科研项目
中国蓝和中国紫研究

中国蓝和中国紫研究



秦咸阳宫紫



中国深蓝



中国深蓝的电镜照片


中国深蓝拉曼谱




  中国蓝中国紫研究课题概述


  本课题通过自然科学和人文科学相结合的方法,首先查阅疏理了近几十年的考古文献,掌握了从西周到两汉时期相关考古出土物以及墓室壁画颜料的整体情况,然后根据调查资料,对博物馆与考古所中此类物品实地调查取样;同时采用现代仪器分析他们的物理化学特征:对采自文物上的中国蓝(汉蓝)和中国紫(汉紫)样品颗粒进行偏光显微粉末法对比,研究各地样品晶体形态的异同,并采用激光拉曼显微镜以及扫描电镜等微区分析方法,从矿物学和晶体学角度,获取制造工艺中的有关信息。通过综合研究,初步判别与证明了中国蓝和中国紫的制造乃为中国古代先民的发明创造,实验室试制成功这两种颜料,为了解古代工艺提供了实验依据。


  经过综合研究,初步建立了这两种无机物制造使用的年代范围和地域轮廓,为进一步理清其制造技术演变脉络创造了条件。另外,通过标准合成物和考古出土材料的对比研究,了解其制造工艺,评估了中国古代颜料化学制造科技水平。


  1.1.1 分析研究工作


  采用偏光显微分析、激光拉曼光谱、扫描电镜—能谱分析和X射线衍射分析等仪器,对采自超过23处考古遗址的40件文物样品进行了分析研究,在其中17处的29件文物样品上分析出了中国蓝(汉蓝)和中国紫(汉紫)颜料。从矿物学和晶体学角度,获取了制造工艺的相关信息,科学判别了这两种颜料为人工合成制品。


  颜料分析     料器分析


  1.1.2 中国蓝中国紫的使用地域和时代


  依据中国出土文物研究结果,中国紫出现在春秋早期,而中国蓝出现在战国早中期。此一时期,他们均出现在含铅与钡的费昂斯制品中,还没有以颜料的方式使用。在战国晚期和西汉时期,大量的紫色颜料其成分为中国紫,偶尔也混有中国蓝夹杂,但很少发现中国蓝单独作为蓝色颜料使用。目前,中国蓝和中国紫用作颜料,其使用地域包括陕西、河南、甘肃、江苏及山东地区,以紫色颜料为主多发现于壁画、彩绘陶器中。东汉之后,中国紫与中国蓝制作与使用销声匿迹。


  在中国之外,日本于公元前1世纪到公元2世纪出土的管状费昂斯珠子和一件玻璃器上也发现了中国蓝(汉蓝或汉青)。


  1.1.3 制作工艺


  1)在危山西汉墓、西安西汉长乐宫宫殿遗址等十四处紫色颜料中除发现了中国紫或中国蓝晶体颗粒外,还同时存在有BaCu2Si2O7蓝色晶体,为文物样本中首次和较大量的发现,表明我国古代人工合成的硅酸铜钡颜料除中国蓝(BaCuSi4O10)和中国紫(BaCuSi2O6)外,新增加了蓝色BaCu2Si2O7晶体。从结构上来说,中国蓝最稳定,中国紫和BaCu2Si2O7是其中间产物。


  SiO44-→Si2O76-(BaCu2Si2O7)→Si4O128-(BaCuSi2O6)→Si8O208-(BaCuSi4O10)


  蓝色BaCu2Si2O7晶体是中国紫的附属产物。在危山汉墓的一个例子中,BaCu2Si2O7为主要成分,大多数情况下并不单独作为一种颜料使用。蓝色BaCu2Si2O7的发现对于研究中国蓝和中国紫的制造过程非常重要。


  2)在西汉长乐宫宫殿遗址壁画、西安理工大新校区西汉壁画墓、洛阳卜千秋汉墓壁画、咸阳宫遗址壁画、山东青州香山汉墓彩绘俑、西安出土的汉代彩绘陶罐以及洛阳市西工区C1M3943战国墓出土八棱柱等十三处考古地的出土物上均同时分析出了中国蓝和中国紫,说明了它们的共存现象非常普遍,进一步证实了中国蓝和中国紫在制备过程的关联性。


  3)在西安南郊秦墓浅蓝色耳铛等含有中国蓝中国紫的料器上,以及秦俑彩绘、危山汉墓等彩绘等十二处考古出土物的拉曼图谱中均有1055峰,应为铅的碳酸盐,进一步证实了添加铅化合物是作为助熔剂的推测。


  1.2 创新点


  1.2.1初步确定了中国蓝中国紫使用年代范围为:上限春秋早期,下限东汉;地域范围为:甘肃、陕西、河南、山东和江苏省等;


  1.2.2 首次并较大量的在文物样本中发现了BaCu2Si2O7;


  1.2.3 实验室成功制备出中国蓝、中国紫和BaCu2Si2O7;


  1.2.4目前考古出土样品含有铅元素以及与天然样品对比的差异,提供了人工制造的证据;


  1.2.5 初步建立了出土样本中国蓝中国紫标本库;


  1.2.6在古代颜料分析手段中,激光拉曼显微分析法与偏光显微分析法相结合,优势互补,增加了分析的准确性和可靠性,具有广阔的应用前景。


  1.3 应用前景和社会经济效益


  本课题的研究成果对考古工作者认识此两种人造颜料以及进一步扩展分析研究工作提供了可靠依据,明确了方向,避免了许多不必要的额外分析工作;


  本课题的研究成果对理解我国古代科技发展水平,弘扬我国古代文明,具有显著意义;


  本课题在国内首次如此大规模、有步骤、系统地对中国蓝中国紫这两种颜料进行科学研究,改变了此前主要由国外科学家分析和研究的局面。


   编辑:李想


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