考古分析1

1、考古分析,,,安陽縣安豐鄉(xiāng)西高穴村,甲字形，坐西向東是一座帶斜坡墓道的雙室磚墓，規(guī)模宏大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由墓道前后室和四個(gè)側(cè)室構(gòu)成。斜坡墓道長39.5米，寬9.8米，最深處距離地表大概是15米，墓平面略呈梯形，東邊寬22米，西邊寬19.5米，東西長18米，大墓占地面積740多平方米,公元220年正月，洛陽，曹操叱咤風(fēng)云的一生在66歲這年走到盡頭。“我死后，要葬在鄴城西面靠近西門豹祠(就在今天的安陽縣安豐鄉(xiāng)豐樂鎮(zhèn))的山岡上，后事要從簡，要

2、薄葬，用普通的衣服裝殮，墓里不要放金玉珠寶?！?他叮囑家人說：“你們以后要經(jīng)常登上鄴城的銅雀臺，向西望，那里就是我的墓?！痹谶z囑中交代，墓地要選擇在地勢較高，土壤貧瘠，無法耕種的地塊，而不要占用良田。墓上不堆土，不樹碑，不留地面標(biāo)志。曹操的墓地在他身后很長一段時(shí)間是公開的。后來，墓上的所有地面標(biāo)記毀于漳河洪水，隨著時(shí)間流逝，他的長眠之處逐漸成謎。六大證據(jù)：規(guī)模 、方位、器物、薄葬、石牌石枕、遺骨墓地方位相吻合：西高穴村，就在西門豹

3、祠以西刻有“魏武王”銘文的石牌和石枕：曹操生前封“魏王”，死后謚號“武王”墓室中發(fā)現(xiàn)的男性遺骨，據(jù)鑒定年齡在60歲左右，也與曹操終年66歲吻合曹操和其夫人卞氏的印章沒有找到,,應(yīng)用各種技術(shù)對古物進(jìn)行分析鑒定是研究和復(fù)原古代人類物質(zhì)文化生活面貌不可缺少的手段。① 確切地區(qū)分古物。例如古代的銅有純銅，有銅錫、銅鉛或銅錫鉛等合金，憑直觀難以區(qū)分。又例如古代鐵器有的是隕鐵制的，易與人工煉制的鐵制品混淆。然而隕鐵中含鎳量高，使用分析鑒定

4、技術(shù)很容易鑒別。中國河北藁城臺西遺址出土的一件商代銅鉞的鐵刃，曾被誤認(rèn)為是人工冶煉的，經(jīng)分析鑒定系人工鍛打的隕鐵。② 研究古物的制造工藝。例如通過金相分析可以究明金屬的制造工藝。用此方法確證了中國早在漢代以前就掌握了炒鋼、百煉鋼、鑄鐵脫碳鋼等卓越的制鋼工藝。③ 探明物質(zhì)的來源。確定遺址中出土物或其原料的來源，可以說明古代交通運(yùn)輸、貿(mào)易往來、生產(chǎn)水平等許多問題。通過成分分析尤其是對照特征元素譜，可為確定物質(zhì)的來源提供重要線索。例如

5、中國唐宋以前的玻璃含鉛量很高，而埃及和歐洲的古玻璃基本上是不含鉛的，因此如在中國發(fā)現(xiàn)了不含鉛的古玻璃器，一般可以考慮是外來品。④ 檢驗(yàn)真?zhèn)?。長期以來區(qū)分古物的真?zhèn)味际菓{人們的經(jīng)驗(yàn)，對古物的形象、風(fēng)格進(jìn)行觀察，并結(jié)合歷史文獻(xiàn)加以判斷?，F(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展使區(qū)分古物的真?zhèn)斡辛丝煽康目茖W(xué)依據(jù)。例如使用鈦白是1920年以后的事，如果在古畫的顏料中檢驗(yàn)出鈦白，則此畫就不可能是真品。又如有的仿古陶瓷制品，真假難辨，但若使用熱釋光方法判別，古陶器會

6、有明顯的熱釋光現(xiàn)象，而現(xiàn)代制品則極少。例如1940～1950年，有一批被認(rèn)為是中國河南輝縣出土的戰(zhàn)國陶俑，出現(xiàn)在歐洲古董市場，真假難分。1972年英國牛津?qū)嶒?yàn)室對其中的22件器物做了熱釋光鑒定，結(jié)果證明全部是近代制品。,,考古中分析考察技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣，幾乎每一種新型的分析技術(shù)都能發(fā)揮作用。對樣品的光學(xué)觀察已從一般的顯微鏡發(fā)展到各種專用的金相、礦相顯微鏡，以及最現(xiàn)代化的電子掃描顯微鏡，利用射線照相技術(shù)還可以更清楚地了解樣品深部的結(jié)構(gòu)。

7、傳統(tǒng)的濕化學(xué)分析，原則上可以分析各種物質(zhì)的所有元素及其含量。它精確度高，適用于主要成份的分析，但取樣量多，操作繁瑣，過程較長。然而濕化學(xué)分析方法仍然具有重要性，各種分析方法的校準(zhǔn)，大多要以濕化學(xué)分析的結(jié)果為基準(zhǔn)。采用物理方法作化學(xué)成份分析，取樣量少，分析速度快，操作過程和數(shù)據(jù)處理利用計(jì)算機(jī)技術(shù)自動化程度高，在現(xiàn)代分析工作中占有相當(dāng)大的比重。,,發(fā)射光譜分析：適用于無機(jī)物質(zhì)如金屬、燧石、陶器、玻璃等的定性和半定量分析（精確度約3～5％）。

8、它取樣少，僅需幾毫克。同時(shí)靈敏度較高，還常用于定性分析和微量元素的分析。原子吸收光譜分析：適用于分析金屬，非金屬等無機(jī)制品。取樣少，僅1～10毫克;精確度是儀器分析方法中較高的，可達(dá)1％?？梢詼y物質(zhì)中大量（57Fe的穆氏譜，研究陶器中鐵心型礦物，推定陶器的燒制火候和窯的類型等。熱分析。在把樣品從室溫加熱到1000℃的過程中，可以觀察到各種各樣的物理化學(xué)變化。具體分析方法有差熱分析、熱重量分析和熱膨脹分析等?？脊派铣Ｓ脕矸治鎏掌髦械牡V

9、物及其結(jié)構(gòu)的變化以及陶器燒制時(shí)的溫度等。同位素質(zhì)譜分析。用于物質(zhì)中穩(wěn)定同位素比的分析。如分析貝殼、骨頭中的氧的穩(wěn)定同位素18O/16O比，可以了解它們的生存環(huán)境；分析碳的穩(wěn)定同位素14C/12C比，可以了解大理石的產(chǎn)地、古代人類和動物的食譜及以植被等；通過鉛同位素分析，則可以了解鉛的來源等。斷代技術(shù) 　應(yīng)用于考古的年代測定方法，包括：古地磁斷代、放射性碳素?cái)啻?、熱釋光斷代、骨化石含氟量斷代、?氬法斷代、裂變徑跡法斷代、 樹木年輪斷

10、代、氨基酸外消旋法斷代、黑曜巖水合法斷代、鈾系法斷代等。其中應(yīng)用最廣泛的是放射性碳素?cái)啻浯斡袩後尮鈹啻诺卮艛啻?，?-氬法斷代等。而樹木年輪斷代在距今數(shù)千年內(nèi)是最精確的測年方法，定出的年代幾乎沒有誤差，可以與日歷年相對應(yīng)，但不能普遍應(yīng)用。近30年來由于年代測定方法的發(fā)展和應(yīng)用，為第四紀(jì)以來人類的發(fā)展史提供了絕對年代依據(jù)，為建立舊石器時(shí)代晚期和新石器時(shí)代以來的世界史前年代學(xué)體系奠定了比較可靠的基礎(chǔ)。,碳14斷代法,1950年，美國

11、芝加哥大學(xué)教授W·F·Libby創(chuàng)立了14C斷代法，被視為史前考古學(xué)中一場劃時(shí)代的革命，并因創(chuàng)立該法而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在探尋中國新石器時(shí)代早期的文化遺存，進(jìn)行夏文化的探索和先商、先周文化的研究方面，放射性碳素?cái)啻灿兄匾耐苿幼饔?。其他幾種斷代方法， 例如熱釋光斷代、古地磁斷代、鉀-氬法斷代、骨化石含氟量斷代、鈾系法斷代等，都已陸續(xù)采用。 14C法建立在活的有機(jī)體中14C/12C之比保持恒定（1.3×

12、10-12），而死的有機(jī)體中14C的含量由于衰變而逐漸減少這一基礎(chǔ)上，,自然界中14C/12C之比保持恒定（1.3×10-12）， C12：C13：C14是98.9：1.1：10-10 。碳C14放射β粒子后蛻變?yōu)镹14，半衰期為5730±40年,反應(yīng)式為:C14→N14+β 源泉：大氣高空層宇宙射線中子和大氣中氮核起核反應(yīng)產(chǎn)生碳-14: n+7N14→6C14+1H1 與氧結(jié)合生成C14O2分子，必然與原有

13、CO2混合參加自然界碳的交換循環(huán)運(yùn)動,植物通過光合作用將CO2結(jié)合成植物組織,動物依植物為生,這就使生物界都混入了C14.動物通過排泄、死亡,植物通過腐爛、沉積,進(jìn)入表層土壤而使C14進(jìn)入土壤,大氣與廣大海面接觸, CO2又與海水中溶解的碳酸鹽和CO2進(jìn)行交換,因此海水、海生物及海底沉積物中都含有C14。所以，凡是和大氣中的CO2進(jìn)行過直接或間接交換的含碳物質(zhì)都包含C14。處于與大氣互相交換的各種物質(zhì)在名地的C14水平基本上是一致的 。

14、,陸地生物、海洋生物在生命過程中由于同大氣經(jīng)常交換，衰變掉的C14經(jīng)常能得到補(bǔ)充，但一旦停止了交換（如死亡、沉積），其C14就再得不到補(bǔ)充，C14水平因衰變而降低，每5730年降為原有水平的一半值。因此測量標(biāo)本現(xiàn)存的C14放射性水平和它原始放射性水平相比較，就可以算出死亡或停止交換的年代，當(dāng)然，幾千年或幾萬年前處于交換狀態(tài)的動植物的放射性水平是無法測知的，但若假定這種產(chǎn)生C14的自然現(xiàn)象幾萬年來都沒有什么變化，就可以用現(xiàn)在世界各地處于交

15、換平衡狀態(tài)的動植物放射性水平，作為標(biāo)本的原始放射性水平，即所謂“現(xiàn)代碳”放射性標(biāo)準(zhǔn)。,我國文物考古工作者應(yīng)用14C斷代法，取得了許多重大成就，其中有些成果甚至改變了舊的觀點(diǎn)。如河套人、峙峪人、資陽人和山頂洞人等，原來認(rèn)為其活動年代為5萬年或5萬年以上，但應(yīng)用14C斷代法證明其均在4萬年以內(nèi)，甚至山頂洞人可晚到1萬多年，這一研究結(jié)果表明舊石器晚期文化變遷和進(jìn)展速度比考古工作者原先想象的要快。再如，在漢代冶鐵遺址中曾發(fā)現(xiàn)有煤的使用，這一發(fā)現(xiàn)

16、使一些考古工作者認(rèn)為在漢代時(shí)就已把煤用于冶鐵，但后來從鐵器中l(wèi)4C的鑒定結(jié)果推斷，我國在宋代才開始把煤炭用于冶鐵，盡管漢代冶鐵遺址中發(fā)現(xiàn)有煤,但并末用于煉鐵。14C的半衰期=5730年,考古學(xué)上是利用14C的放射性進(jìn)行考古斷代的,如何計(jì)算出文物的年代？,m=（1/2）n ×m0,案例,例：古蓮子測得C14殘余量與原始含量的比為87.9%，則古蓮子是多少年前的遺物？（lg 0.879=lg0.5×t/5730）

17、t =1066年 1923和1951年在中國遼寧省約200呎深泥層中發(fā)現(xiàn)3000年以上的古蓮子。1951年日本千葉縣發(fā)現(xiàn)2000多年前的古蓮子,並由研究者大賀一郎培植成功, 命名為「大賀蓮」,,,,由于這一方法所依據(jù)的是原子核的變化。這種變化不受周圍環(huán)境的物理、化學(xué)條件的影響，而C14半衰期（5730年）正適用于對幾千年到幾萬年的標(biāo)本進(jìn)行斷代。另外，一些含碳的物質(zhì)，如木、草、骨、貝殼等動植物遺骸在古代遺址中普遍存在，因此，C14法

18、自1950年建立起，就成為有力的斷代手段而廣泛應(yīng)用于史前考古學(xué)和第四紀(jì)晚地質(zhì)學(xué)，為建立舊石器時(shí)代晚期和新石器時(shí)代以來的世界史前年代學(xué)體系奠定了比較可靠的基礎(chǔ)。（why 不能更早？）,理論上放射性元素的原子只有經(jīng)歷無限長時(shí)間才變?yōu)榱?，?shí)際上，經(jīng)歷7個(gè)半衰期原子數(shù)就變?yōu)樵瓉淼模?/2）7 一般可以忽略。 地球上的交換碳近數(shù)萬年來基本恒定，但 19 世紀(jì)后半葉工業(yè)活動的增加， 20 世紀(jì)原子彈 的爆炸形成的工業(yè)效應(yīng)、原子彈效應(yīng)，已減

19、少了大氣中 14 C 的含量 1850—1950 年間的樣品因工業(yè)化過程釋放的 CO2 使得 14C 測年數(shù)據(jù)稍偏老（用樹木年輪法校正 ）,,加速器質(zhì)譜碳十四測年方法（ AMS— —Accelerator Mass Spectrometry ）：是加速器技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)和探測鑒別技術(shù)的綜合。 以對碳14原子計(jì)數(shù)代替對β粒子的計(jì)數(shù) 取樣量少：20-50μg ；誤差不超過 0.3%±18 年；測定年代擴(kuò)展到 7.5-10

20、 萬年 ；不受環(huán)境影響，不象β計(jì)數(shù)要考慮宇宙光體。,鈾系法斷代,利用鈾系、釷系子體放射性在樣品中的不平衡性測定年代的技術(shù)的總稱。鈾-238、鈾-235、釷-232等長壽命放射性同位素在自然界分布廣泛（礦石），它們各自經(jīng)過一系列的衰變，最后分別變成穩(wěn)定的鉛-206，鉛-207，鉛-208。實(shí)驗(yàn)上是將樣品用酸溶解，然后用離子交換萃取等方法將鈾、釷、鏷分離，并用電沉積方法制成放射源，用α能譜儀進(jìn)行探測和分析，最后計(jì)算出年代。鏷-231的

21、半衰期是32500年，可利用來斷代的范圍為5千至15萬年，釷-230的半衰期是75200年，可利用來斷代的范圍為1萬至40萬年，鈾-238的半衰期是45億年。,熱釋光（Thermoluminescence）斷代,是指固體在受輻射作用后積蓄的能量在加熱過程中以光的形成釋放出來的一種物理現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是一次性的，也就是固體在受輻射作用后，只有第一次被加熱時(shí)才會有光被釋放出來。在以后的加熱過程中，除非重新再接受輻射作用，否則將不會有發(fā)光現(xiàn)象。

22、（與離子晶體缺陷有關(guān) ） 它與一般的熾熱發(fā)光不同，是放射性能量儲存的標(biāo) 志，釋放后又因繼續(xù)受放射性照射而重新積累。絕對斷代法（有損檢測方法，一次性）,陶瓷斷代,一件元代青花“鬼谷子下山”罐在紐約拍出近2.3億人民幣。對于陶瓷來講，其中含有大量的礦物晶體，如石英、長石和方解石等，這些晶體長期受到核輻射（如α、β和γ）的作用，積累了相當(dāng)?shù)哪芰?，因此若把陶瓷加熱，將可觀察熱釋光現(xiàn)象，熱釋光的強(qiáng)度與它所接受的核輻照的多少成正比

23、。由于陶瓷所受的核輻射是來自于自然環(huán)境和陶瓷本身所含的微少的放射性雜質(zhì)（如鈾、釷和鉀40等）。其放射性劑量相對恒定，因此熱釋光的強(qiáng)度便和受輻時(shí)間的長短成正比。在陶瓷的燒制過程中原始的熱釋光能量都會因高溫（900~1300℃）而全部釋放掉，就象是把[TL時(shí)鐘]重新拔至零點(diǎn)。此后陶瓷重新積累TL信號，所以最后所測量得到的TL信號，是與陶瓷的燒制年代成正比，這就是熱釋光斷代的基本原理。石英晶體具有最強(qiáng)的熱釋光效應(yīng) 。,,年份較遠(yuǎn)的陶瓷，光的

24、強(qiáng)度較強(qiáng).相對年份較近的陶瓷器(如明清瓷為100~600年，有效劑量是0.5~3Gy)，它的光強(qiáng)會很弱，測試難度也相應(yīng)地提高 常規(guī)熱釋光測定方法對于唐代以前的高古陶瓷器斷代是十分準(zhǔn)確的，但對宋代以后的器物，特別是明清瓷，由于歷史上累積的輻射當(dāng)量較低，所以熱釋光的反應(yīng)及靈敏度就變得相當(dāng)?shù)停嬖谳^大的誤差。,測量方法是先用輻射劑量照射陶瓷樣品，計(jì)算出能夠引發(fā)同量的天然熱釋光所需的輻射劑量，此劑量就是天然熱釋光的“輻射當(dāng)量”.將測得的陶瓷

25、每年接受的輻射劑量代入下列簡單公式中就能計(jì)算出它的年齡: 　　年齡=輻射當(dāng)量/年劑量. 必需對光強(qiáng)度以及年劑量兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行精確測量,在歐洲古董市場, 曾有售價(jià)很高的“戰(zhàn)國陶俑”出現(xiàn)，人們難辨其真假, 后來，英國牛津?qū)嶒?yàn)室采用熱釋光技術(shù)—一種化學(xué)中的熱分析方法進(jìn)行鑒定，結(jié)果證明是近代制作的贗品。其所以熱釋光方法能推斷古陶的年代，這是因?yàn)檎惩林泻?有石英、長石、云母等固體結(jié)晶顆粒，受粘土中少量長壽命天然放射性物質(zhì)如238U、232Th、4

26、0K 等及宇宙射線作用，一部分電子躍遷到高能級上。當(dāng)用粘土燒制陶器的時(shí)候，這些高能級上的電子以熱釋光的形式將能量釋放又回到低能級，而古陶從燒成時(shí)起，重 新受其中放射性物質(zhì)和宇宙射線作用，低能級電子再一次向高能級躍遷，這樣，陶器的燒成時(shí)間越長，年代愈久，則  積累的能量也就越多，也就是說，古陶的熱釋光強(qiáng)度與本身受到輻射的時(shí)間(即燒成時(shí)間) 成正比，因此，測量古陶樣品的熱釋光強(qiáng)度，就可以計(jì)算出古陶燒成的年代。,在文物考證上的應(yīng)用,

27、我國出土古代玻璃（琉璃)的地區(qū)已遍及二十多個(gè)省市。那么這些出土的玻璃究竟是國內(nèi)燒制的還是出外國傳入的呢?化學(xué)在判定這些文物的產(chǎn)地上顯示了其價(jià)值—這可以通過測定玻璃中鉛的含量而確定。原來，我國唐宋以前的玻璃主要是鉛鋇玻璃, 其成分屬Na2O-PbO-BaO-SiO2系統(tǒng)玻璃，而西方和印度古代玻璃屬于鈉鈣玻璃類。,玉石,一般來說，凡硬度在7度以上，色澤美麗，受大氣及藥品作用不起化學(xué)變化，產(chǎn)量稀少，極為寶貴的礦物統(tǒng)稱為寶石。摩氏硬度：由十

28、種礦物組成，按它們的硬度從小到大分為10級：滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃玉、剛石、金剛石 。指甲的硬度約為2～2.5；銅鑰匙的硬度約為3；小鋼刀的硬度約為5～5.5；玻璃的硬度約為6,,金剛石：  亦名金剛，俗稱金剛鉆、鉆石或水鉆，成分為C,是碳元素的一種同素異形體，常為無色透明，硬度為10，是礦物中最硬的。剛玉：   透明晶體，硬度為9，僅次于金剛石，主要成分為

29、Al2O3，有無色、紅色、藍(lán)色、星彩的。無色透明的也叫白玉；含Ti(IV)或Fe(II)、Fe(III)呈藍(lán)色的叫青玉，也叫藍(lán)寶石；含Cr(III)呈紅色的叫紅玉，也叫紅寶石；面現(xiàn)星彩的又叫星彩寶石。綠柱石：  亦稱綠玉、綠寶石，透明至半透明晶體，硬度為7，多為翠綠、淡綠、亦有無色或藍(lán)、黃、白、粉紅色者，主要成分為3BeO ·Al2O3·6SiO2。其中，含CrO3呈翠綠者叫綠柱玉，又叫翠玉或祖

30、母綠；含鐵呈透明藍(lán)色的叫海藍(lán)寶石；含銫呈玫瑰色者叫玫魂綠柱石。玉：（1）軟玉的成分為Ca(Mg,Fe)3(SiO3)4，硬度為5.5～6； （2）硬玉：成分為NaAl(SiO3)2,結(jié)晶或致密塊狀,有濃綠、淡綠或白色,綠色者常名翡翠，略透明，硬度為6.5～7,較軟玉難溶解?？兹甘撼煞譃?Cu2(OH)2CO3，由含銅礦物受碳酸及水的作用而形成，光澤似金剛石，色翠綠，間有呈孔雀尾之彩紋。水晶 ：&

31、#160; 六方柱狀純石英晶體（SiO2），無色透明。含錳和鐵者稱紫水晶；含鐵者( 呈金黃色或檸檬色 )稱黃水晶；含錳和鈦呈玫瑰色者稱薔薇石英，即粉水晶；煙色者稱煙水晶；褐色者稱茶晶；黑色透明者稱為墨晶（當(dāng)二氧化硅結(jié)晶完美時(shí)就是水晶；二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙；二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石；二氧化硅晶粒小于幾微米時(shí)，就組成玉髓、燧石、次生石英巖 ）琥珀   成分為碳?xì)浠衔铮–10H16

32、O），非晶體,透明至半透明，有赤褐等色，硬度為2～2.5，摩擦能生電。,熱分析,根據(jù)物質(zhì)在不同溫度下所發(fā)生的脫水、分解、氧化等熱效應(yīng)特征的一種儀器分析方法。它包括熱重分析和差熱分析等 。熱重分析：是測定礦物在加熱過程中的重量變化。由于大多數(shù)礦物（軟玉礦物、岫玉礦物、孔雀石等）在加熱時(shí)脫水，因而失去一部分重量，故又稱失重分析或脫水實(shí)驗(yàn)。通常采用熱天平測定礦物在不同溫度下所失去的重量而獲得熱重曲線。曲線的形式?jīng)Q定于水在礦物中的存在形式和在

33、晶體結(jié)構(gòu)中的位置，組成玉石的礦物不同，脫水曲線也不同，由此來鑒別玉石。,案例,河北省滿城漢墓出土的金縷玉衣分析：二氧化硅（SiO2）55.11％～55.60％，氧化鋁（Al2 O3）0.62％～1.24％，氧化亞鐵（FeO）5.13～5.12％，氧化鎂（MgO）22.02％～23.02％，氧化鈣（CaO）12.15％，氧化納（Na2O）0.35％，氧化鉀（K2O）0.25％，結(jié)晶水（H2O+）0.57～0.62％，吸附水（H2O-）0.

34、18～0.47％。換算成礦物晶體化學(xué)式后發(fā)現(xiàn)，玉衣的玉石組成礦物是透閃石--陽起石礦物。斷定：玉衣的玉質(zhì)不是岫玉（岫玉由蛇紋石礦物組成），而是軟玉。當(dāng)進(jìn)一步把化學(xué)分析結(jié)果同已知產(chǎn)地的軟玉比較時(shí)，又發(fā)現(xiàn)很像新疆和田玉，由此推測玉材可能來源于新疆和田玉，為考古工作者探索古玉來源地提出了科學(xué)鑒定依據(jù)。,文物保護(hù),如苯三氮唑(BTA)是銅及銅合金優(yōu)良的緩蝕劑，而BTA被借鑒用于青銅器的保護(hù)，也取得了良好的效果。一般出士的漆木文物都飽含水分，

35、易發(fā)生干縮、變形、彎曲、脫皮、干裂、因而必須脫水定形。明礬[KAl(SO4)2·12H2O]法就是漆木文物脫水定形的常用方法之一。這種方法主要是利用了明礬在不同溫度下水溶性差別大的特點(diǎn),先將飽含水分的漆木文物在濃的明礬溶液中煮沸數(shù)小時(shí)，這一過程使明礬充分滲入文物內(nèi)部，然后趁熱拿出，冷卻時(shí)明礬溶解度減小凝結(jié)在木質(zhì)內(nèi)部而將其中的多余水分排出。這樣既排除了漆木文物中的多余水分，還對文物有加固作用。壁畫顏料中的鉛白[Pb2(OH)2

36、CO3]由于受空氣中硫化氫氣體的作用而變成黑色的硫化鉛，影響畫面的色澤，當(dāng)用過氧化氫處理時(shí)，就可使黑色的硫化鉛氧化成白色的硫酸鉛。19世紀(jì)初期照相定影技術(shù)比較原始，許多保留下來的照片已經(jīng)褪色，而將褪色照片經(jīng)反應(yīng)堆中子照射使銀活化，把照片緊貼在照相膠片上使之感光，原像就會再現(xiàn)出來,,具有精細(xì)花紋的金屬工藝品，表面常常銹蝕得不能看清，強(qiáng)行除銹就可能造成損壞。若用 X射線照相，往往可以清晰地顯現(xiàn)出原來的花紋，然后再除銹并復(fù)原或復(fù)制就比較穩(wěn)妥

37、可靠 。對于腐朽的木質(zhì)藝術(shù)品，可放在真空封閉室內(nèi)，填以塑料單體分子，用γ源照射使之聚合，以形成木頭和塑料的復(fù)合體。這樣不但保持了原物的式樣，還增加了強(qiáng)度，不怕風(fēng)吹日曬，不受干濕環(huán)境影響，可以長久保存 。,中子活化分析,通過鑒別和測量試樣因中子輻照感生的放射性核素的特征輻射，來進(jìn)行元素和核素分析的方法。 中子是電中性的，所以當(dāng)用中子輻照試樣時(shí)，中子與靶核之間不存在庫侖斥力，一般通過核力與核發(fā)生相互作用。核力是一種短程力，作用距離為10

38、-13厘米，表現(xiàn)為極強(qiáng)的吸引力。中子接近靶核至10-13厘米時(shí)，由于核力作用，被靶核俘獲，形成復(fù)合核。復(fù)合核一般處于激發(fā)態(tài)（用*表示）,壽命為10-12～10-16秒，退激發(fā)。若靶核俘獲中子形成復(fù)合核后放出光子（γ射線），則被稱為中子俘獲反應(yīng)。高靈敏度、多元素的非破壞分析、無損分析方法中子活化分析的樣品日趨復(fù)雜,例如，環(huán)境科學(xué)中的大氣顆粒物，生命科學(xué)中的生物組織，地球化學(xué)中的隕石，考古學(xué)中的陶、瓷器等，都要求同時(shí)提供數(shù)百個(gè)樣品中的幾

39、十種元素的含量。,光緒之死,1908年11月14日傍晚，光緒帝駕崩（37歲）；第二天，慈禧太后斷氣（74歲）。慈禧派人毒死說（不愿光緒重新掌權(quán)）；袁世凱賄賂太監(jiān)（戊戌變法出賣光緒怕慈禧死后光緒報(bào)復(fù)）下毒說；太監(jiān)李蓮英下毒說（得悉光緒帝日記中說慈禧死后將誅殺袁世凱和李蓮英）；生病自然死亡說。死因百年無定論，近代史上的一樁疑案。,崇陵（光緒陵墓）1938年秋被盜，棺槨中殘留的光緒和隆?；屎箢^發(fā)、遺骨、衣物等其他物品。測定砷含量（分段,

40、采用中子活化分析）：兩縷頭發(fā)均含有大量的砷（第1縷最大值2404微克/克，第二縷最大值362.7微克/克），同時(shí)比對測試：當(dāng)代人：0.14~0.59微克/克；隆?；屎螅?.20微克/克，清末某干尸頭發(fā)：18.2微克/克。同時(shí)提取光緒遺骨及衣物樣品測定：骨骼、衣物胃區(qū)部分均高含量的砷；內(nèi)層衣物大大高于外層，再對棺槨、墓內(nèi)其他隨葬品和陵墓周圍水土測定（排除環(huán)境污染）。結(jié)論：砒霜急性中毒。誰是兇手（慈禧？ ）,『考古中的分析化學(xué)』,我國歷史

41、悠久，文物品種眾多，文物數(shù)量龐大，除了歷代流傳下來的傳世品，地下出土物亦層出不窮。,然而文物在漫長的自然和歷史的發(fā)展變化過程中，會發(fā)生這樣那樣的變化，甚至出現(xiàn)難識廬山真面目，造成難于識別其年代與價(jià)值。怎樣才能在不破壞文物的情況下得到更多的信息，成為一個(gè)大難題?。?！,怎么辦？,嘿嘿！幸虧科學(xué)技發(fā)展了，現(xiàn)代分析儀器來幫忙！尤其是X射線光譜分析儀，真是文物無損分析的好幫手！,,X射線是一種波長短、能量高的電磁波(波長0.001～50nm)

42、。當(dāng)用X射線照射物質(zhì)時(shí)，除發(fā)生散射和吸收現(xiàn)象外，還會造成原子內(nèi)的電子發(fā)生電離，內(nèi)層軌道的電子脫離原子，形成一個(gè)空位，使原子處于激發(fā)態(tài)，外層電子自動向內(nèi)層跳去填補(bǔ)這個(gè)空位，從而發(fā)射出一定能量的X射線。它的波長和能量與原來照射的X射線不同，所以將其稱為次級X射線，又叫X射線熒光。 X射線熒光的波長往往取決于物質(zhì)中元素的種類，每一種元素，都有其特定的X射線熒光的能量和波長，于是可以分辨出該物質(zhì)中所含元素的種類。同時(shí)，根據(jù)物質(zhì)被激發(fā)的X射線熒

43、光的強(qiáng)度，能測出其中所含元素的含量。,不同元素具有自己的特征譜線——定性基礎(chǔ) 。,,X射線熒光分析儀主要由激發(fā)、色散（波長和能量色散）、探測、記錄和測量以及數(shù)據(jù)處理等部分組成 ?！ 射線熒光分析法可用于冶金、地質(zhì)、化工、機(jī)械、石油、建材等工業(yè)部門，以及物理、化學(xué)、生物、地學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)等。還可用于測定涂層和金屬薄膜的厚度和組成以及動態(tài)分析等。,X射線光譜分析在考古中的應(yīng)用,鑒定古物的年代鑒定古物的真?zhèn)舞b定古物的材質(zhì),,

44、1965年在湖北楚墓中出土的越王勾踐劍，應(yīng)用X-射線熒光分析方法，由于不同元素具有不同的特征x-射線熒光，且其強(qiáng)度反映了元素含量，因而人們推測該劍身為銅錫金，并經(jīng)過了硫化處理。應(yīng)用化學(xué)方法，考古工作者研究考證了文物的制作工藝。,對書畫的鑒定除了鑒定紙張的年代外， 最重要的就是鑒定書畫上墨跡和顏料 的成分和年代，近年來，考古家運(yùn)用X射線分析技術(shù)分析了古代墨的成分，找出其中的規(guī)律，進(jìn)而判斷古字畫的創(chuàng)作年代。比如使用松煙墨表明是宋代時(shí)

45、期的畫，使用油煙墨，則表明是明清時(shí)期的畫。,,,骨骼中的鈾含量是隨時(shí)間的增長而增加，用X射線熒光測定骸骨中的含鈾量，就可以確定其時(shí)代。,樓蘭美女3800年后展歡顏,鑒定古物的材質(zhì),蟻鼻錢，是先秦楚國的貨幣，又叫鬼臉錢，由于是春秋、戰(zhàn)國時(shí)期的，很多考古學(xué)家理所當(dāng)就地認(rèn)為是青銅器，經(jīng)x射線熒光分析，雖然也是銅錫鉛合金，但有的含鉛量卻高達(dá)70%～80% ，所以將它歸納到青銅類顯然是不妥的。,習(xí)題一,在美國出土的三葉蟲化石中，其鈾238與鉛20

46、6的比例為93:7（U238最終衰變產(chǎn)物是Pb206），請估算其形成年代（鈾-238的半衰期是45億年），地質(zhì)年代應(yīng)是？,習(xí)題二,在都靈發(fā)現(xiàn)一塊映有裸體男人影像的裹尸布，據(jù)說曾經(jīng)是包裹過基督耶穌的葬尸布。1988年不同實(shí)驗(yàn)室分別利用C-14斷代法進(jìn)行了測定，不確定度在±50年（95%置信度）。若其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)室測得這塊裹尸布每克每分鐘C-14放射性計(jì)數(shù)為13.2次，而相同材質(zhì)當(dāng)代布料的每克每分鐘C-14放射性計(jì)數(shù)平均為15.5次

47、。（C-14的半衰期取5720年）請計(jì)算這塊裹尸布距測定年代的時(shí)間。你認(rèn)為會否是包裹過基督耶穌的葬尸布？,地質(zhì)年代,宙，代，紀(jì)，世：描述生物在不同地質(zhì)時(shí)空的發(fā)展程度， 一般以首先研究它們時(shí)期巖石的地點(diǎn)來命名。宙 顯生宙 ----- 現(xiàn)代生物存在的時(shí)期。 元古宙 ----- 久遠(yuǎn)的原始生物的時(shí)期。 太古宙 ----- 初始生物的時(shí)期。 冥古宙 ----- 生命現(xiàn)象一始的時(shí)期。代 新生代 ----- 現(xiàn)代生物的時(shí)期。 中

48、生代 ----- 中等進(jìn)化生物的時(shí)期。 古生代 ----- 古代生物的時(shí)期。,紀(jì) 寒武紀(jì) (Cambrian) ----- 取名于拉丁文Cambria, 即威爾士。 奧陶紀(jì) (Ordovician) ---- 名稱來自大不列顛的古老部落 (奧陶部落)。 志留紀(jì) (Silurian) ---- 名稱來自大不列顛的古老部落 (志留部落)。 泥盆紀(jì) (Devonian) ---- 名稱來自英國德文郡 (Devonshire)。 石

49、炭紀(jì) (Carboniferous) ---- 名稱自來大不列顛群島的含煤的巖石 。 二疊紀(jì) (Permian) ---- 取名于俄羅斯的彼爾武省(Perm)。 三疊紀(jì) (Triassic) ---- 來自拉丁文 "三" (Trias)。 侏羅紀(jì) (Jurassic) ---- 取名于法國與瑞士之間的汝拉山 (Jura Mountain)。 白堊紀(jì) (Cretaceous) ---- 取自拉丁文 Creta,