广西窑田岭窑出土北宋瓷片胎釉化学组成研究

□ 郑琳 赵志强 张鋆

广西窑田岭窑出土北宋瓷片胎釉化学组成研究

□ 郑琳 赵志强 张鋆

利用能量色散X射线荧光、激光剥蚀电感耦合等离子体原子发射光谱技术和超景深三维视频显微系统，对广西窑田岭窑出土北宋中晚期的瓷片胎釉进行成分分析和微观形貌观察。显微观察显示，样品胎釉结合不够紧密，瓷胎有杂质颗粒，釉层较薄。成分分析显示，样品的胎料具有高硅低铝的特点，可能来源于含钾量较高的一类瓷土；瓷釉为以草木灰作为助熔剂的钙釉。通过与同时期耀州窑瓷器胎釉成分的比较，发现二者虽在器形和装饰风格上相似，但瓷器用料、工艺存在显著差异，研究为深入探讨广西窑田岭窑瓷器的工艺特征和产地提供新的资料与信息。

窑田岭窑 青瓷 能量色散X射线荧光 激光剥蚀电感耦合等离子体原子发射光谱

一、引 言

广西地处中国南疆，是历史上中国与东南亚国家之间物质文化交流的重要区域。宋代是中国制瓷业蓬勃发展的重要阶段，这个时期海外贸易繁荣，为适应外销的需要，增大瓷器等物品的出口，东南沿海地区的制瓷产业迅速发展起来。广西凭借独特的边境地理位置，形成了其经济发展史上的一个高峰，制瓷业得到了有力带动[1][2]。广西北部的桂林地区山多林盛，原料丰富，成为这一时期广西地区主要的制瓷集中地。本文瓷片的来源地——窑田岭窑即为其众多窑口之一。

窑田岭窑位于桂林西南部，永福镇南雄村方家寨至广福乡龙溪村大屯之间长约6公里的洛清江两岸缓坡岭上。2010～2011年，为配合湘桂铁路扩能改造项目永福段工程建设的需要，广西文物保护与考古研究所、桂林市文物工作队、永福县博物馆联合对窑田岭进行抢救性发掘。此次发掘出土大量瓷器，器类主要以碗盏为主，还有腰鼓、盘、碟、罐、壶、灯台等；釉色以青釉为主，也有酱釉和铜红釉；装饰纹样多印花，少量刻花、贴花和彩绘。根据窑址的形制、瓷器的印花风格以及明确的纪年器物等相关信息，推测其年代上限为北宋中晚期[3]。

目前，已有诸多学者对永福县窑田岭区宋代窑址出土的瓷器进行了研究[4-6]，他们的研究成果表明在器形和装饰风格上窑口主要仿烧耀州窑青瓷；在制作工艺方面主要为整体拉胚旋削技术；施釉方式采用浸釉和荡釉技术，少量刷釉；烧造工艺主要采用仰烧法，部分使用匣钵套烧。需要指出的是，前人的这些研究工作主要是从宏观传统考古学的视角来进行研究，完全可以通过对器形和窑址的观察得到可靠的结论，但仍然缺乏微观方面诸如瓷器化学成分组成及微观形貌特征等方面的佐证。有鉴于此，本文选取具有代表性的八件瓷片样品作为研究对象，采用EDXRF、LA-ICP-AES以及超景深三维视频显微系统进行成分和显微结构分析，研究这批样品胎釉的化学组成和微观形貌特征，为进一步研究广西窑田岭窑瓷器的工艺特征和产地判别提供新的资料与信息。

二、实验部分

（一）样品介绍

本研究共选取八件瓷碗残片，这些样品胎体有明显沙砾，断面不平整，碗盘有粘砂、露胎不施釉现象，样品概括详见表1。

（二）微观形貌观察

样品的形貌观察采用西北大学文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室的超景深三维视频显微系统，仪器型号为日本浩视公司生产的KH-7700型。实验主要使用金属卤素冷光源在50～200倍率下对玻璃珠样品进行观察。部分样品照片见图一至图六。

（三）胎釉的化学成分分析

实验中一部分样品的化学成分分析采用能量色散X射线荧光技术（EDXRF），在西北大学文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室进行。实验测试条件：X光管为细焦斑Mo靶，输入电压为30kV，测试电流为900μA；空间分辨率为0.2～1.5mm；元素检测范围为Na（11）～U（92）之间；实验过程中通入氮气，每个点的测试时间为300s。

实验另一部分样品采用北大考古文博学院的LEEMAN-LABS公司产PRODIGY型全谱直读ICP-AES。实验测试条件：激光波长266nm；激光光斑直径240～350μm；高频发射器功率为1.1kw；氩气流量20 l·min-1；雾化器压力为30psig（英制单位，约20MPa）。与EDXRF测试结果做对比。

为减少误差，采取多次测量取平均值的方式，胎釉成分数据详见表2、表3，检测结果仅列出含量高于0.01%的元素。

图二 ytl-4表面显微照片

图三 ytl-2表面显微照片

图四 ytl-3表面显微照片

图五 ytl-3样品胎釉的显微照片

图六 ytl-4样品胎釉的显微照片

三、数据分析与讨论

（一）瓷胎的化学组成

古代陶瓷器在制作过程中，其原材料的选择往往是就地取材，因此，不同地区的瓷胎化学组成会表现出一定的差异性[7]，而这些差异性通常是判别瓷器工艺特征和产地的重要佐证。

由表2可见，XRF测试结果显示样品瓷胎中SiO2的含量变化为73.60%～76.95%，Al2O3的含量为12.94%～17.37%，K2O的含量在2.45%～3.48%；LA-ICP-AES测试结果显示SiO2的含量变化为57.98%～69.33%，Al2O3的含量为22.68%～29.55%，K2O的含量在1.76%～2.86%之间。EDXRF和LAICP-AES两种测试方法虽然在精度上有所差异，但元素分布模式大体一致。

为进一步了解窑田岭窑出土瓷片胎体的成分特征，利用SPSS软件将这批样品的EDXRF成分数据与已发表的同时期耀州窑[8]和西村窑[9]出土瓷片胎体的EDXRF成分数据进行比较（主要比较SiO2、Al2O3及K2O），见图七。

表2 样品瓷胎的化学成分

表3 样品瓷釉的化学成分

图七 不同窑口出土瓷器SiO2、Al2O3和K2O分类散点图

由图七可知，这三个窑口的样品胎体化学组成具有明显的差异，但各自之间均有一定的聚集性。较之西村窑和耀州窑出土瓷器胎体的成分特点，整体而言，窑田岭窑瓷胎中SiO2的含量最高，Al2O3的含量最低，表明窑田岭窑使用了“高硅低铝”的瓷土作为胎料，这与前人的研究一致。此外，窑田岭窑K2O的含量处于中间水平，说明该窑口的制瓷胎料可能选用了钾含量较高的瓷土，与耀州窑瓷胎原料有一定区别。

（二）瓷釉的化学组成

瓷釉是覆盖在瓷胎上的玻璃态薄层，古代工匠在制釉时往往会添加一些助熔剂来降低熔化温度，其中以草木灰、钙石和长石最为常用[10]。为更直观地比较这批样品胎釉化学组成的差异性，将表2、表3数据做成柱状图，部分样品图片如图八所示。由表2、表3及图八可知，样品瓷釉中SiO2的含量为53.56%～61.33%，Al2O3的含量整体都有所减少，为7.80%～17.21%，CaO的含量显著增加，在11.84%～21.75%之间波动，P2O5的含量明显增高，为1.22%～2.95%。综上可看出，CaO、P2O5的含量变化最大。

众所周知，草木灰的成分主要为CaO、K2O、P2O5、MnO2等，若釉中添加有草木灰，相对应的元素较于瓷胎必定有所增加，结合表3和图八，发现瓷釉中Ca、P、Mg等元素都有增加，因此推测窑田岭窑选用草木灰作为助熔剂。同时，通过木灰釉系数b=RO/（RO+R2O）[11]，发现窑田岭窑的瓷釉属于钙釉，与耀州窑一致。此外，通过与同时期耀州窑出土瓷器瓷釉成分的比较[8]，发现窑田岭窑瓷釉具有“低铝高钙”的特点，并且窑田岭窑样品具有更高含量的P2O5（表3）。以上信息说明两个窑口瓷釉虽然都选用植物灰作为助熔剂，但在原材料的选取上仍具有一定的差异。

（三）样品的工艺特征探讨

根据微观形貌的观察结果（图一至图六），可见样品中釉与胎体的结合程度不够紧密，部分区域有剥落痕迹。同时，可看到胎体中有较多杂质，说明胎料在筛选过程中比较粗糙，没有将大颗粒杂质完全筛除。此外，釉层中有气泡，釉层较薄，在样品不同区域可见积釉、流釉等现象。由表3可知，样品瓷釉中CaO的含量整体偏高，其中ytl-2～ytl-4中Ca的含量更是超出20%，这属于较高的范畴，窑田岭窑的瓷器样品以草木灰作为助熔剂制成的钙釉在高温烧制过程中釉的流动性很大，因此容易出现流釉等现象，这也导致釉层较薄且厚度不均。

在样品瓷胎的发色方面，上文瓷胎的化学组成显示，窑田岭窑使用的胎料为含钾量较高的瓷土，样品的胎体颜色主要是灰白和浅褐色，其发色主要与Fe、Ti的含量有关[10]。在瓷釉呈色方面，这批样品的釉色主要为青黄色，瓷釉中Fe的含量较高（平均为4.07%），根据前人研究，瓷器釉色呈青色、青黄色等颜色主要是与Fe的化合价态有关，在还原氛围中Fe3+会被还原成Fe2+，在釉层中主要显青色，反之，在氧化氛围中烧制则偏黄色[10]，考虑到样品的釉色，推测这批瓷器主要是在氧化氛围中烧制而成。值得一提的是，较之同时期耀州窑出土瓷器胎釉中Fe2O3的含量（平均为1.74%）[8]，窑田岭窑Fe2O3的含量更高，这也解释了窑田岭窑出土瓷器的釉色比耀州窑出土的瓷器更为泛黄。综上，可以认识到窑田岭窑出土的瓷器虽在外观风格和装饰手法上模仿耀州窑，但从微观形貌观察和化学组成分析可以发现，这两个窑口出土的瓷器还是存在显著的差异。

图八 样品瓷胎和瓷釉的含量柱状图

四、结 论

综上所述，采用EDXRF、LA-ICP-AES及超景深三维视频显微系统对窑田岭窑出土北宋中晚期的瓷片样品进行化学组成分析和微观形貌观察，结果表明这批样品的胎料具有高硅低铝的特点，可能来源于含钾量较高的一类瓷土；瓷釉均以草木灰作为助熔剂，并且具有较高含量的CaO，属于钙釉的范畴。

窑田岭窑出土瓷器在装饰手法和器形上均带有明显的耀州窑系风格，但通过与同时期耀州窑出土瓷器胎釉化学组成的比较，发现两者之间差异明显，窑田岭窑出土瓷器在胎料选取、釉料配比以及烧制工艺方面均具有自身特点，这些特征为广西窑田岭窑瓷器的工艺特征和产地判别提供非常重要的科学依据。

[1]吴小凤《试论宋代广西社会经济的发展》，《中国社会经济史研究》2004年第4期。

[2]韦仁义《广西古代陶瓷综述》，《民族艺术》1990年第2期。

[3]何安益、彭长林、韦军、袁俊杰《广西永福县窑田岭Ⅲ区宋代窑址2010年发掘简报》，《考古》2014年第2期。

[4]中国硅酸盐学会《中国陶瓷史》，文物出版社，1982年。

[5]郭演仪、王寿英、陈尧成《中国历代南北方青瓷的研究》，《硅酸盐学报》1980年第3期。

[6]吴辉、何安益《广西永福窑田岭窑装烧具初探》，《东方博物》2015年第1期。

[7]方邺森、方金满、刘长荣《中国陶瓷矿物原料》，南京大学出版社，1990年。

[8]凌雪、贾麦明、魏女等《耀州窑青瓷的能量色散X射线荧光光谱分析》，《西北大学学报 (自然科学版)》2008第1期。

[9]朱铁权、朱明敏、李蔚然等《宋代西村窑与耀州窑青瓷胎釉化学组成特征》，《岩矿测试》2010年第3期。

[10]李家治《中国科学技术史（陶瓷卷）》，科学出版社，1998年。

[11]罗宏杰、李家治、高力明《中国古瓷中钙系釉类型划分标准及其在瓷釉研究中的应用》，《硅酸盐通报》1995年第2期。

（作者工作单位：郑琳，广西民族博物馆；赵志强，湖南省文物考古研究所；张鋆，西北大学文化遗产学院）