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多种光学与光谱学技术集成对文物进行多维研究

导读: 本次研究获取了不同材质、不同时代的文物材料学和光学综合信息,实现了对不同几何尺寸、不同质地文物的三维扫描,获取了经历了漫长埋藏和清洗后肉眼几乎无法识别到的东周时期兽骨上的文字信息。

  近日,在河南省文物考古研究院的大力支持下,中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心联合深圳易尚展示股份有限公司、基恩士国际贸易(上海)有限公司、北京嘉元文博科技有限公司组成联合课题组,集成可移动式三维扫描仪、超景深3D显微镜、光学相干层析仪(COT)、可移动共聚焦激光Raman光谱、便携式minRaman光谱和便携式XRF(pXRF和HXRF)等多种光学和光谱学技术手段对河南新郑、平顶山、淮阳、巩县、登封、安阳出土的周代玉器、唐青花、陶瓷器、墨书兽骨以及曹操墓出土的700余件珍贵文物进行光学、光谱学、材料学和制作工艺等方面的综合研究。

  本次研究分两个阶段进行。课题组选取一些小型的新郑出土的东周玉器,在上海光机所先进行方法体系上的优化及合理组合,及时发现和解决了测试过程中遇到的具体问题,从而保证了现场原位无损分析的顺利进行。通过初步的方法分析测试:

  1.快速完成了对新郑出土的这批东周玉器玉材主要种属的判定,主要有透闪石、方解石、滑石、白云母、石英(含水晶、玛瑙和玉髓)等;

  2.对不同玉器玉材的透明程度、纤维粗细程度及包裹体在玉料中的包裹体分布状况进行了细致的分析;

  3.发现了这批玉器中透闪石玉器的玉料来源具有多源性,玉材的纤维结构粗细程度、颜色以及包裹体存在明显差异。不少透闪石玉器中含有石墨包裹体,这对古代玉器的产地溯源具有重要的参考价值;

  4.通过三维扫描和超景深3D显微观察与测量,获取了反映典型玉器精细的雕刻技法、纹饰特征加工工艺信息的彩色3D图片及多角度彩色拓片等。

  在第一阶段的基础上,联合课题组赴河南省文物考古研究院新郑工作站和河南省文物考古研究院郑州本部,对库房中不宜出库的多种更珍贵的文物进行综合原位无损分析研究,所分析的文物时代自西周至唐代,包括有大尺寸画像石砖、青铜礼器组合、仿青铜的陶器礼器组合、玉器、漆陶器、唐青花、墨书甲骨以及曹操墓出土的珍贵玉器等文物。

  本次研究获取了不同材质、不同时代的文物材料学和光学综合信息,实现了对不同几何尺寸、不同质地文物的三维扫描,获取了经历了漫长埋藏和清洗后肉眼几乎无法识别到的东周时期兽骨上的文字信息。研究为应用、改进和发展原位无损分析方法提供了丰富的实践经验,也为针对可移动文物的三维扫描设备的开发与应用以及多光谱的发展和应用提供了宝贵经验,同时,也实现了针对不同的研究需要,采用不同的光学和光谱学技术的优化组合。

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