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中国文物保护技术协会文物分析检测技术专业委员会2024学术交流会报告纪要

发布时间:2024-11-21

2024年11月2日至4日,中国文物保护技术协会文物分析检测技术专业委员会2024学术交流会在上海召开。学术交流会共设五场报告,来自全国各文博单位、科研院所、高校的30名专家、学者围绕文物分析检测技术研究及应用、可移动文物及不可移动文物检测与评估、考古研究中的科技应用等议题作相关学术报告。

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大会合影

11月3日上午,第一场学术报告由中国文物保护技术协会秘书长、故宫博物院文保标准部主任曲亮研究馆员、上海博物馆熊樱菲研究馆员主持。

上海博物馆文物保护科技中心副主任丁忠明研究馆员,发表了题为《无损检测技术在文物价值挖掘中的应用》的报告。他以钱镠墓出土的两把带木鞘铁剑和一件漆碗为例,阐述了X射线CT扫描、X射线荧光光谱等无损检测技术在揭示文物隐藏信息、制作工艺及保存状况方面的应用。这些技术不仅为文物的保护与修复提供了重要科学依据,还挖掘出了众多珍贵信息,为文物的展示与利用开辟了新视角和新途径。研究进一步证实了无损检测技术在文物保护与研究领域具有广阔的应用前景。

中国国家博物馆文保院副院长成小林研究馆员作了《洞幽烛微:金属锈蚀物的拉曼谱图解析》,首先概述了拉曼光谱在金属锈蚀物研究中的应用情况,介绍了该方法在检测过程中的优缺点,并对碱式氯化铜、锡锈蚀物和含碳物质等不同产物的谱图进行解析,总结出一定的规律性特点,强调了拉曼谱图解析和数据库建立对文物研究具有重要意义。

故宫博物院文保科技部主任雷勇研究馆员作了《非取样分析方法研究中西绘画技法的融合》,介绍了表面增强激光拉曼光谱、原位三维荧光等非取样分析技术在古代染料中的研究。具体以故宫清代宫廷画师冷枚的两幅作品为例,通过透射光、侧光、红外和紫外线摄影以及XRF元素成分扫描检测和观察,识别出作品中运用的背脱色、工笔、留白等绘画技法和多种绘画材料,加深了对于画师如何融合中西两种绘画传统的技术认知。

浙江大学胡瑜兰副教授作了《基于DNA技术的文物材料分析研究》,简述了有机质遗存的分类,根据材料来源可分为动物源性和植物源性两大类,并对不同检测分析方法特点进行介绍。随后,通过具体研究案例展现了DNA检测技术的实际应用情况,为文物材料的分析鉴定及其来源研究提供了科学依据和新的选择。

中国科学技术大学范安川教授《释光测年的材料、方法与精度》报告,系统介绍了释光测年方法在文物考古领域的研究情况,包括释光测年法适用的材料、测定上下限、精度和工作流程等内容,该方法的测年结果对于研究现代人起源、考古遗址年代测定、古陶瓷断代与产地研究、岩画暴露年龄、青铜铸造工艺、考古材料发光光谱等问题有着重要意义。受限于实际情况,释光测年方法在具体应用时仍存在一定问题有待未来继续深入探讨。

中国科学院高能物理研究所李毓博士后作了《高能同步辐射光源硬X射线纳米探针在文物分析检测中的应用展望》,首先概述了高能所目前拥有的大型科学装置,其中,高能同步辐射光源(HEPS)是新一代在建装置,其主要性能指标位居世界前列。随后,他详细介绍了HEPS硬X射线纳米探针线站的实验布局及技术指标,该装置能深入探测文物材料的结构、应变、化学状态等信息,揭示材料特性、制作工艺和使用历史,为文物保存现状和优化保护措施提供科学依据。

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第一场大会报告

11月3日下午,第二场学术报告由浙江大学张秉坚教授、陕西历史博物馆张群喜研究馆员主持。

浙江大学艺术与考古学院院长助理、考古与文博系系主任张晖教授作了《彩绘文物中有机着色剂的谱学分析方法体系》,介绍了彩绘文物中的颜料使用情况,通过现场调查和实验室研究,建立起一套古代彩绘文物有机着色剂的光谱和质谱分析方法体系。采用XRF、显微观察、多光谱摄影、光纤荧光光谱、液相色谱-质谱、表面增强拉曼等多种检测方法,对新疆克孜尔石窟、森木塞姆石窟、阿斯塔纳墓葬、陕西墓葬壁画等地彩绘文物中的有机着色剂进行研究,探究其成分、来源和装饰技法等使用情况,研究结果为丝绸之路贸易、文化等相关研究提供了科学佐证。

故宫博物院王飒馆员作了《中国绢本画霉变病害高光谱智能识别与虚拟恢复研究》,介绍了书画中霉变病害的影响,较传统分析方法,高光谱能获取更为丰富的光谱信息。以故宫一幅绢本画为案例,介绍了该方法的应用过程,首先建立起画霉变与颜料标准光谱信息库,之后再进行特征谱段智能筛选,研究确定并筛选出霉变病害特征谱段,最后再结合3D CNN模型进行信息提取,对霉变区域的信息进行恢复,实现文物的虚拟修复。这项研究对于书画类文物霉变病害的快速无损识别与修复保护具有重要意义。

广东省博物馆王嘉堃博士后作了《碱式氯化铜同分异构体的差异、转化与影响》,对彩绘壁画上的绿色无机颜料碱式氯化铜进行研究,它包括羟氯铜矿、副氯铜矿、斜绿铜矿及氯铜矿四种同分异构体。通过制备不同的同分异构体样品,并借助超景深显微、SEM、TEM、低波数拉曼、太赫兹技术等检测方法和探究实验,证实了四种同分异构体之间存在的差异和特定的转化顺序。研究结果为解释麦积山和克孜尔石窟中不同位置绿色颜料存在色差的原因提供了科学依据,同时也为壁画色彩的还原和艺术史研究提供了新思路。

中国科学院上海光学精密机械研究所李星枰博士作了《出土波罗的海琥珀的老化机理分析》,采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体发射光谱和热裂解气相色谱质谱等方法对地质未老化和出土老化的波罗的海琥珀进行分析,发现海琥珀老化后羧酸基团含量增多,酯基含量下降长期埋藏使得羧酸盐形成含硫二萜降解,从而分别导致琥珀文物钙含量上升且硫含量下降。对比出土样品和地质样品中的老化标志物,证实出土琥珀变脆的关键原因聚合半日花烷型二萜的氧化和琥珀酸酯化交联结构的水解,最后提出低氧、低光强和较低湿度的环境更适宜长期保存重度老化琥珀文物

湖南省文物考古研究所张晓英馆员作了《临武渡头古城遗址出土简牍保存状况分析》报告,介绍了临武渡头古城遗址出土的简牍情况,通过检测井水和简牍系列指标对简牍埋藏环境和保存状况进行了分析,发现两井中水质酸碱性不同,埋藏环境导致简牍变色,木质中纤维素和半纤维素成分降解较严重,保存现状较差,面临饱水变色、糟朽等多种病害。最后,对未来加强微生物防治、脱色脱水和信息提取等工作做出展望。

中国国家博物馆王克青副研究馆员作了《云南考古出土铜器黏合剂分析研究》,以云南石寨山、李家山出土的镶嵌绿松石/孔雀石铜饰品为研究对象,利用三维视频显微镜、扫描电子显微镜-能谱仪、拉曼光谱、傅里叶变换显微红外光谱和热辅助水解甲基化-热裂解-气相色谱/质谱等手段检测了铜饰所使用的粘合剂。结果表明,石寨山M47黏合剂材料包括了干性油、角粉/骨灰及少量蜡类;李家山M17粘合剂则包括了干性油、角粉/骨灰和少量漆。研究首次科学地检测出铜饰的粘合剂成分,加深了对于中国西南地区青铜时代孔雀石/绿松石镶嵌工艺的认知

中国科学技术大学的研究生孙栩菡作了《常州周塘桥南宋纪年墓研究——墓主用药考证》,对常州周塘桥遗址M1墓内出土一批疑似中药遗存进行了研究,采用显微分析、湿化学显色法及液相色谱质谱联用技术等多种分析方法,对遗存成分进行了鉴定,结果显示其含有麻黄碱,推测遗存为麻黄类药材,随葬于墓中可能与墓主患有慢性疾病有关。

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场大会报告

11月3日下午,第三场学术报告由中国科学院上海光学精密机械研究所李青会研究员、湖北省博物馆文物保护中心主任江旭东研究馆员主持。

重庆理工大学钟年丙教授作了《砂岩裂孔水玻璃浆料修复过程温湿度及微应变空间分布变化信息原位实时检测方法研究》,为了研究石窟修复化学浆料固化机理及其与石窟本体间的相互作用机制,构建了光纤Bragg光栅(FBG)温湿度及微应变传感阵列系统。利用FBG传感器系统原位实时检测了不同温度条件下,不同直径裂孔砂岩内部水玻璃浆料固化过程浆料的温湿度、微应变以及砂岩表面微应变的空间分布信息。利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射及X射线光电子能谱等离线技术分析了砂岩样品修复前后表面形貌和物质成分的变化特征。

长沙市文物考古研究所唐小红馆员作了《湖南长沙桃花岭陪葬墓M4出土铜器的检测分析及整体保护修复》,概述了桃花岭墓葬考古的发掘保护工作,遗存先从现场打包提取,之后带回至实验室进行室内清理。利用金相显微镜分析、SEM-EDSXRDXRF和铅同位素组成测定等方法对出土器物进行分析,发现青铜器为铅锡青铜铸造组织锈蚀产物主要包括SnO2Cu2O、CuO、PbCO3Pb3O4SiO2部分含有孔雀石、蓝铜矿及砷铅矿SnO2应是来源于粘附在文物上的土锈青铜器的矿料可能来源于两处不同的铜矿。最后,介绍了这批铜器清理、粘接加固以及套箱定制和复原、防霉处理等后续的保护修复工作。

大同市博物馆贾延勤馆员作了《北魏平城时期墓葬出土嵌玻璃铅釉陶器的科学分析》,介绍了北魏平城时期墓葬出土嵌玻璃釉陶器及其特点,采用超景深三维显微系统、SEM-EDS方法,器物的微痕特征、显微形貌及化学成分体系进行分析,发现器物胎体是北方典型的高铁易熔黏土釉层为低温铅釉镶嵌玻璃的成分体系不完全相同。结合嵌玻璃釉陶的纹饰特点,认为其产地应在北魏平城,装饰风格来源于外来的嵌宝石金银器。这一结果为研究中国古代釉陶器和玻璃器的发展及传播提供了科学信息,同时对中外文化交流的研究具有重要价值。

湖南省文物考古研究所肖亚副研究馆员作了《鸡叫城遗址屈家岭文化黑陶的科技研究》,对鸡叫城遗址出土屈家岭文化时期黑陶标本进行研究,利用EDXRF、XRD、SEM-EDS、超景深显微镜、激光拉曼光谱仪、光学热膨胀仪等仪器,分析了黑陶的成分、物相、显微结构和烧成温度等信息,并对制陶原料和烧制工艺特点进行探讨,发现普通黑陶和磨光黑陶呈现黑色都是由于渗碳所导致,但烧成温度和渗碳温度存在差异,磨光黑陶烧成前后的磨光、抛光处理,且渗碳温度低、保温时间长使其渗碳层呈-微球结构,最终导致表面呈现出炫光虹彩

上海视觉艺术学院王斌副教授作了《基于联用分析技术在清代油画保护修复中的应用》,以清代油画为例,采用OM观察分析μXRF、X-radiography、SEM-EDX、μRaman和ATR-FTIR等检测技术绘画材料及其制作技艺开展分析与特征研究,构建多模态联合分析方法获取文物多元信息,全面解读画作状况及其制作工艺,解释相关绘画材料的退化过程。同时,针对检测结果制定相应的保护修复计划,并提出在最佳条件下进行干预处理。该研究为探索现代科技分析技术及其方法在中国早期油画保护修复中的应用提供参考

奉贤博物馆王珊珊馆员作了《油画材料在文物保护与修复中的协同作用》,首先介绍了油画材料选择、使用及保存在作品创作与修复中的重要作用。其后,从实际使用绘画材料的经验出发,以油画媒介剂为例,对材料性能及传统与现代材料进行对比,展开绘画材料对文物检测技术的影响研究,对绘画材料的长期耐久性与保护性进行评价,提供平衡保护与创作需求的方法等,为油画文物保护与修复人员提供材料选择和操作经验上的参考。

中国科学院高能物理研究所许琼副研究员作了《曲面微区X射线荧光光谱仪研制及其在文物研究中的应用》,首先介绍了微区X射线荧光光谱仪的使用原理,通过多毛细管透镜对激发X射线进行微聚焦,逐点扫描、拼接,进而获得元素分布图像。针对现有封闭式小型设备和开放式平面扫描设备存在一定局限性的问题,对设备做出了进一步改进,提出一种曲面自适应的开放式微区X射线荧光光谱成像系统,以实现多自由度运动,对多种物体表面进行自动导航高精度扫描

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场大会报告

11月4日上午,第四场大会报告由北京科技大学魏书亚教授、浙江省博物馆马丹副研究馆员主持。

北京大学考古文博学院副院长崔剑锋教授作了《三星堆器物坑青铜器的“生命史”研究-铅同位素考古视角》,通过对商代青铜器普遍含有高放射性成因铅时空分布规律的总结,将其应用于三星堆铜器的研究当中,揭示了不同类型铜器的铸造年代和使用时间。结合对器物坑的碳十四测年,揭示了三星堆青铜器从铸造到埋藏的“生命过程”。

首都博物馆何秋菊研究馆员作了《科技检测在明赵谅墓漆棺实验室考古中的应用研究》,对北京石景山南宫净德寺遗址附近出土的一具描金彩绘漆棺进行实验室考古提取和科技保护。报告综合采用光学显微镜(OM)、X射线探伤(X-ray Detection)、扫描电子显微镜能谱(SEM-EDS)、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、激光拉曼光谱(LRS)、能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)、X射线衍射(XRD)和热裂解气相色谱质谱(PY-GC-MS)等多种现代仪器。结果表明,该漆棺棺木采用杉木。漆棺不同部位髹漆工艺各异,颜料为朱砂、雌黄、金粉、花青等,主画面褐色底漆、描金层、罩漆,底座红色漆皮、白色底漆的制成材料包括桐油、大漆、蛋白质类材料以及雪松油、松香等。XRD和还原酚酞试验法表明,漆灰层采用了砖灰等硅酸盐黏土,未添加血料。研究结果对于中国传统漆艺的传承和彩绘漆棺的修复具有重要意义。

北京科技大学的研究生白瑞佳作了《应用热裂解气相色谱质谱分析技术对古代疑似酒的初步研究》,采用热裂解气相色谱质谱(Py-GC/MS)技术首先对现代参考酒进行研究,然后将该技术和方法应用到对古代酒的分析鉴定中。古代疑似酒样品包括一个来自考古发现的宋代瓷瓶中的液体样品及汉代青铜器中的液体及底部固体样品,在宋代样品中发现了乳酸、富马酸、琥珀酸、苹果酸及丁香酸这5种有机酸以及一些长链脂肪酸。

福州大学厦门工艺美术学院刘柳教授作了《分析测试技术在实验室考古研究中的应用-以甘肃张家川马家塬M52木棺的研究为例》,对马家塬M52木棺开展实验室考古研究,包括X光探伤、三维建模及各类分析测试技术被用于实验室考古的预探测、出土文物的材料工艺与保存状态的研究,在修正发掘方案的同时完成出土文物信息的多维度提取。

中国地质大学(武汉)方婷博士作了《大溪文化大水田遗址出土黑色玉石器检测分析新认识》,对该遗址出土的黑色玉石器进行了系统的科技检测分析,采用宝石学测试、X射线粉晶衍射分析(XRD)、红外光谱分析、拉曼光谱分析等现代科技手段,对20件黑色玉石器饰品进行了全面的材质鉴定,这些饰品主要由黑滑石构成,可能源自同一矿床。

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场大会报告

11月4日上午,第五场大会报告由中国文化遗产研究院可移动文物保护修复研究所副所长、科技鉴定研究中心副主任马菁毓研究馆员和广东省博物馆文物保护科技中心主任张欢研究馆员主持。

西北工业大学杨军昌教授作了《宝鸡市陈仓区博物馆藏唐代金钗首的无损检测与初步研究》,以宝鸡陈仓区博物馆藏一金钗首为研究对象,对其尺寸形制、图案纹饰进行观察研究。结合考古资料,发现此类型金钗首较罕见,其形状与图案均由金薄片、金丝、金珠拼合缀焊制成。通过显微观察、X射线探伤、带能谱的扫描电镜分析等无损方法对金钗首进行检测,获取了纹饰图案、材料属性与加工工艺等相关信息,为考古学、艺术史、科技史材料工艺史深入研究提供资料

北京交通大学张楠教授作了《基于交通振动与模型修正的典型古代石拱桥服役性能研究》,以北京万宁桥为研究对象开展现场动力测试,分析得到万宁桥的自振频率、振型等模态参数,进而根据现行规范对其结构振动状态进行评价。然后,建立万宁桥的初始有限元模型并以现场实测数据为依据,以桥梁的主要材料为待修正参数,对有限元模型进行修正。最后,依据现行桥梁检定规范对万宁桥进行表观检测,统计桥梁的主要病害情况,对桥梁的技术状况等级进行综合评估,对流程的服役性能做出综合评价。

上海大学张悦副教授作了《砂岩质石窟风化现状评估与机理研究》,科学评估了洞窟岩壁的砂岩风化现状,综合采用超声波、X射线荧光技术对第10窟的2个不同壁面开展原位无损检测;在实验室内开展水、热、酸性气体多因素耦合的模拟风化试验,结合多种技术对砂岩质量、超声波速、表面特征、化学成分以及微观结构进行检测分析,探究风化的动态发展规律。

中国矿业大学(北京)研究生齐国栋作了《明长城用石灰砂浆和砖分析:成分、结构、性能及粘结机理》,研究了传统砂浆和烧结砖的材料成分、制作工艺、微观结构演变和力学性能,对比了现代修复材料与原始材料的成分和性能,并研究了传统石灰砂浆与砖之间的界面相互作用。

北京化工大学研究生刘遨宇作了《塔尔寺彩画组成及制作工艺的多分析方法研究》,探究塔尔寺其彩画的年代绘制特征、工艺特点以及材料使用情况,使用三维视频显微镜、拉曼光谱、扫描电镜能谱、红外光谱、X射线衍射、超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱等多种分析技术对取自不同位置的彩画样品进行了分析。研究结果可为塔尔寺彩画的保护修复提供科学依据。

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场大会报告

在会议的闭幕环节,中国文物保护技术协会文物分析检测技术专业委员会主任、上海博物馆研究馆员丁忠明了总结发言。他指出,本次会议通过30位专家的深入交流与探讨,不仅展现了文物分析检测技术的最新进展和实际应用成果,同时也为未来的发展指明了方向和目标。在相关技术领域专家的持续支持和指导下,相信文物分析检测技术将得到更广泛的推广和应用。会议最后,参会代表从17位海报展示学者中,投票评选出6荣获优秀海报奖。

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获优秀海报奖代表合影