分析仪器在考古学和文物鉴定中的运用

范宏

摘 要：针对考古学领域中文物鉴定仪器的应用展开讨论，介绍文物鉴定工作的重要意义，阐述常见的三种鉴定仪器，分别论述书画、青铜器、玉器鉴定仪器的应用方法，为今后文物鉴定工作提供先进的技术、设备支持。

关键词：仪器;考古学;文物鉴定;电子探针

现代科学技术与仪器设备越来越先进，不同种类的文物鉴定仪器也先后得到创新，结合考古学领域在现代社会的发展趋势，传统单一的文物鉴定方法不再满足于真伪鉴定变化的需求，需要采用现代仪器展开文物鉴定工作。基于现代科技鉴定方法、传统鉴定方法和多种鉴定仪器优势互补，通过鉴定手段的创新，在传统鉴定经验的基础上，采用先进技术、现代仪器搭建更加先进的文物鉴定体系，加强考古学、文物鉴定工作的严谨性。基于此，下文围绕考古学与文物鉴定领域仪器的应用展开分析。

1 考古学发展进程中文物鉴定工作的重要性

我国考古学发展历史十分悠久，不管是市场规模还是社会参与度、影响力，在近年来取得非常大的进步与成绩。①围绕考古学发展历程，不仅要肯定成绩，也应该要认識到新兴市场存在双面性，例如市场中的艺术品管理制度不完善或者赝品泛滥等，均需要在现阶段管理中加以重视，并且要重点解决。分析我国艺术品市场中赝品存在的原因，一方面是相关制度法规不完善，致使艺术品市场主体欠缺诚信观念，另一方面与文物鉴定有关，过于重视盈利和经济效益，采用不同的方式在市场中销售假冒艺术品，不仅影响市场秩序的规范性，还使文物鉴定工作难度增加。②

当然文物造假这一现象是考古学领域比较常见的问题，如果不能准确判断文物真假，也会影响到文物研究价值。开展文物鉴定工作通常会采用传统方式与技术，对文物真伪、价值与年代等进行辨认，由此总结文物鉴定工作的内容，即判定文物年代与真伪、了解文物质地与标定名称、准确评估文物价值与文物等级。③总结文物鉴定对象包括两种：其一是可移动文物，例如文物藏品和传世文物等;其二是个别不可移动文物，例如文物遗迹与遗址等。作为文物鉴定人员，不仅要有丰富的历史知识、文物知识，掌握其他学科领域的基础知识，包括工艺美术、自然科学等，还应熟练操作文物鉴定设备仪器等，了解当前市场中文物作假手段，立足于多个维度鉴定文物真伪。④

现代文物鉴定比较常见的方法是采用分析仪器展开鉴定与分析，围绕文物断代的研究，因为作假导致文物年代混乱，必须要进行鉴定辨别。还有部分文物不具备纪年，也需要文物鉴定人员进行年代真伪的判定。⑤对于传世文物的鉴定，因为自然损坏无法更加高效地确定年代，或者文物史迹经过历代重修，致使其存在诸多时代的构件，这均需要通过鉴定来明确年代。针对文物展开鉴定与分析，鉴定人员采集重要信息，包括文物颜料与质地的成分，在文物中提取光谱特征构建数据库，作为分析鉴定的参考依据。例如某年代流传的绘画作品，通过分析绘画使用的颜料判定该作品的所属年代，抑或是某时期出土陶瓷器，对陶瓷胎釉成分、釉上彩与釉下彩成分进行提取判定，便可以了解该文物的价值、年代等。得出文物鉴定分析结果后，便可以着手制订文物保护方案。在文物鉴定阶段务必要保证文物无损，并且尽可能地减少取样，避免造成文物破坏。

2 考古学领域常用的文物鉴定仪器

2.1 原子吸收光谱仪

光经过气态原子，此时原子吸收光辐射，中子附近原子得到能量后产生跃迁，继而到达激发态。吸收了光辐射之后，其减弱程度即为吸光度。①一般吸光度和被测元素含量呈正比例关系，原子吸收辐射具有选择性特点。因为原子结构与外层电子排布存在差别，进行激发处理也会因为吸收能量的影响无法完全一致，所以不同种类元素共振吸收线特点自然会存在差异。原子吸收光谱处在光谱紫外区、可见区，通过计算机数据处理系统对测量数据展开分析，便可获取样品内所有的元素含量。②

文物鉴定中采用原子吸收光谱仪，在考古学领域成为十分常见且普及的仪器，在铜鼓合金成分鉴定中有非常广泛的应用。实践发现古代铜鼓成分以铜、铅为主，而且这三种元素含量均超过95%。除此之外也包括铁、锡等少量元素，用原子吸收光谱仪进行鉴定，发现早期铜鼓锡、铅含量相对较低，但是西汉时期以后铜鼓锡、铅含量有所增加，使合金熔点降低。

2.2 X射线荧光分析

当原子受到辐射之后会出现变化，即X射线荧光。原子核与核外电子共同构成原子，电子运行场所通常是特定能量轨道。一旦原子经受X射线照射，此时核外电子获取充足能量会与原子核脱离，导致电子空穴的形成，高能量轨道运行的电子会产生跃迁现象，跃迁至低能量轨道，以达到填补电子空穴的效果。由于高、低能量轨道的能量差存在，所以电子在跃迁的过程中会释放能量。考虑到各种元素释放能量具有不同的特性，释放形式也是以二次X射线为主，即X射线荧光，所呈现的状态与原子特征、性质、强度、元素含量均有非常密切的联系。③所以通过X射线荧光分析能够更加准确地鉴定出文物所包含物质的不同元素、成分实际含量。

基于理论角度，元素周期表内各项元素的分析都可以利用X射线荧光分析鉴定原子序数。按照所采用的检测仪器、方法，X射线荧光分析也有波长色散型、能量色散型两个种类。例如玻璃制品文物鉴定中，通常古代西方所制的玻璃制品，助溶剂一般会选择天然纯碱，除此之外也会用到碳酸钾、碳酸钠等。我国古代玻璃制品助溶剂则会选择方铅丹、白铅矿等，所以比较常见的成分包括钟钡、铅、钠，由此也可以对玻璃制品的产地、工艺等进行鉴定。由于古玻璃器物无法取样，采用X射线荧光分析便可以清晰鉴定器物产地、制造工艺、成分、含量等关键数据。

2.3 电子探针

电子探针也被称作电子显微区，融合电子光学、X射线光谱学，在考古学文物鉴定中是一种效率非常高的仪器。通过聚焦电子流，集中激发样品，微区表面下方在激发作用下会产生对应元素特征波长X射线，X射线波长、能量与射线强度等经分析之后便可了解采集样品内元素含量，同时采用定性定量分析这一方法，分析微小区域包含的成分。在电子流扫描样品区域，电子探针屏幕会同步显示扫描所得的数据信息，利用特征X射线强度对扫描过程的亮度加以控制，实时获取样品表面扫描范围内被测元素浓度，并且以分析图的方式呈现。通过电子探针对不同纳米级别的元素成分进行精准鉴定与分析，可以直接省略取样环节，将电子探针与电子显微镜搭配应用，也可以鉴定文物显微组织成分。

3 考古学与文物鉴定中仪器的应用

3.1 采用仪器鉴定书画文物

考古学与文物鉴定工作在信息化时代下，也需要采用多元化技术与仪器，从工作模式与方法上实现创新。对于不同形式的文物，选择鉴定方式也必然会存在一些差异。④例如书画文物鉴定，现如今比较常用的技术有激光拉曼光谱技术、光谱分析技术和显微技术等，可以鉴定书画与手稿的真伪、年代。在鉴定过程中，书画作品颜料、纸张、印泥等这一类比较多地采用光谱信息分析技术，了解作品成分，采集书画作品断代数据。要有选择地采集、整理中国书画作品以及艺术家的各方面资料，在鉴定过程中不能对书画作品造成损害，采用无损形式也可以起到艺术品保护、传承的效果。

3.2 采用仪器鉴定青铜器文物

鉴定青铜器一类的文物，通常会采用X荧光光谱分析的方法，了解青铜器中的合金成分，如果想了解铜器范土年代，古地磁断代与热释光断代技术比较常见，利用X光透视，便可以获取铜器内部状况和其采用的铸造工艺等。⑤一般进行青铜器文物鉴定时，工作人员通过X光透视，便可更加清晰地了解内部构件放置位置，采集有价值的数据证明文物所属时代及真伪。例如市场中的一些造假分子对青铜器断裂残损器进行伪造，利用焊接残片、铜片做旧等方式，达到以假乱真的效果。鉴于此便要通过X射线探伤仪器进行检测、判断真伪。

如果是瓷器的鉴定，通过热释光释放光热这一基本原理，可得出瓷器的年代。鉴定瓷器时难免会有部分老瓷为橘皮纹釉面，比较常见的仿冒现象是在釉面配料中掺加元素，达到温润滑腻釉面的效果，这种伪造手法很难目测判断。需要用X射线荧光进行釉面检测，判断其中是否含有现代添加成分，继而得出瓷器真伪。①除此之外，部分造假者采用射线源仿制新烧陶瓷，并且进行辐照处理，导致热释光检测受到干扰，如果鉴定操作不当就无法发现，通过激光拉曼光谱仪这一设备进行鉴定，激光光束作为探针展开原位无损检测。玻璃与瓷器釉层经过检测、分析之后，判断脱玻老化率，得出瓷器的制作年代，同时树脂、仿制品使用胶黏剂进行鉴定，也可以采用激光拉曼光谱仪仪器。例如景德镇制造的现代青花瓷，其造假效果足以乱真，当然这与作伪专家多年的分析、研究有直接关系。掌握好瓷土内部硅酸盐含量、器物釉色与烧结瓷化程度等关键数据，均可以和真品达到一致，部分瓷器表面经氢氟酸处理之后，可以达到做旧的效果。然而这种现代化瓷器不能采用热释光检测的方法，主要是因为热释光含量可以快速判断瓷器的造假年代。

3.3 采用仪器鉴定玉器文物

鉴定玉器一类文物时，根据玉器所处的不同时期，鉴定依据也会有差别。例如红山时期的玉器纹饰线条通常是以单条阴线、粗细不等较粗凹槽为主，这和其他时代玉器有本质上的差别。制作较粗凹槽时，工匠一般会先采用大小不一的宽边砣具在阴线凹槽周围进行横向磨琢，随之采用粗细不等条棒，促使解玉砂顺阴线凹槽反复摩擦。通过显微镜观察上方阴线凹槽，可以明显发现加工制作留下的痕迹。如果阴线、凹槽中的粗细、距离一致，平行且为直线，这应是机电砂轮打磨之后留下痕迹，便能判定玉器的真实年代。②

夏商时期的玉器制作，钻孔时一般会在对穿孔、单向打孔中选择，穿孔之后进行修整、抛光处理，使圆孔更加规范。对穿孔喇叭形相比前期的清晰度降低，形状以喇叭形、漏斗形为主。采用拉曼光谱检测仪器鉴定古玉主体矿物、种类各异的斑晶、包裹体成分结构，可以清晰获取古玉真伪、时代、矿料来源、地质特征等关键信息。

例如在玉器鉴定中，采用拉曼光谱技术确定玉器主体矿物成分、各个种类斑晶、包裹体组成等均获得了显著效果，拉曼光谱对于仿古玉器鉴定也有明顯的效果，玉石原料经鉴定会呈现出相应的拉曼光谱。鉴定伪造翡翠时，不管逼真度如何，只需通过查尔斯滤色镜透视就能够快速得出结果，只有真翡翠才能够透过镜片，鉴定人员通过肉眼能清晰观察到其材质，伪造翡翠的制作通常使用染色的方法，使用的染色剂含有铬成分，不能透过滤色镜片，其透光度与真翡翠也有明显差别。所以鉴定珠宝与翡翠时，不管其是采用激光注色，还是物理、化学处理，只要分子重新排列，均可以通过仪器得出准确的鉴定结果。

4 结束语

综上所述，信息化时代下的文物鉴定可选择的仪器比较多，结合考古学文物鉴定经验，选择科学合理的仪器可以得出更加准确的文物、材质等重要信息，精准判断文物真伪，不仅能强化市场秩序与运营的规范性，也能够为今后文物鉴定仪器的应用积累经验。