金属文物科研中国迈向前沿(2)
答:目前来看,中国金属文物科技的研究重点,集中于通过现代科技手段分析检测金属文物的材质和工艺,以及产地溯源,关注金属文物的物料来源、生产工艺、组织方式和产品流通等问题,以及其对中华文明形成和发展的影响。
比如对二里头青铜器的研究,从造型上可知,其与同时期的陶器器物类型相似,可以证明是中国本地生产的。通过成分分析可知其主要为铜锡合金,因此,现在还要关心其铜锡合金的合金化是如何实现的。通过对二里头遗址发现的铸造遗址研究可以探知,其往往是先从其他地区运来铜料,在此地铸造并同时加入锡料进行合金化。
对三星堆青铜器的研究,通过显微CT等技术对一号坑、二号坑的神树进行研究,发现其铸造工艺与中原青铜器是一致的,许多纹饰也可以在中原青铜器中找到相似的,说明其文化与中原地区的商代青铜文化是同根同源的,反映了中华文明多元一体的格局。当然,因为尚未发现青铜冶炼铸造的遗址,其产地来源还待进一步的研究,特别是其高放射性成因铅的来源问题,还未得到解决,铅同位素比值方法可能会帮助寻找到矿产资源及冶炼地。
再比如铁器,通过对早期铁器的显微组织和成分分析,发现有块炼铁和铸铁两种工艺,特别是公元前6世纪以后,铸铁及铸铁制钢的产品数量明显偏多。
问:这些发现能够说明什么呢?
答:块炼铁不宜大规模生产,对农具和农业发展贡献有限;而中国铸铁技术发明以后极大地改进了这点。现在通过材质检测,可以证明中国铸铁比块炼铁的比例高,实证了铸铁与农业的关系。中原地区逐渐发展出来了铸铁的技术,能够高效大量生产铁兵器和铁农具,这对中国农耕文明的稳定和发展起到了巨大的作用。
问:从全球的发展来看,对金属文物的研究都通过哪些方式开展?
答:一般来讲,使用现代科技手段分析检测金属文物的成分、组织结构是目前最常用的方式。
金属文物科学研究方法通常是首先经过取样制样,进行金相研究也就是在显微镜下观察研究其形貌特征和组织结构,从而判断加工工艺;再通过扫描电镜能谱分析进行样品和微区的成分分析,获得整体和局部的成分结果;有的还用激光剥蚀等离子体质谱分析等手段获得夹杂物或微观相的更精确的成分数据。
进入21世纪以来,以材料表征技术为代表的现代科技手段在金属文物价值认知研究中的应用已趋于常态化。目前,国际上的主流研究模式是在大量获取金属文物分析检测数据的基础上,甄选并构建精确反映其原料、生产、流通与使用过程的特征指标体系,揭示其制作技术起源、发展、演变规律及其与社会其他方面的相互关系。
问:现在对于金属文物的研究,与原来相比有什么不同,为什么原来的方法“不够用”?
答:金属文物与其他金属类检测分析的目标并不完全相同。文物价值的多元属性决定了其关键信息和数据具有复杂性和多样性,简单移植通用的技术方法已难以满足研究需要。
比如,金属文物常带有锈迹,扫描时难以躲避锈蚀的干扰,造成成分分析数据不准确。以前的分析检测往往是取样分析,对文物也会造成一定的破坏,期待开发出来更准确的无损分析方法。还有各实验室因为仪器设备等不同,造成所得数据的可比性或者说可通约性比较差,影响了进一步的综合研究。