广西中和窑青白瓷化学组成研究

周本源，汪常明，朱铁权

(1.北京科技大学 科技史与文化遗产研究院，北京 100083；2.广西民族大学 科技考古实验室，广西 南宁 530006；3.中山大学 社会学与人类学学院，广东 广州 510275)

0 引言

中和窑遗址位于广西壮族自治区藤县藤州镇中和村境内，窑址主要分布在北流河东岸，北起黎山口、南至芝麻坪的9个小山丘上，南北长约2 km，东西宽0.5 km，分布面积约1 km2.自1963年被发现以来，中和窑经过两次发掘和多次考察，根据考古发掘情况，推测中和窑创烧于北宋中后期，兴盛于两宋之际，南宋后期衰落，烧造时间约200年.中和窑的发现，填补了广西青白瓷窑址的空白，扩大了我国青白瓷窑址的分布范围.中和窑因其较大的规模和较好的瓷器品质，得到了国内外许多专家学者的关注，并于2013年被评为“全国重点文物保护单位”.

近些年，学术界主要从两个方面对中和窑进行研究：一是，韦仁义、[1-2]王普生[3]等通过田野考察、考古发掘，从传统考古学的角度，研究中和窑的分布、烧造时间、窑炉结构、装烧工艺、出土遗物的器型和装饰特征；二是，韦仁义、[4]蓝日勇、[5]封绍柱、[6]李铧、[7]霍战平、[8]岑沫、[9]陈方[10]等通过参考史料和类型学的方法，从自然资源、人口数量、交通、饮茶风俗、遗物的器型和装饰特征等角度，探讨中和窑的销路、技术交流以及兴衰原因.由于相关文献资料较少，且缺乏对中和窑器物内在属性的测试分析，所以对中和窑青白瓷的原料、配方、烧制温度等反映中和窑青白瓷制作工艺水平的情况知之甚少.近几年随着水下考古的进展，打捞出水了大量青白瓷器，这些青白瓷多被证实是福建、景德镇的产品，广西青白瓷虽然被推测为外销瓷，[4]但由于对广西青白瓷化学组成数据的缺乏，故而仅根据外在器型、纹饰往往把广西产品归为我国其他相似的窑口.

因此，文章将对宋代中和窑青白瓷的化学组成进行测试，并采用多元统计分析方法，试图从器物的内在属性还原中和窑的制作工艺、发展演变规律，从而为探讨广西宋代制瓷工艺水平提供科学数据.并与广西城关窑、桂平窑，安徽繁昌窑，武昌青山窑，景德镇湖田窑，福建德化窑青白瓷的微量、痕量元素的对比，找出中和窑青白瓷的产地特征，从而为探讨宋代广西是否存在外销瓷以及宋代广西在“海上丝绸之路”中的地位等提供科学依据.

1 样品与实验

1.1 样品来源与描述

由于中和窑、城关窑、桂平窑窑址考古发掘时间较早，带有明确地层信息的样品无法找到，因此本次实验样品均从窑址中采集.藤县中和窑样品来自黎山口、平头岭、肥马岭及肥马岭小学、芝麻坪4处窑址重点保护区，样品均为残件，器型有碗、盏、碟、盘等，釉色有青白、青黄、黄白等.为探讨中和窑青白瓷的发展演变情况，笔者参照中和窑发掘报告以及我国其他地区具有年代信息的青白瓷器，通过器型和纹饰对比，选择具有典型年代特征的样品15件，分别具有北宋中晚期特征，即中和窑的创烧期(早期)样品5件，样品编号为T-LSK1、T-PTL1、T-XX1、T-XX2、T-XX3，其无纹饰，圈足较高，挖足较深，釉施至足部；具有北宋末期至南宋中期特征，即中和窑的盛烧期(中期)样品8件，样品编号为T-LSK2、T-LSK3、T-PTL2、T-PTL3、T-FML1、T-FML3、T-ZMP1、T-ZMP2、T-ZMP3，其器物内有印花，圈足较矮；具有南宋后期特征，即中和窑的衰落期(晚期)样品1件，样品编号为T-FML2，为叠烧器.

宋代广西的青白瓷烧造区域主要分布在北流河流域、黔江与郁江汇合处以及武思江流域.其中藤县中和窑、容县城关窑、北流市岭峒窑、桂平市桂平窑的规模较大，保存较好，为了与中和窑青白瓷进行比较研究，同时也对北流河流域的容县城关窑，黔江与郁江汇合处的桂平窑进行了调查，并采集了一些样品.选择容县城关窑样品4个，包括2个青白瓷，2个绿釉瓷，桂平窑样品11个，包括8个青白瓷，3个无釉瓷器.

1.2 实验仪器与条件

实验仪器：中山大学人类学系科技考古实验室EAGLE-ⅢμXXL型能量色散型X射线探针(美国EDAX International Inc.).广西民族大学理学院实验室ZEISS EVO18扫描电子显微镜.

能量色散型X射线探针(EDXRF)对样品胎、釉中的主量元素Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Fe，以及微量元素、痕量元素P、Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Rb、Sr、Y、Zr进行测量.测试条件：X光管管压40 kV,管流600 μA，真空光路，光斑直径为100 μm，MnKα处的分辨率137.5 eV，死时间约20%.用Version 3.0的解谱软件进行样品定性定量分析，样品的定量分析采用陶瓷标样法.扫描电镜(SEM-EDS)对样品局部区域进行成分分析.测试条件：加速电压为20 kV.

2 结果与讨论

2.1 中和窑青白瓷胎釉配方分析

中和窑青白瓷胎中主量元素化学组成如表1所示，中和窑青白瓷胎中Al2O3含量较高，在20.78%～23.94%之间；SiO2的含量在67.18%～71.74%之间，与当地瓷土化学组成相似，[11]胎料应是当地瓷土，且为不添加其他原料的“一元配方”.宋代景德镇青白瓷胎中Al2O3的含量一般在20%以下，故烧成温度较低且在烧成时瓷器容易变形，为了提高瓷器的烧成温度，增加瓷器的强度，到了元代景德镇窑才在瓷石中添加高岭土来提高Al2O3的含量.因此，相对于宋代景德镇的制瓷原料，中和窑的制瓷原料具有得天独厚的优势.中和窑青白瓷胎早期n(SiO2)/n(Al2O3)在4.8～5.3间,中期n(SiO2)/n(Al2O3)在5.0～5.3间，晚期n(SiO2)/n(Al2O3)为5.9，基本符合我国日用瓷的标准.[12]中和窑胎中Na2O含量为0.72%～1.42%，K2O含量为3.21%～4.59%，CaO含量为0.13%～0.91%，一般来说，陶瓷胎中Na2O主要来自于钠长石，K2O主要来自于云母和钾长石，说明中和窑青白瓷胎中的熔剂成分主要来源于云母和钾长石.胎中呈色元素Fe2O3含量在1.50%～2.79%之间，TiO2含量在0.11%～0.37%之间，因此，中和窑多数青白瓷胎色多较白，在不合适的氧化或还原气氛下有些胎色偏黄或偏青.

中和窑青白瓷釉中主量元素化学组成如表2，罗宏杰在对中国古瓷中钙系釉类型进行综合研究后，提出了钙系釉的划分标准，即在Seger釉式(aR2O·bRO·cR2O3·dRO2)中，钙釉：b≥0.76；钙-碱釉：0.76>b≥0.50；碱-钙釉：0.50>b.[13]通过计算，所测中和窑青白瓷釉均为b≥0.84，因此，中和窑青白瓷釉属于钙釉.一般在明亮的光泽釉中，Al2O3/SiO2的摩尔比在1：(6～10)之间，在无光釉中Al2O3/SiO2的摩尔比在1：(3～4)之间，[12]中和窑青白瓷釉n(Al2O3)/n(SiO2)=1：(6.38～7.81)，因此中和窑青白瓷釉具有一定的光泽度.中和窑青白瓷釉中呈色元素Fe2O3含量为1.21%～2.37%，TiO2的含量为0.11%～0.26%，因此在合适的气氛下中和窑青白瓷釉多呈青白色.釉中Na2O含量较少，在0.53%～0.97%之间，与胎中的含量相差不多.釉中K2O的含量在2.47%～3.81%之间，比胎中含量略低；CaO的含量在10.31%～17.23%之间，胎中CaO含量小于1%；MgO的含量在1.4%～4.95%之间，是胎中含量的2倍还多.釉中P2O5平均含量为5197 μg/g，MnO平均含量为1754 μg/g，由于胎中基本不含P元素、胎中MnO含量平均值为833 μg/g，推测釉中较高的P、Mn应该是来自于草木灰.故中和窑青白瓷的釉灰可能是某种植物烧石灰多遍淘洗后制得，含有较多的Mg、Ca、P、Mn元素.景德镇传统烧灰用的植物是狼萁草，[14]狼萁草是一种典型的酸性土壤指示植物，在中和窑址区调查时，发现北流河两岸的红壤丘陵和坡地上遍生狼萁草，所以，中和窑也可能使用狼萁草与石灰煨烧制作釉灰.中和窑采用的釉石可能为风化不完全的瓷石原料，含有较多的钾长石、云母，少量的钠长石.釉中RO/R2O比值较高，所以中和窑釉为釉石和釉灰以一定比例配成，采用釉灰所占的比例相对较高的钙釉配方.

图1 中和窑青白瓷照片(T-FML2)

样品T-FML2是叠烧的器物，在器物内底残留有垫烧物，为了探究垫烧物的成分，使用扫描电镜能谱(SEM-EDS)对其进行了测量，此垫烧物中SiO2的含量最高，为75.53%，Al2O3为10.05%，K2O为3.04%，CaO为8.83%，通过显微观察，发现此垫烧物颗粒较细，含有较多的杂质，但直径都较小，如直径约25 μm的铁矿颗粒等，说明此垫烧物是经过筛选的.中和窑位于北流河河岸边，河沙较多，河沙的主要成分为SiO2，并含有少量云母、长石等矿物，因此，河沙可能是中和窑晚期的垫烧物.所测成分中Al2O3、K2O含量较高，通过观察，此垫烧物较厚，约3 mm，且颗粒较细，也许是为了增加河沙的可塑性能，使河沙能够聚集成为一定的厚度固定在器物底部，窑工在河沙中混入了少量瓷土.另外，所测成分中CaO含量较高，可能是烧制过程中釉渗透进垫烧物所致.因此，中和窑晚期的垫烧物可能为筛选后的河沙和少量的瓷土.

表1 中和窑青白瓷胎中主量元素化学组成(单位：Wt%)

表2 中和窑青白瓷釉中主量元素化学组成(单位：Wt%)

2.2 中和窑青白瓷发展演变规律分析

20世纪80年代，广西壮族自治区第三地质队对藤县木力大山瓷土矿进行了调查，其瓷土矿石中高岭石含量自上而下逐渐减少，出现残留长石并逐渐向原岩过渡，瓷土矿中从上而下Al2O3含量逐渐变低，Na2O、K2O含量逐渐增加.[15]20世纪末，李家治先生在对祁门瓷石使用和处理情况的研究中发现，祁门瓷石的精泥，特别是细颗粒部分，较之坯子，Al2O3和作为助熔剂的碱金属氧化物Na2O、K2O及碱土金属氧化物MgO、CaO都有大幅度的提高.但随着淘洗程度的继续加深，作为着色剂的Fe2O3含量却有所增加.因为淘洗后祁门瓷石中细颗粒部分增多，也就是绢云母的含量随着淘洗的程度加大而越来越多.再由于绢云母的晶格中存在着一定量铁离子，因而随着淘洗程度的加大，其中Fe2O3的含量也就随之增加.[16]

从图2可以看出，中和窑烧制早期较之中期，Al2O3含量较高，SiO2的含量较低，Na2O、K2O含量相差不多，MgO、CaO含量较高，Fe2O3含量较高，TiO2变化不大.所以，推测早期样品可能使用接近地表的风化程度较高的瓷土，并可能经过精细的粉碎淘洗，故而Al、Mg、Ca含量相对于中期样品较高，Na、K含量也较高.随着瓷土开采的深度，瓷石风化程度降低，瓷土中Al含量较低，Na、K含量升高.所以，中期样品Al含量较低，Na、K含量与早期样品相差不多，这可能与发掘深度有关.因此，推测早期样品Al、Na、K、Mg、Ca、Fe的含量较高不仅与瓷土的风化程度较高有关，也可能与淘洗程度有关.中期样品，Al含量较低，Na、K含量较高，可能与瓷土发掘深度有关.晚期青白瓷胎与早、中期青白瓷胎中元素分布有明显的差异.对于晚期样品，Al含量明显降低，Fe、Ti含量明显升高，Na、Mg、K、Ca含量明显降低.推测，晚期样品可能是胎料采集点发生了改变.

图2 中和窑青白瓷胎化学元素组成箱图(单位：Wt%)

对瓷土的淘洗可以增加Al2O3和熔剂氧化物的含量，但是费工费时，早期Al2O3和熔剂氧化物的含量较高，可能是中和窑创烧时期窑主为了烧制出精美的瓷器，打开销售市场，对陶瓷进行了精心的制作，对胎料的淘洗程度较高.从田野调查中也发现(如图3)，一般早期制品多施釉至足，挖足也较为精细，而一般瓷窑发展初期瓷器质量普遍较差，随着对制瓷技术的探索和掌握，才能够烧制出精美的瓷器，中和窑早期就对青白瓷精心制作，且能够烧制出精美的瓷器.可见中和窑的创烧是带有一定的目的性，且在创烧之初就具有一定的技术水平，这说明了中和窑青白瓷烧制技术的外来性；到了两宋之际，中和窑已打开了销售市场，需求量大幅增加.因此，为了提高制瓷效率，淘洗可能不够精细，从田野调查中发现，此时的青白瓷多矮圈足，大量节省了挖足的时间，垫饼形制不规则，且直径大于圈足，为了防止在烧制过程中，釉流至足底，把足壁和垫烧物粘连起来，所以中期器物一般施釉不及底.中期大量采用印花装饰，需要费时费力的刻划花装饰很少见.另外，中期青白瓷胎中Fe2O3、TiO2的含量离散性比早期大，应是大量生产，淘洗不太精细，胎料中元素不均匀所导致；到了南宋后期，由于贸易中心转移、战争等原因，广西瓷窑纷纷停烧，为了利益最大化，此时中和窑采用叠烧的装烧方法，且对原料处理较粗糙.通过显微观察，在晚期青白瓷胎中发现了较多的杂质，如钛铁矿、赤铁矿等，中和窑晚期青白瓷胎中元素含量变化较大，可能是制瓷原料采集点发生了改变.晚期青白瓷胎中Al含量降低，熔剂含量降低，Fe、Ti元素的含量明显偏高，可能是晚期优质制瓷原料出现了缺乏，这可能是中和窑衰落的原因之一.

从图4中可以看出，早、中期釉中元素分布有部分重合，说明了早、中期釉的配方工艺具有一定的连续性和继承性.早期样品釉中Ca元素的分布比中期样品离散性大，可见虽然早期的胎是精心制作的，但对釉的配方掌握不是很成熟，导致早期釉的配方不稳定.从早期到中期，Na2O、K2O的含量增加，MgO、CaO的含量减小，反映了釉的配方发生了一些变化，即釉灰减小，釉果增加，K含量的增加，使釉的高温流动性变小，从而使釉的厚度增加，对胎的遮瑕能力增强，从而反映了制作工艺的提高.我国宋代南方瓷器绝大部分都是采用钙釉配方，到元代以后才大量使用钙-碱釉或碱-钙釉，宋代中和窑虽然均是采用钙釉配方，但从早期到晚期，R2O的含量逐渐增加，RO的含量逐渐减小，正反映了这一发展趋势.从早期至中期，釉中呈色元素Fe2O3含量稍微增加，但离散性较大，这也说明了中期对釉石的淘洗不精.晚期釉中Al2O3/SiO2值较高，TiO2含量在所测样品中最高，可能是更换了釉石原料.同时，上文推测晚期胎料也发生了改变，这说明经过上百年的制瓷原料的开发，晚期存在优质制瓷原料缺乏的状况，这也许是中和窑晚期停烧，退出青白瓷销售市场的原因之一.

矮圈足，施釉不及底，垫饼不规则(中期)

一钵一器仰烧(早中期)

垫砂叠烧(晚期)

图4 中和窑青白瓷釉化学元素组成

2.3 中和窑青白瓷化学组成比较分析

2.3.1 中和窑青白瓷和广西其他地区青白瓷化学组成比较分析

中和窑和城关窑由于地理条件相似，瓷土资源化学组成相似，烧造时间相当，制瓷技术存在交流，优质瓷土资源较多，所以两窑胎中主量元素分布较为相近，且较集中.桂平窑地理上也与中和窑相近，因此部分桂平窑青白瓷胎的主量元素分布与中和窑和城关窑相近，但由于桂平窑青白瓷烧制时间较早，且瓷土资源优劣不一，所以部分胎中主量元素分布与中和窑和城关窑有较大差别，且较为分散.因此，仅根据主量元素无法很好地将中和窑与城关窑、桂平窑区分开来，如图5.

由于古代窑工无法控制微量、痕量元素，也无意识控制，具有明显的地域特征，因此，可以从微量、痕量元素组成方面探讨中和窑与城关窑、桂平窑的异同.通过对微量、痕量元素P、Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Rb、Sr、Y、Zr的测量分析，可以看出，中和窑、城关窑、桂平窑青白瓷胎中Co，Ni、Cu、Pb、Sr、Y含量相差不多；中和窑和城关窑较之桂平窑青白瓷，胎中P、Cr、Zn、Zr含量较低，Mn、Rb含量较高，其中，Zr、Rb含量差别较大，可以明显地区分北流河流域的城关窑、中和窑和黔江、郁江流域的桂平窑，如图6中和窑青白瓷胎ZrO2/Rb2O平均值为0.08，城关窑青白瓷胎ZrO2/Rb2O平均值为0.06；桂平窑青白瓷胎ZrO2/Rb2O平均值为1.08.

图5 中和窑、城关窑、桂平窑青白瓷胎主量元素主成分分析图

图6 中和窑、城关窑、桂平窑青白瓷胎P、Zn、Cr、Mn、Rb、Zr元素含量分布散点图(单位：μg/g) (G表示桂平市桂平窑，R表示容县城关窑，T表示藤县中和窑)

2 广西青白瓷和我国其他地区青白瓷化学组成比较分析

为了找出广西青白瓷的产地特征，本研究对广西青白瓷胎与五代至宋代的安徽繁昌窑、武昌青山窑、景德镇湖田窑、福建德化窑青白瓷胎中Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Fe主量元素数据，[17-19]Pb、Rb、Sr、Zr微量元素数据[20]进行了主成分分析、元素含量分布散点图分析.发现，在广西地区青白瓷窑、繁昌窑、青山窑、湖田窑、德化窑青白瓷胎主量元素、微量、痕量元素的主成分分析图上，广西青白瓷基本可以与其他地区的青白瓷区分，如图7、图8.

图7 各窑青白瓷胎中主量元素主成分分析

图8 各窑青白瓷胎中Pb、Rb、Sr、Zr元素主成分分析

通过Pb、Rb、Sr、Zr元素分布散点图分析，如图9，发现广西青白瓷与其他地区青白瓷胎中Pb含量相差不多，部分桂平窑较高，Rb、Sr、Zr的含量有较大的差异.广西北流河流域的中和窑、城关窑青白瓷胎中Rb含量较高，广西桂平窑Rb含量较低，和其他地区青白瓷相似；广西中和窑、城关窑、桂平窑Sr含量较高，与繁昌窑相差不多，青山窑、湖田窑、德化窑Sr含量较低；广西北流河流域的中和窑、城关窑青白瓷胎中Zr含量较低，桂平窑Zr含量较高且较分散，与繁昌窑、青山窑、德化窑相差不多，比湖田窑略高.广西城关窑、中和窑青白瓷胎具有高Rb、高Sr、低Zr的特点，广西桂平窑具有低Rb、高Sr、高Zr的特点.

图9 各窑青白瓷胎中Pb、Rb、Sr、Zr元素含量分布散点图(单位：μg/g)

3 结论

3.1 中和窑青白瓷胎釉配方及发展演变规律

(1)中和窑胎Al2O3的含量在20.78%～23.94%之间，与当地瓷土化学组成相似，胎料应是采用当地瓷土的“一元配方”.中和窑青白瓷釉采用釉灰所占比例较高的钙釉配方，釉灰应该是狼萁草烧石灰制得，釉石中可能含有较多的云母、钾长石，少量的钠长石.

(2)中和窑青白瓷胎，早期和中期胎中元素组成的变化，可能与淘洗程度和瓷土的发掘深度有关，早期部分原料可能比中期原料粉碎淘洗的更加精细，晚期应是原料采集点发生了变化.中和窑晚期，由于优质原料缺乏且社会动乱，为了利益最大化，采用垫沙叠烧，此时青白瓷胎中发现了较多的杂质，如钛铁矿、赤铁矿等，胎中孔隙较多，原料处理工艺较粗糙.中和窑青白瓷釉从早期到中期，釉的配方发生了一些变化，即釉灰减小，釉果增加，使釉的高温流动性变小，从而使釉的厚度增加，对胎的遮瑕能力增强.且中期釉的配方更稳定，可见中和窑窑工虽然在中期对原料处理不够精细，但制瓷技术水平有较明显的提升.晚期制釉原料与制胎原料一样，可能也发生了改变.从而说明了经过上百年的制瓷原料的开发，晚期存在优质原料缺乏的状况，这也许是中和窑晚期停烧，纷纷退出青白瓷销售市场的原因之一.

3.2 中和窑青白瓷产地特征

(1)中和窑青白瓷与城关窑、部分桂平窑青白瓷胎主量元素化学组成相近，北流河流域的城关窑、中和窑青白瓷，黔江、郁江流域的桂平窑青白瓷可以根据胎中ZrO2/Rb2O值来区分，中和窑ZrO2/Rb2O平均值为0.08，城关窑ZrO2/Rb2O平均值为0.06；桂平窑ZrO2/Rb2O平均值为1.08.

(2)广西青白瓷与我国其他地区青白瓷胎组成有显著的差别，可以通过主量元素、微量、痕量元素进行区分.通过与安徽繁昌窑、武昌青山窑、景德镇湖田窑、福建德化窑Pb、Rb、Sr、Zr元素进行比较，广西城关窑、中和窑青白瓷胎具有高Rb、高Sr、低Zr的特点，广西桂平窑青白瓷胎具有低Rb、高Sr、高Zr的特点.

致谢：本工作得到藤县博物馆周淑娴副馆长，容县博物馆周良馆长，桂平博物馆朱丽彬馆长，中山大学科技考古实验室硕士研究生沈柏霖的支持与热心帮助，在此表示感谢！