考古領域應用

拉曼光譜在考古領域的應用

引言

考古是重現過去時代的科學,考古工作者通過古代人類活動留下的遺址、遺物等研究古人的生產、生活和社會活動等。傳統的考古方法是根據遺址和遺物的出土地點、字跡、圖案、器物的質地等去查找相關的歷史記錄或與同時期的器物進行比較研究。由於歷史記錄的不完整性或缺乏旁證,給傳統考古方法帶來了不少難題。現代物理技術特別是拉曼光譜技術在考古領域的應用為考古人員瞭解歷史提供科學的方法。古代人類活動留下的遺址、遺物等從不同的領域和側面反映了歷史上人們改造世界的狀況,是研究人類歷史的實物資料。對於歷史遺留物的分析,首先需要保護他們的完整性。歷史遺留物有的結構非常複雜,有的已經發生退化,為其鑒定工作帶來了困難。拉曼光譜技術是從分子層次表徵物質的分析方法,對樣品不會產生破壞,且樣品需求量小,檢測快速、靈敏、便捷,拉曼光譜技術已廣泛應用於考古研究中。

應用

明永樂青花瓷片的顯微拉曼光譜分析
對一塊明永樂青花瓷片上進行拉曼光譜檢測,最終得到以下拉曼光譜圖

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圖(1) 均勻無結晶物部分釉的拉曼光譜

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圖(2) 青花瓷上黑色網狀斑點的拉曼光譜

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圖(3) 青花瓷上的黃色斑點拉曼光譜

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圖(4) 青花瓷上的黑色顆粒狀斑點

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圖(5) 黑色條紋狀斑點拉曼光譜

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圖(6) 釉中白色結晶物的拉曼光譜


圖(1)500cm-1峰面積與1000cm-1峰面積比與瓷器燒制溫度相關聯。有望借此瞭解瓷器燒制溫度,圖(2)與圖(3)的拉曼光譜分析表明原料所用Fe比例較大,圖(4)的拉曼光譜分析表明含有氧化錳結晶,圖(6)的拉曼光譜分析表明其中含有Co3O4結晶。拉曼光譜作為分子層次的分析手段可方便快速的檢測出青花瓷的物質成分。

拉曼光譜作為無損、便捷的原位分析方法,適合對文物的準確分析研究。對青銅器的腐蝕物檢測、古代壁畫顏料檢測、古玉的真假鑒定等有著廣泛應用。拉曼光譜在文物分析上的應用,拓展了文物鑒定的途徑,提高了其科學性與可靠性。隨著拉曼光譜儀的靈敏度、解析度的提高,以及可擕式拉曼光譜儀的發展,該項技術在考古領域的應用將越來越普遍。


參考文獻
明永樂青花瓷片的顯微拉曼光譜分析,左鍵等