 888 厂下不 = Ο Ο = 8 ⋯ = 8 8 二 −−−−−===耀 =侧 ⋯谓 <酬溯 <卧摆 <梢 <那那 脚 <米判 ”润 =术判 珑牌牌 === ∀ 9 = = = === 一一一丁一一一一一===架田 <架四 =鲤笔 =鲤笔 <鲤丫 =婴笔 <”” 邂丫 =‘笔 鲤笔笔 尽 题题 尽也也ΠΠΠ 9— 一— 9——— 8 999999。。⋯Θ ⋯。。 鸯鸯第 Ε 期 · > , #总 ≅ Α Κ 1 · 雾鸳 织 米 ! 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Β. . (. Β . . ,.刀. ⎯.Β .. 图一 西千佛洞北 魏 , 窟 青金石颜料 2 3 4 谱图 _ Υ。 Υ。 Υ% Ζ_孤+篇ΞΞ浙∋Β ∋#Ξ + + + + + 葬+ (. . . ,. Β. . ⎯ . .. 图二 莫高窟西魏 , 5( 窟青金 石颜料 1 3 4 谱图 第 ∋. 期 Β 9 5 Ω总 Θ ,7 # · 中唐 、晚唐& 、五代 、北宋 、西夏 、元历代彩绘艺 术品中都应用了青金石颜料 , 而且大部分彩 绘中都是单独使用 。 尤其是北朝至隋代用量 较多 , 颜料质纯色艳 ∋ 唐代以来用量则较少 , 并与铅颜料等调合使用 、 由于其中混人杂质 和其它颜料 , 听以颜色呈现深浅不同的几种 色调 。 图一一五分别是敦煌西千佛洞北魏第 # 窟 、莫高窟西魏 (% ∃ 窟 、盛舍 ∃肠 窟 、五代� !! 窟 、 元代 � 窟壁画所用青金石颜料的 ) ∗ + 谱图 。 谱图中的横坐标为衍射角 ,∃! & ,二纵坐 标为序秒脉计数 。 当 ) 射线通过晶体时 , 每 一种晶体物质都有 自己独特的衍射图谱和衍 射数据 , 这些特征以其反射面网间距 − 值和 ∃ ! ! ! ! 、! ! 图三 莫高窟盛唐 ∃ ! # 窟青金石颜料 ) ∗ + 谱 图 叻已 . ( / 0!1 的 加1 !! (! 1!! ! 1 !! 图四 莫高窟五代 � !! 窟青金石颜料 ) ∗ + 谱 图 · 2 ( ,总 � ( 2 & · 考 古 一识两3 肠伪叭∋ Β Ε Ε Ε Α Ε Ε 0 ΞΕ 8 Ε Ε 图五 莫高窟元代 Ξ 窟青金石颜料 ! Ψ Ζ 谱图 表二 西千佛洞第 Τ 窟 ! Ψ Ζ 数据 峰峰号号 面间距距 恐氰氰 衍射峰峰 峰宽度度 相对强度度666 ΕΕΕ Β一 [ ∴ 5 ] ⊥⊥⊥⊥⊥ % # 入111 _ 5 ⊥ ⎯ α Ω % ] ∴∴∴ ; β 9。。 Β 8 Τ ΞΞΞ ? ΚΚΚ > 。 Ε 斗 999 水 χ χχχ Β ΒΒΒ ΒΒΒΒΒ Κ 8 ??? >??? Ξ 8 Α 水 χ χχχ Β ΕΕΕ ΚΚΚΚΚ Β Ε 。 > ΑΑΑ ? 999 Α 8 Β > ≅≅≅ Α ΒΒΒ Β ΑΑΑΑΑ Β Κ 。 999 ??? Κ 。 ? Α >>> Α ΤΤΤ Κ 999 ΤΤΤΤΤ Β Κ 。 ≅ ??? Κ ?ΤΤΤ Κ > Φ >>> Α ΤΤΤ Ε ΕΕΕ ΞΞΞΞΞ Β Α 8 ΤΞΞΞ Β≅≅≅ Κ 8 Ξ Β Α ??? ΚΚΚΚ >>>>> Β Ξ 8 ΞΞΞ Β ?ΒΒΒ Κ Κ 斗吕吕 Α ??? >ΚΚΚ ????? Β > 8 ??? ≅ ΕΕΕ Κ Β > ??? Α ΤΤΤ Β ΚΚΚ ≅≅≅≅≅ Β> 8 > ΑΑΑ ≅ ,, Κ 8 Β ΚΚΚ Α ΒΒΒ Β ΤΤΤ 999ΕΕΕ Β ? 8 ΑΑΑ > >>> Κ 8 ΑΑΑ Α ΒΒΒ Β ΕΕΕ −−− 999 Β ≅ 。 ΞΞΞ ? ΞΞΞ Κ 8 Ε ΞΞΞ Α ΤΤΤ Β ΒΒΒ ΒΒΒ Β ≅ 。 ≅ ΒΒΒ > >>> Β 8 ≅ ? ΚΚΚ > ??? Α ΞΞΞ 999 ΚΚΚ Κ Ε 8 Α ΑΑΑ Ε >>> Β 。 ≅Κ ΑΑΑ Α ??? Β ??? 999ΑΑΑ Κ Ε 。 ≅ ??? Β ΚΚΚ Β 。 ? ? ΑΑΑ Τ Τ ΤΤΤ 999ΤΤΤ Κ Α 8 ΒΒΒ ≅ >>> Β 8 Ξ ≅≅≅ Α ΤΤΤ , ΞΞΞ Κ Α 。 > ΑΑΑ ? 999 Β 8 , ??? ΚΚΚ Β 999 999>>> Κ ΤΤΤ Ε >>> Β 8 Τ Ξ 峪??? Β ??? 第 Ε 期 · ? , #总 ≅ 峪, 1 · 续表二 峰峰号号 面间距距 强度度 衍射峰峰 峰宽度度 相对强度度444 !!! ∃ 一5 6 7 8 999 :; 8 7 ;;; −,入&&& < 7 9 = > ?− 8 666 :≅ :。。 333222 % # 。 ΑΑΑ � (((( ∃ 1 # � %%% % ΑΑΑ 333��� % 1 � 222 Α ,, ∃ 。 ( ∃ 222 % ��� 3 ��� ∃∃∃ !!! % Α 。 � ∃∃∃ Α 333 ∃ 1 %ΑΑΑ % 3222 ∃∃∃ 333 % 2 1 % ∃∃∃ Α ∃∃∃ ∃ 1 % 斗 ( ∃∃∃ 3��� ∃∃∃ ∃∃∃ % � 1 � ∃ 1 ∃ ΑΑΑ % ��� ∃ 乡乡 ∃∃∃ %%% 斗� 。 # 222 2 333 ∃ 1 �ΑΑΑ 斗### ∃ 333 ∃∃∃ ((( ( ∃ 1 ∃∃∃ �! 222 ∃ 1 �% ��� ( 222 ∃ 222 ∃∃∃乡乡 斗∃ 1 # ∃∃∃ � %%% ∃ 1 �∃ ((( % ∃ ((( ∃∃∃ ( % 。 �222 �ΑΑΑ ∃ 1 ! � %%% %%% ∃ ### ∃∃∃ ΑΑΑ ( , 1 ! ∃∃∃ 2ΑΑΑ ∃ 。 ! � ∃∃∃ ( ### ∃ %%% ∃∃∃ 222 # � 1 % ∃∃∃ Α ∃∃∃ � 1 Α Α 222 , 333 ���� ∃∃∃ ��� # 。 2222 2 ### � � ΑΑΑ ( 222 ∃ ∃∃∃ 表三 敦煌壁画颜料与青金石 、透辉石 ) ∗ + 数据对比 33333 ∃∃∃ %%% ((( ((( % ∃ 窟窟 西千佛洞 , 窟窟 青金石石 透辉 石石ΒΒΒΒΒΒΒ Χ < + Δ � Α一 Α ( ��� ΒΧ < + Δ � �一 弓((( −−− , ; Ε & :≅ :。。 − ,; Φ; & :≅ :。。 − ,; Ε & :≅ :。。 − ,; Ε & :≅ :。。 !!! 1 ( % ! �!!! ! 1 ( � � ∃!!! ! 1 ( % ! ( !!! ! 1 % %# � ��� !!! 1 % Α � � �! !!! ! 1 % Α ! Α �! !!! ! 1 % Α � �! !!! ! 1 % ∃ % ∃ ### !!! 1 % % 斗2 ( ,, ! 1 % % ( 2 Α%%% ! 1 % ∃ � � ! 1 ∃ � � � �! !!! 刃刃 。 %∃ ∃ # �咯咯 ! 1 % ∃ Α 2 ∃ %%% ! 1 ∃ 2Α ∃ ( 乡乡 ! 1 ∃ � # ∃ ∃ ### 幻幻 1 ∃ � � % ��� ! 1 % ∃ �% ∃ ### ! 1 ∃ ∃ ∃ 2 !!! ! 1 ∃ 2 � % % !!! 习习 1 ∃ � ( ��� ! 1 ∃ � 2 % ( ! 1 ∃( ∃ Α � ! 1 ∃ # ∃ !!! !!! 1 ∃ 2 2 ∃ % ∃∃∃ ! 。 ∃ �% ( ∃ 222 ! 1 ∃∃ Α ∃ ∃ ### ! 1 ∃ # ∃ 2 ( !!! 习习 1 ∃ ∃ � ( ((( ! 1 ∃ 2 2 ( # ### ! 1 ∃ �耳� % ##### ‘‘! 1 ∃ # % ���� ! 1 ∃ �� # ������� !!! 1 ∃ #∃ ! �((( ! 1 ∃ 乡 � ∃ 2222222 !!! 1 ∃ (∃ 2 � ,, ! 。 ∃ # �% % ΑΑΑΑΑΑΑ !!! 1 二∃ , ! � !!! ! 1 ∃ ( ∃ 2 � ������� !!! 。 ∃ �( ∃ ∃ ### ! 1 ∃ ∃ Α ! ∃ ####### !!!!! 1 ∃ � % � ∃ 2222222 反射线相对强度 :≅ :。来表征。 表二是西千佛 洞北魏第 # 窟青金石颜料的衍射数据 , 表三 是西千佛洞第 # 窟 、 莫高窟 (% ∃ 窟颜料样品 和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 物质青金石 、 透辉石的衍射数据 。 从 这两个表中可以看出 , 颜料样品的主要数据 大都与标准物质吻合 , 其中透辉石是青金石 矿物中常见的矿物之一 。 谱图中的其它峰大 都是青金石颜料中混有其它颜料或杂质的特 征峰 , 这些物质均列于表一的 ) ∗ + 一栏。 ,二& ) 射线荧光分析 ,) ∗ Γ& 1 ,总 � # ! & 考 古 、、 “只 月月月月月曰 润1 1 门 1 1 1 1 1 口白白 333 Η 一一一一一 一1 1 曰口口气111七七‘‘‘‘‘ 一一 , 一一 ‘ΙΙΙ 卜ϑ Ι Ι 一 3333333ΒΒΒ一洲竺竺甲甲甲一一一 誉轰0∃!Α诩珊川川��∃邹,,, 伪 1 翔 � 亏 二岌∋ΗΚΛ叁牛 !丁3邢寸丁丁丁的翻引拟翻以邸 的的�!��Μ�%1且,通Β:11∋,以9 一一炭炭δΟ Ο ΟΟ Ο Ο Ο Ο ΠΠΠΠΠΠΠΠΠ卜卜卜卜卜卜卜卜卜一一一一一一一一叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫叫 「「「「「「「「「「 ϑ一 ϑϑϑ 卫竺里二二留 Λ ‘‘‘888万一 了一二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二卜卜卜一一ϑ 一一叮叮叮叮叮===一 ΓΓΓ δΟ Ο Ο Ο 一二二二二 < ====== Ο Ο了 Ο 二二 7 Ο Ο 一一一一 一一 价朋动卯们公们 过去对敦煌石窟彩绘颜料的分析 , 主要 是判断其结构 #物相 1 。 所以 , 大部分颜料不 做 ! Ψ ε 分析 , 只对一些用 ! Ψ Ζ 分析尚不 能完全判断结构的物质以 ! Ψ ε 分析作为辅 助手段 , 分析一些主要元素 。 本课题研究中 不仅要知道 颜料的物相组成 , 更重要的是要 了解青金石颜料所含元素 , 进而通过不同手 段探明其中的微量元素 , 以便确定青金石颜 料的来源和产地 。 实验条件的选择 Η 用我院保护所实验室 日本理学 Κ Ε > Ε 型 ! 射线荧光分析谱仪 。 管压 Η ΑΤ ⎯. 管流 Η ΑΕ φ γ 探测器 Η 正比探测器 # _Ν 1 用于分析样 品 中所有的轻元素 ) 闪烁探测器 # 3Ν 1 用于 分析重元素 。 分析晶体选择 Η _η [ 、 [ γ 、ι 5 、 δ; ε 靶材 Η 钨靶 光 9同Η Κ Ε Λ (φ φ 由于青金石颜料成分复杂 , 元素 较 多。 如果按照仪器的正常程序进行全元素 分 析 , 样品中没有的元素也在谱图中以空白 出 现 , 这徉每个样品的谱 图太长 , 同时浪费分析时 间。 为了解决这一问题 , 我们选择有代表性 的 青金石矿物及颜料样品 , 以正常程序进行 分析 , 由此确定出青金石颜料洋品中所含的 所有元素。 将青金石样品的已知元素输入仪 器计算机 , 然后按照自编程序进行诸元素单 独分析 , 这样可大大节省分析时间。 表一列出了! Ψ ε的分析结果 。 图六一八 分另 =是莫高窟北魏 ΒΞ Ε 窟、 北周 Β ≅ Ε 窟、 初 唐 Β Ε≅ 窟青金石颜料的 ! Ψ ε 分析谱图 。 其 中纵坐标为各元素峰的强度 , 横坐标为角度 , 各元素的顺序是以元素含量多少 #即峰的强 度 1来排列的 。 从图七 、八两张谱图上可以看 出 , 组成青金石的主要元 素 3Ω 、 γ9 、 6 。 、 ϕ ⊥ 、 3 、 ς 的峰都 比较强。 唯图六中这些元素的强 度则比较弱 , 从表一可 以看出 , 该样品中其它 物质较多 , 青金石的含量较少。 以上三个样 β Ε 介# 4今 Ν9 8 心 粼粼&翔9’Ε#1 一一一一< 一一<<<=== 一 κ一Λ , 一一一一「「「ϑ ϑ ϑ一一 ‘‘‘‘ΟΟΟΟ λλλλλλλλλ ΗΗΗΗΗΗΗΒ , 七匕 ‘一一一二二二二二一 ‘‘ 一 」」, ϑ ϑ ϑ ϑ一一「一 Λ 一 “ ϑϑϑ 一一 气 ==== =====ΛΛΛ 一灸之之落选二止⋯一 88888瓜瓜瓜 8 一耳二二一二二二「「「「一Ζ一一 「ϑϑϑ 月卜卜卜ΨΨΨ ;;;一一髻髻髻髻髻菠菠菠一一巨乡ϑϑϑϑϑϑϑ 888 Λ—一ϑ 一一 一 888888 8 叫 8 闷 8 8 一卜, 月 8 口8 8 8 , 脚 8 888 8 9’’ δΜ ΜΜΜ Β ΕΕΕ Α 〔〔Ξ 〔〔〔 地 8 拖 那犯ΤΑ”“Τ>绍?Α 城 池 寸斗榷科习耳箭⋯不” ’“ ?>ΑΒ叼ΑΑ朽Α>ΑΞ刀 图六 莫高窟北魏 Β ΞΕ 窟青金石颜料 Σ Ψ ε 谱图 第 Ε 期 · ? > #总 ≅ Τ 1 8 湘 ∃ # , ! � 」∃ 下 , 、 Χ 日! � ∃ , 1淤厚 . , , . 恤% 而几 � ! 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Τ 卜边 容‘ 沂一二三 石 一心 翻Δ哪 3 Δ 一 ς日 。一信一矿厂; ϑ 卜 Ο 门 一 一一, 。厂几龙 幻朋 你叭Η =一一Α气汽‘勺卜 发 ς8 Β‘谧一一 沛沂一一一∋Β , 5 业∀9π日9刁5(5(‘飞卜Γ勃 图七 莫高窟北周 Β知窟青金石颜料 ! Ψ ε 谱图 图八 莫 高窟初唐 ΒΕ ≅ 窟青金石 颜料 ! Ψ ε 谱 图 · ? ? #总 ≅ Τ Β 1 · 考 古 品中 Γ7 的含量也不泪同 , 图六较多 , 图八 次之 , 图七则很少 ∋ Σ� 的含量图七较多 , 图 六次之 , 图八最少 ∋ Τ Υ 的含量图八较多 , 图 七次之 , 图六为微量 ∋ 三个样品的 5? 元素都 见有微量 , ΔΦ 则都没有 。 ,三& 质子 ) 荧光分析 ,Ν :) ς & 该方法也称粒子感应 ) 射 线 发 射 谱 。 <3 Ω ς 利用 Τ 7Ξ 粒子束激发产生 Ω 射 线 , 并采用能量 ,或波长& 色散光谱仪来进行测 量 。 因而 , <: ) ς 可 以对洋品的化学成分进 行定量分析 。 在表面分析 中 , 由于基质 ) 射 线等因素的影响 , <: ) ς 的 检 测 限 ,Ψ . + & 受到了一定的限制。 对于轻原子元素 ,Ζ 镇 [3 & , Ψ Ο + 一般为几个 << Ε ∋ 而对 于 中 等 质量的元素 ,5? 簇 Ζ , ∴ 7 & , [� 吸收器的 厚度在测量中起着决定性的 作 用 , Ψ . + 为 �! Ι 3 , ΞΝ Ε ∋ 当 ] & ( ! 时 , 由于基质 ) 射 线影响减少 , 所测量的 检 测 限 Ψ. + 可 达 �Ο Ν Ν Ε α 。 βΑ 1 Η 是基于小加速器的一种很有用 的 元素分析方法 , 它的主要优点包括灵敏 、 无 损 、快速 、多元素同时分析 、 各元素的灵敏度 相近 , 需要的样品量少 �只要 ∋. 一 ∋( 克就足 以 分析 # 、可在大气 中分析样品等 。 利用它的这 些特点 , 可以对颜料的化学元素成分进行大 量的系统分析 , 建立颜料主要 、 次要以及微量 元素的组成模式或颜料的 “指纹元素 ” 数据 库。 由于制作颜料所用的原料总与一定的地 域地质条件相联系 , 借助于数据库就可以对 原料的产地作出相应的判断或分类处理 χ 。 我门在复旦大学物理二系加速器实验室 质子微束组对敦煌莫高窟 、炳灵寺 、麦积山石 窟及青海乐都瞿昙寺等几个不同地区 , 十余 个朝代的 ∋9 个青金石颜料样 品 作 了 β% 2 Η 定性定量分析 。 使用的质子能量为 ( Β ∗] ϑ δ 。 对于痕量元素 , 分析误差 在 巧 多 左 右 / 对 于主量元素则优于这个值Ι 。 图九一一一分 别是北魏 (⎯ . 窟 、西魏 (斗Θ 窟、北周 (Θ . 窟的 βΑ 1 Η 分析谱图 。 �四 # 扫描电镜 � ∗Η] # 及其电子 探 针 微量分析 � Η β] ∃ # 应用 ≅Η] 对敦煌 、炳灵寺 、麦积山石窟 青金石颜料的显微形貌 、晶粒或晶粒的大小 、 晶界情况 、物相组成 、晶相及杂质的分布状况 作了观察 , 并对样品形貌及全元素作了定性 分析 。 同时应用 Η β] ∃ 对颜料样品的微区 作了元素定性分析。 分析采用 日本岛津公 司 生 产 的 Η β] Ψ ≅Α Ν; 电子探针 。 工作条件为 / 分辨率 + ∋.. ∃ 加速电压 + (. < δ 二次电子检测器 从 ∋9 个样品的形貌像 �均放大 &. . 倍# 可以明显看出 , 由于每个样品所含杂质不同 , 颗粒大小有异 , 所以各 自的微观形貌无一雷 同χ 。 这里仅举一例加 以讨论 , 图版柒 ∋一⎯ 、 图版捌 ∋一⎯ 是莫高窟 (ε 窟样品的形 貌 及 元素像 , 该样品中含少量石英 、云母 , 形貌图 像中大都是大小不同的青金石的颗粒 , 元素 像中白点越多 , 说明该元素含量越多 。 敦煌石窟 ∋,个样品的形貌及全元 素 定 性分析结果列于表一的 2 3 Μ 栏内 , 以便与 1 3 4 、 βΑ 1 Η 分析结果相比较验证 。 从这些 样品元素的对比中可以看出 , 虽然大部分样 品所含元素大致相同 , 但各样品诸元素的含 量仍有差别 。 这在 β以 Η 定量分析 中 得 出 了满意的结果φ 。 从 ∋⎯ 个 Η β] ∃ 元素定性分析结果 � 见 表四 #来看 , 分析 出的样品比 ∗ Η] 面分布较 少 , 这是因为样品中只要有微量元素存在 , 就 能获得电子相 , 而微区面分析则需要一定的 含量才能分析出 来 。 ∗Η] 与 Η β]∃ 分 析 的主要收获是在甘肃三座石窟及青海瞿昙寺 青金石样品中分析出了 γ ? 、≅Π 元素。 为了对前列三座石窟青金石颜料所含元 素进行对比 , 我们把北朝时期这三座石窟颜 料的元素分析结果列为表五。 由表五中可以看出 , 经 β% 2 Η 分析的元 第 ∋. 期 · 9 Θ �总 Θ &5 # · �护 矛� # # Σ9 口 / Η 月 月 �!1 卜 49 �护 口口!! <⊥ < ⊥ �护 Ψ土 一 ϑ 去. 以刀 叭山 。、八 ,八1奴立姆 �泌 Ζ7ΟΧ6 9 ; ; 7 3 图九 莫高窟北 魏 ∃ ! 窟青金石颜料 <: ) ς 谱图 �护 名? ( ! ! 士! ‘ 址 4 认 % Χ9 ΧΨ / Χ礴 介 取八Χ Φ Κ、 功加价昌.Ν 人Θ _ < ⊥�护 ⊥日归油<六曰‘�⎯一 1陇唯“一. <⊥ 记乡甘 # ! � # ! Ζ 7 Ο ∃ # ! Χ 6 认几 Π α7 3 图一. 莫 高窟西 魏 ∃( � 窟青金石颜料 <: ) ς 谱图 � ! 1 % 汤! 浮% ∃ ( ! ! 姐 4 9�! 1 # Χ9 Χ: / 八 Γ7 Θ甲口口!! � ! 1 < ⊥ 0 ! ! Ψ . 划 功灵几刀 八同叭 Χ β ‘’_ Ν ⊥呱、 1 , 1 !1 ‘ [”优1 0 1 二 1 曰1 0 Λ ” ‘粉军哭二解上监五� ! ! � # ! ∃ ! ! ∃ # ! % ! ! % # ! ( ! ! Χ 6 9 ; ; 7 3 图一一 莫高窟北周 ∃ �! 窟青金石颜料 <: ) ς 谱 图 表四 青金石颇料电子探针定性分析结果 窟窟窟 朝朝 ��� ∃∃∃ %%% ((( ### ΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑ号号号 代代 5 ??? Δ??? /// !!! Τ ΥΥΥ [ 333 ΔΔΔΔΔ ��� 55555555555555555 ??? Δ 333 /// Τ ΥΥΥ [ 333 Χ 999 Χ βββββ 4 999∃∃∃ # ΑΑΑ 北魏魏 Χ 999 5 ??? Δ ??? Τ ΥΥΥ [ 333 Γ 777 Χ βββββ Ζ ;;; ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ 999 Δ ??? ... 4 999 Τ ΥΥΥΥΥΥΥΥΥ 4 999 麦麦 � % %%% 北魏魏 5 ??? Δ ??? ............... 55555555555555555 ??? Δ ??? /////////////// 麦麦 � % ### 北瑰瑰 Χ 999 5 ??? Γ 777777777777777 ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ 999 5 ??? Γ 777777777777777777777777777777777 ∃∃∃ 2 222 西魏魏 5 ??? Δ ΩΩΩ /////// [ 333 Γ 777⋯全全 5 ???ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ 999 5 ??? Γ 777777777777777 Χ 999 /// Γ 777 Δ ⊥⊥⊥∃∃∃ � 北周周 Χ 999 5 ??? Δ ??? Τ ΥΥΥ [ 3333333 [ 33333 ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ 999 ΔΔΔ [ 333333333333333333333333333 Χ βββββββββ ((( ∃ 222 北周周周周 Γ 777 ... Τ ΥΥΥ [ 333 4 999 Χ 999 Χ 999 ΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔ ??????????????? < ⊥⊥⊥ /// Τ ΥΥΥΥΥΥΥΥΥ麦麦 %%% 北周周周周 Δ??? Χ βββ Δ ??? Τ ΥΥΥ [ 333 !!! Τ ΥΥΥ /////////////////////// Δ ]]] ... ΔΔΔ 4 999 Τ ΥΥΥ ///%%% ! ∃∃∃ α清清清清清 Τ ΥΥΥ [ 333 /// !!! Τ ΥΥΥ Δ ΦΦΦ ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ βββ Δ ??? [ ::: Χ βββ [ 333 Ζ ;;; ((( ∃ΑΑΑ α着着着着着 /// Τ ΥΥΥ Ζ 0��� ... Δ ΦΦΦ /// ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ βββ Δ ??????? Γ 777 [ 333 %%% ∃ ��� 初唐唐唐唐唐 Χ 8??? Δ ????????? Χ βββ ///////////////////////// ......... Χ 999 麦麦 乡乡 初唐唐唐唐唐 Τ ΥΥΥ [ 33333333333 ......................... Τ ΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥ ��� ( 222 盛唐唐唐唐唐唐唐唐唐唐唐 ∃∃∃% ��� 中唐唐 Χ 999 5 ????????? ... 4 9999999 ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ 999 5 ????????? 4 999 Τ ΥΥΥΥΥΥΥ##### 五代代 Χ 999 5 ????????? Γ 777 ....... 55555555555555555 ??? Δ ????????? [ 333 ΔΔΔΔΔΔΔ %%% Α 222 北 宋宋宋宋宋宋宋宋宋宋宋 %%% � !!! 西夏夏夏夏夏夏夏夏夏夏夏 窟窟窟 朝朝 ��� ∃∃∃ %%% ((( ### ΑΑΑ 222 ���兰⋯毛⋯二二备 注注号号号 代代 5 ??? Δ??? /// !!! Τ ΥΥΥ [ 333 ΔΔΔ Γ 777 4 999 竺Κ一Κ一一一55555555555555555 ??? Δ 333 /// Τ ΥΥΥ [ 333 Χ 999 Χ βββ ... Ζ ;;; 全⋯二⋯二二二二二二∃∃∃ # ΑΑΑ 北魏魏 Χ 999 5 ??? Δ ??? Τ ΥΥΥ [ 333 Γ 777 Χ βββ ... 4 9999999