杨益民
同步辐射显微CT揭示中国早期蜻蜓眼制作工艺 精选
2016-2-12 17:18
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20134月,中国科学院大学人文学院科技史与科技考古系杨益民课题组在《Microscopy and Microanalysis》发表了题为“Nondestructive Analysis of Dragonfly Eye Beads from the Warring States Period, Excavated from a Chu Tomb at the Shenmingpu Site, Henan Province, China”的文章,报道了他们利用同步辐射显微CT在中国早期蜻蜓眼制造工艺研究中取得的最新成果。

蜻蜓眼珠是西亚风格的器物,其表面图案的主题多为同心圆装饰,一环套一环,具有动物眼睛的效果,因此又被称为复合眼珠。蜻蜓眼珠最早出现于约四千年前的西亚安纳托利亚地区,随后传入两河流域、中亚等地区,于春秋末战国初传入我国,是战国时期中西方文化交流的见证。蜻蜓眼珠的传入直接刺激了我国本土玻璃的生产,因而蜻蜓眼珠的研究将为探讨我国古代玻璃的起源及先秦时期中西方文化交流提供重要信息。

目前,我国学术界关于蜻蜓眼珠化学配方的工作较多;但蜻蜓眼珠较为珍贵,往往不允许开展有损分析来观察内部结构,因而其制造工艺的科技分析甚少。研究团队选取了河南省淅川县申明铺遗址出土的四颗战国中晚期(475BC-221BC)蜻蜓眼珠进行了成分分析和显微结构分析。申明铺遗址位于河南省南阳市淅川县滔河乡申明铺村,丹江口水库之滨。该遗址在2007年至2009年进行了抢救性发掘,累计出土文物千余件,为探索豫西南部地区区域历史发展和文化演变提供了珍贵的实物资料。

化学成分分析表明,这些蜻蜓眼珠表面的玻璃相为K2O-CaO-SiO2配方,属于本土配方系统。其后,利用同步辐射显微CT在高分辨率下视场相对较大的优势获取了这些蜻蜓眼的内部结构,它们具有明显的胎釉分层结构。其中三件蜻蜓眼胎体结构特点一致,结构相对疏松,胎内含有许多不规则的气孔,认定为表面着釉而内部为烧结石英颗粒的釉砂。另一件样品胎体结构相对致密,胎中夹杂着明显的矿物颗粒,胎体结构特点与釉砂有着明显的不同,认定为釉陶。

已往蜻蜓眼珠的研究中,表面是玻璃相,就将其认定为玻璃器,显然证据不够具有说服力。本研究为蜻蜓眼珠的三种可能材质——釉砂、釉陶和玻璃提供了新的无损鉴定方法。通过观察这些蜻蜓眼的横纵截面,推断其成型工艺为:首先在圆柱形的(有机质)芯上堆塑石英胎,然后采用直接上釉法(Direct Application Method)的工艺在球形的石英胎体上施釉,这种工艺继承了西周时期釉砂的制造工艺。基于CT切片的三维重建,蜻蜓眼珠釉层中的气泡为球形,而器表眼饰与釉层结合的气泡为扁椭球形,因此器表眼饰不是与珠体一起进行烧造,而是在珠体烧制完成后再依次镶嵌上去;同时根据眼珠的形状,推断使用了范铸工艺。显然,这些蜻蜓眼珠的制造工艺应受到青铜器及原始瓷制造工艺的影响,同时其化学配方和制造工艺与同时代的K2O-CaO-SiO2玻璃有着密切的联系。

显微CT可无损分析釉砂的内部结构,判断成型工艺和施釉工艺,在古代釉砂研究中有着广阔的应用前景。这项研究成果得到了上海光源重要的技术支持。


Figure 1. View of QTY1 from the quartz body


Figure 2. View of QTY2a from the glaze surface


Figure 3. View of QTY2b from the pottery body


Figure 4. View of QTY3 from the glaze surface


Figure 5. View of QTY4 from the perforation


Figure 8. One transverse section of QTY3 with outlined white layers


Figure 10. One transverse section of QTY4


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