用特征指紋化學(xué)組分鑒別湖田窯與繁昌窯青白瓷

田增國， 楊大偉， 李融武， 李國霞， 趙文軍， 吳 晗， 閆 萍

(1.鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 河南 鄭州 450001；2. 河南廣播電視大學(xué) 河南 鄭州 450008；3.北京師范大學(xué) 物理學(xué)系 北京 100875;4.河南省文物考古研究院 河南 鄭州 450000)

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用特征指紋化學(xué)組分鑒別湖田窯與繁昌窯青白瓷

田增國1， 楊大偉2， 李融武3， 李國霞1， 趙文軍4， 吳 晗1， 閆 萍1

(1.鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 河南 鄭州 450001；2. 河南廣播電視大學(xué) 河南 鄭州 450008；3.北京師范大學(xué) 物理學(xué)系 北京 100875;4.河南省文物考古研究院 河南 鄭州 450000)

為了解兩窯青白瓷之間的關(guān)系，用能量色散X射線熒光(EDXRF)測(cè)定了每個(gè)樣品胎釉的化學(xué)組成，從中找出能夠區(qū)分不同制作窯口的特征指紋化學(xué)組分，對(duì)這些指紋化學(xué)組分進(jìn)行散布分析.結(jié)果表明,湖田窯青白瓷的胎料來源相對(duì)稍分散，繁昌窯青白瓷的胎料來源相對(duì)比較集中，兩窯青白瓷胎的化學(xué)組分和青白瓷釉的化學(xué)組分都有所不同，同時(shí)，兩窯青白瓷的釉料來源或配方也有所不同.用EDXRF和指紋化學(xué)組分散布分析相結(jié)合可以較好地鑒別湖田窯和繁昌窯青白瓷器.

湖田窯與繁昌窯; 青白瓷; 特征指紋化學(xué)組分; 散布分析; 鑒別

0 引言

青白瓷是窯工在青釉和白釉瓷器基礎(chǔ)上創(chuàng)造的一種外觀色澤達(dá)到青白玉效果的新瓷種，其胎體細(xì)白如玉、溫潤怡人，其釉色純正、青白淡雅、青中泛白、白中顯青，其器壁刻劃花紋、構(gòu)圖豐富、體薄透光，花紋光照見影、如影隨形，當(dāng)時(shí)就博得“饒玉”的雅稱，曾為國內(nèi)和出口到亞非諸國而大量生產(chǎn)，達(dá)到了很高的質(zhì)量水平，在我國陶瓷史上占有重要地位[1].

湖田窯是我國古代著名的窯場(chǎng)，窯址在今江西省景德鎮(zhèn)市東南4公里的竟成鄉(xiāng)湖田村境內(nèi)，其窯業(yè)遺跡與遺物的堆積面積約為40萬平方米，1982年湖田窯被列為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位.該窯場(chǎng)興燒于五代, 歷經(jīng)宋、元至明代隆慶、萬歷之際結(jié)束, 延續(xù)燒造長達(dá)六百余年.湖田窯青白釉瓷不僅造型豐富多彩,而且胎白質(zhì)細(xì)體薄, 釉色青中有白,白中顯青, 色素潤, 晶瑩如玉, 曾貢于京師[2].

繁昌柯家沖窯址位于安徽省繁昌縣城南郊，1955年被發(fā)現(xiàn)，遺址南北長約1 200米,東西寬約900米,總面積100多萬平方米,現(xiàn)為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位.該窯以生產(chǎn)青白瓷為主，創(chuàng)燒時(shí)代不晚于五代, 北宋早期是其發(fā)展繁盛時(shí)期, 北宋中期開始衰落, 至北宋晚期已基本停燒.該窯五代青白瓷地層的發(fā)現(xiàn)，為研究我國青白瓷的起源和發(fā)展等問題提供了重要資料[3].

景德鎮(zhèn)湖田窯和繁昌柯家沖窯同屬青白瓷窯系，兩窯生產(chǎn)的青白瓷之間存在什么樣的關(guān)系？胎釉原料來源是否相似、配方是否相同？如何正確鑒別兩窯的青白瓷器？這些一直是人們關(guān)注的問題.為了探討這些問題，用能量色散X射線熒光(EDXRF)測(cè)試了兩窯青白瓷的化學(xué)組成，從中找出能區(qū)分兩窯胎釉的特征指紋化學(xué)組分，用特征指紋化學(xué)組分散布分析方法處理數(shù)據(jù)，對(duì)比研究了兩窯青白瓷之間的關(guān)系、各自的原料來源和胎釉配方特點(diǎn)，得到了一些有價(jià)值的信息.

1 樣品和實(shí)驗(yàn)

古陶瓷中元素組成或化學(xué)組分的變化是由于胎、釉配方或原料來源的差異所造成的.不同窯口古陶瓷的胎、釉配方或原料來源可能有所不同，這有利于用元素組成或化學(xué)組分對(duì)不同窯口的古陶瓷的胎釉配方和原料來源進(jìn)行研究.

實(shí)驗(yàn)所用青白瓷片樣品分別來自于湖田窯和繁昌柯家沖窯(以后簡(jiǎn)稱繁昌窯)，它們的編號(hào)和出土窯址見表1.

表1 湖田窯和繁昌窯青白瓷樣品情況表Tab.1 Bluish white porcelain samples of Hutian kiln and Fanchang kiln

這些青白瓷片樣品部分是在景德鎮(zhèn)湖田窯采集的，在上海硅酸鹽研究所用EDXRF測(cè)定了每個(gè)樣品胎釉中的SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3，Na2O，MgO，K2O，CaO，TiO28種化學(xué)組成，測(cè)試誤差小于5%[4]；參考了文[5]的湖田窯青白瓷化學(xué)組成數(shù)據(jù)和文[6]的繁昌窯青白瓷EDXRF分析化學(xué)組成數(shù)據(jù).

2 兩窯青白瓷胎的平均值和指紋化學(xué)組分散布分析

為了提高分析效率，通常采用指紋化學(xué)組分進(jìn)行散布分析.關(guān)鍵是如何正確選擇指紋化學(xué)組分.經(jīng)過對(duì)比研究，分別計(jì)算各類樣品中各化學(xué)組分的算術(shù)平均值a和標(biāo)準(zhǔn)誤差σ，然后挑選算術(shù)平均值差異大的化學(xué)組分作為指紋化學(xué)組分，對(duì)這些指紋化學(xué)組分進(jìn)行散布分析，可以較好地表示不同瓷器的原料來源、配方和時(shí)代特征[7].

2.1 兩窯青白瓷胎的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差

由EDXRF測(cè)試結(jié)果分別計(jì)算繁昌窯和湖田窯胎樣品化學(xué)組分的算術(shù)平均值a和標(biāo)準(zhǔn)誤差σ,計(jì)算結(jié)果見表2.

表2 湖田窯和繁昌窯青白瓷胎的主量化學(xué)組分平均值及標(biāo)準(zhǔn)誤差Tab.2 The major chemical elements of porcelain body’s mean value and standard error of Hutian kiln and Fanchang kiln /%

由表2可以看出，湖田窯青白瓷胎中的SiO2，K2O含量明顯高于繁昌窯， Al2O3，F(xiàn)e2O3，TiO2含量明顯低于繁昌窯青白瓷胎，兩窯青白瓷胎的化學(xué)組分有所不同，選擇SiO2，K2O，Al2O3，F(xiàn)e2O3，TiO2這5種化學(xué)組分作為反映不同窯口胎料來源的指紋化學(xué)組分.這些指紋化學(xué)組分最顯著的特征是在大多數(shù)湖田窯胎樣品中，每種指紋化學(xué)組分的含量比較接近；在大多數(shù)繁昌窯胎樣品中，每種指紋化學(xué)組分的含量比較接近，但兩者之間的差異比較大.因此，這5種化學(xué)組分的含量可以表示湖田窯與繁昌窯胎料來源的特征.

2.2 兩窯青白瓷胎的指紋化學(xué)組分散布分析

以一種指紋化學(xué)組分為橫坐標(biāo)，另一種指紋化學(xué)組分為縱坐標(biāo)，可做出這兩種指紋化學(xué)組分含量的二維散布圖.圖1給出了兩窯青白瓷胎Al2O3-K2O，Al2O3-TiO2含量的二維散布圖.從圖1可以看出，樣品大致可以分為兩大類：

第1類： 湖田窯青白瓷胎類.該類包括了JHYQ1b～JHYQ8b、YQ28b～YQ30b 的11個(gè)樣品，都是湖田窯的青白瓷胎，這些胎樣品的分布范圍相對(duì)稍大一些，表明它們的胎料來源相對(duì)稍分散一些.

第2類： 繁昌窯青白瓷胎類.該類包括從FC1-b到FC77-b的9個(gè)樣品，都是繁昌窯的青白瓷胎.這些胎樣品的分布范圍相對(duì)稍小一些，表明它們的胎料來源相對(duì)比較集中.

圖1 湖田窯和繁昌窯青白瓷胎的二維散布分析Fig.1 Two dimensional dispersion analysis of Hutian kiln and Fanchang kiln’s porcelain body

3 兩窯青白瓷釉的平均值和指紋化學(xué)組分散布分析

3.1 兩窯青白瓷釉的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差

由EDXRF測(cè)試結(jié)果計(jì)算湖田窯和繁昌窯青白瓷釉樣品各主量化學(xué)組分的平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差, 計(jì)算結(jié)果見表3.

表3 湖田窯和繁昌窯青白瓷釉的主量化學(xué)組分平均值及標(biāo)準(zhǔn)誤差Tab.3 The major chemical elements of porcelain glaze’s mean value and standard error of Hutian kiln and Fanchang kiln /%

由表3可以看出，湖田窯青白瓷釉中的Al2O3,K2O,CaO含量明顯高于繁昌窯青白瓷，SiO2,Fe2O3,TiO2含量明顯低于繁昌窯青白瓷釉，兩窯青白瓷釉的化學(xué)組成有所不同，選擇Al2O3,K2O,CaO,SiO2,Fe2O3,TiO2這6種化學(xué)組分作為反映不同窯口釉料來源或配方的指紋化學(xué)組分.

3.2 兩窯青白瓷釉的指紋化學(xué)組分散布分析

圖2給出了Al2O3-TiO2、SiO2-TiO2含量的二維散布圖.從圖2可以看出，樣品大致可以分為兩大類：

圖2 湖田窯和繁昌窯青白瓷釉的二維散布分析Fig.2 Two dimensional dispersion analysis of Hutian kiln and Fanchang kiln’s porcelain glaze

第1類： 繁昌窯青白瓷釉類.該類包括從FC1-g到FC77-g的10個(gè)繁昌窯青白瓷釉樣品.

第2類： 湖田窯青白瓷釉類.該類包括從JHYQ1g～JHYQ8g、YQ28g～YQ30g 10個(gè)樣品，全部都是湖田窯的青白瓷釉.

4 分析與討論

湖田窯址位于江西省景德鎮(zhèn)，繁昌柯家沖窯址位于安徽省繁昌縣，兩地相距較遠(yuǎn)，兩地的地質(zhì)成因可能有所不同，兩地黏土礦石的化學(xué)組成可能也有所不同.古時(shí)候由于交通不便，制作古陶瓷通常是就地取材.對(duì)于所分析的兩窯樣品，由表2可知兩窯青白瓷胎的化學(xué)組成有所不同.由表3可知兩窯青白瓷釉的化學(xué)組成也有所不同.

圖1中兩窯青白瓷胎被分到不同的兩大類中，這表明兩窯的胎料來源有所不同.圖2中兩窯青白瓷釉也被分到不同的兩大類中，表明兩窯的釉料來源或配方也有所不同.圖1和圖2表示用EDXRF和指紋化學(xué)組分散布分析相結(jié)合，可以較好地區(qū)分湖田窯和繁昌窯青白瓷器.

[1] 曹春娥，饒宗旺，陳云霞，等. 繁昌青白瓷的研究[J]，陶瓷學(xué)報(bào)，2009，30(1)：34-39.

[2] 劉新園，白焜.景德鎮(zhèn)湖田窯考察紀(jì)要[J]．文物，1980，11：39-47.

[3] 李融武，李國霞，趙維娟，等. 鈞臺(tái)窯出土鈞官瓷和古汝瓷的化學(xué)組成分析[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2014，50(1)：33-36.

[4] 李家治. 中國科學(xué)技術(shù)史-陶瓷卷[M]. 北京：科學(xué)出版社，1998：327-329.

[5] 鄧澤群，吳雋，李家治，等. 古陶瓷科學(xué)技術(shù)國際討論會(huì)論文集[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2002：173-178.

[6] 楊大偉，冀勇，李融武，等．古耀州瓷釉原料來源的指紋元素散布分析[J]．河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，40(6)：89-93.

(責(zé)任編輯：王浩毅)

To Distinguish the Greenish White Porcelain in Hutian Kiln and Fanchang Kiln by the Features Fingerprint Chemical Component

TIAN Zeng-guo1, YANG Da-wei1, LI Rong-wu3, LI Guo-xia2,ZHAO Wen-jun4, WU Han1, YAN Ping1

(1.PhysicalEngineeringCollege,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China;2.HenanRadio&TelevisionUniversity,Zhengzhou450008,China;3.DepartmentofPhysics,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China;4.InstituteofCulturalRelicandArchaeologyofHenanProvince,Zhengzhou450000,China)

In order to find out the relationship of greenish white porcelains from Hutian kiln and Fanchang kiln, the chemical composition of each body and glaze samples was determined by the energy dispersion x ray fluorescent (EDXRF), the features fingerprint chemical component were found, distribution data analysis showed that the greenish white porcelain body material source of Hutian kiln is relatively dispersed than that of Fanchang kiln. The chemical compositions of greenish white porcelain body and glaze in these two kilns are obviously different. The greenish white porcelain of Hutian and Fanchang kilns can be easily distinguished by EDXRF and distribution analysis.

Hutian kiln and Fanchang kiln; greenish white porcelain; the features fingerprint chemical component; distribution analysis; distinguish

2015-06-10

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目，編號(hào)51172212，50772101.

田增國(1971-)，男，河北隆堯人，碩士，講師，主要從事自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)及智能控制研究，E-mail:tianzg@zzu.edu.cn；通訊作者：閆萍(1981-)，女，河南輝縣人，本科，主要從事自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究，E-mail:yp@zzu.edu.cn．

田增國，楊大偉，李融武，等.用特征指紋化學(xué)組分鑒別湖田窯與繁昌窯青白瓷[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)：理學(xué)版，2015，47(3)：69-72.

TQ174

A

1671-6841(2015)03-0069-04

10.3969/j.issn.1671-6841.2015.03.013