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    • 数据解谜!故宫研究员如何测算钧官窑的创烧年代?

      作者: 千钧 2017-09-12 来源: 钧瓷网

       【阅读提示】

       
      9月9日,在第十届禹州·中国钧瓷文化旅游节重要学术活动、禹州钧官窑址博物馆举行的“《钧窑通史》新书发布会暨钧窑学术研讨会”上,来自故宫博物院的文物科技研究领域科学家苗建民受邀详细公布了其学术团队历经多年从事的钧官窑“官钧”热释光测定古陶瓷年代研究成果,作出不支持陈设类官钧瓷器烧造年代“明代说”的结论。

      钧官窑年代之争缘何而来?热释光法如何为钧瓷测定年代?苗建民学术团队的研究数据如何为钧官窑年代之争解谜?本期小编带你深度解读实验数据,接近真相——
       
       
       
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      故宫博物院研究员苗建民在禹州钧官窑址博物馆公布热释光测定钧瓷样本年代研究成果
       
       
      背 景
      钧官窑年代之争:从“宋代说”到“明代说”
       
       
       
      宫廷旧藏《出戟尊》等陈设类钧窑瓷器烧造于何时?长期以来在学术界一直存有争议,与“北宋说”并存的观点还有“金代说”、“元代说”、“元末明初说”和“明初说”等。
       
       
       
      【2005年】
       
      2005年11月,由中国古陶瓷学会和河南省文物局联合主办了“2005中国禹州钧窑学术研讨会”。会上,故宫博物院的专家与上海博物馆的专家发表了不同的意见。
       
      故宫博物院的专家对北京故宫、台北故宫收藏的陈设类钧窑瓷器,分别与1974年禹州钧官窑梨园地窑址、2004年原禹州制药厂窑址(以下分别简称梨园地窑址、制药厂窑址)出土器物、残片标本以及同时期民窑钧瓷标本的造型、釉色、支烧方法、制作工艺等方面所具有的不同特征进行了比较研究,认为:
       
      两岸故宫博物院收藏的陈设类传世钧瓷可分为两类,即精致型陈设类钧瓷的烧造年代为北宋、烧造地在梨园地窑址,粗放型陈设类钧瓷的烧造年代为元代、烧造地在制药厂窑址。
       
      上海博物馆的专家采用热释光前剂量饱和指数法对制药厂窑址出土的数十件钧瓷标本和5件梨园地窑址出土的陈设类钧瓷残片进行了热释光年代测定,所得年代结果最早不会超过元代晚期至明代早期。他们认为:
       
      将陈设类钧瓷烧造年代定为北宋,缺乏历史文献、考古资料的依据,器物风格方面也缺乏相应的根据,更倾向于认为陈设类钧瓷烧造年代为明代早期。
       
       
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      【2006年】
       
      在“2006 中国深圳‘官钧’瓷器学术研讨会”上,深圳文物考古鉴定所的研究人员根据对约160件制药厂窑址出土官钧瓷片标本特征的综合研究,明确提出“官钧”瓷器的生产时间为明代永乐、宣德年间。
       
      会后,《中国文物报》对此发表了专题报道《“官钧”烧造于明代吗?》。
       
      支持“官钧”明代说的还有台北故宫博物院的余佩瑾、日本大阪市立东洋陶瓷美术馆的出川哲朗等学者。北京大学的权奎山教授也表示了谨慎的支持。
       
       
       
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      北京故宫馆藏钧窑月白釉单柄洗
       
       
      【2013年】
       
      2013 年,在故宫博物院召开的“钧窑学术研讨会”上,更多的专家发表了对于“官钧”烧制年代的不同观点。在这场关于“官钧”烧造年代的讨论中,各位专家尽管对于官钧明代说的观点各持己见,但其依据则基本上都是来自于古代文献、钧瓷器型、胎釉以及工艺特征等方面,不同之处仅在于各自的理解存有差异。
       
      上海博物馆的专家在上述人文资料的基础上,引入其热释光年代测定结果,坚定采信钧官窑瓷器“明代说”的观点。
       
       
       
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      北京故宫馆藏钧窑天蓝釉紫红斑碗
       
       
       
       
       
      研 究
      钧瓷年代的测定:为什么选择热释光法?
       

      什么是陶瓷中的热释光现象?
       
      热释光是陶瓷中放射性杂质和周围环境发出的微弱的核辐射通,长期作用在陶瓷器物中产生的一种效应。

      这些放射性杂质主要为U(铀)、Th(钍)和K(钾)等,它们的半衰期很长,故而将它们视为每年提供大小恒定的固定照射剂量(年剂量)的放射源。

      而陶瓷中的矿物晶体,如石英等晶格缺陷受到上述放射性核素发出的α、β和γ射线照射时,会产生自由电子,这些电子常被晶陷俘获并积聚。陶器在烧成过程中,电子会从晶陷中逃逸,使陶瓷晶体完全释放此前积累的辐射能,“归零”重置。

      自烧成后,陶器晶体便重新开始接受、贮藏大小恒定的固定辐射能。这些辐射能在陶瓷中逐年积累,其总的累积剂量(古剂量)与陶瓷最后一次加热烧制以来的年龄相对应。
       
       
       
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      石英晶体三维结构图
       
       
       
      科研学者为何选择热释光法来测定钧瓷的年代?
       
      苗建民研究员告诉钧瓷网记者:
       
      事实上,测定古陶瓷年代只有一种方法,就是热释光法。
       
      有人会问,碳14测年法也是一种十分成熟的科学方法,为何不采用呢?
       
      碳14测年法是根据碳14衰变的程度来计算样品年代的一种测量方法。在陶瓷烧制过程中,碳元素会在高温下以气体形式逐渐逸出。因此,一件古陶瓷的含碳量不足以分离出满足实验要求的测量样品。采用碳14测年法测定钧瓷年代不可取。
       
       
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      钧瓷烧制过程中,碳元素的氧化始于400℃左右。不完全燃烧则生成CO
       
       
      贴士:不必为身边的“放射性杂质”感到不安,特别是铀
       
      地壳中铀含量比金银还高
       
      地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5,即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀,这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。这些铀极难提取。
       
      自然界不存在游离态的金属铀,它总是以化合状态存在着。显然,正常情况下,大自然中的铀放射现象并不会对生物造成健康危害。
       
       
       
       
       
      测定
      苗建民学术团队:科学严谨的测定过程
       

      (温馨提示:本节内容过于专业

      如无兴趣可直接阅读下一节结论)
       
       

      一、实验样品
       
      实验样品均由河南省文物考古研究院提供,梨园地窑址出土钧瓷样品10个(其中1个样品热释光曲线异常,未采用),制药厂窑址出土钧瓷样品10个(其中2个样品热释光曲线异常,未采用;含1个素胎样品),见下图。
       
      科学实验必须严谨求是。苗建民讲述了一个保护样品数据的例子:
       
      团队在运送样品送检之前,考虑到通过火车站(机场)时,安检仪器的辐射会对样品造成影响,特别请有关单位开具了介绍信,使得样品在运输途中一路免检。
       
       
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      梨园地窑址出土钧瓷样品
       
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      制药厂窑址出土钧瓷样品
       
       
      二、计算公式
       
      根据上文介绍的热释光原理可知,样品年代=古剂量÷年剂量。
       
      古剂量与年剂量的概念,参见上文热释光内容中的介绍。
       
       
       
      三、古剂量测量与计算
       
      已有研究表明:对于距今 130~430 年的瓷器样品,热释光前剂量激活法与熄灭法得到的年代测定结果基本相当;但对于距今大于 450 年的瓷器样品,则需采用前剂量熄灭法方可得到合理的年代测定结果。据此,采用热释光前剂量熄灭法测量瓷器样品的辐照熄灭灵敏度,进而计算古剂量。
       
      更专业、精细的实验、测算过程不再一一介绍。
       
      最终,得到梨园地窑址和制药厂窑址标本的古剂量,见下表。
       
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      四、年剂量测量与计算
       
      放射性微量元素U、Th的测量方法依据《硅酸盐岩石化学分析方法第30部分:44个元素量测定》(GB/T 14506.30—2010)。
       
      氧化钾的测量方法依据《硅酸盐岩石化学分析方法第11部分:氧化钾和氧化钠量测定》(GB/T 14506.11—2010)。
       
      测量工作委托核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成,结果见下表。
       
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      五、热释光年代测量结果及误差修正
       
      根据计算公式“样品年代=古剂量÷年剂量”,计算得到梨园地窑址和制药厂窑址出土钧瓷标本热释光年代结果,见下表。
       
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      在统计学中,误差修正是一项科学、审慎的工作。
       
      苗建民学术团队科学考量了热释光年代测量随机误差、系统误差等。
       
      已有研究表明,采用前剂量法测定瓷器年代方法中的制样方法,古瓷器自烧成至今逐年累积的古剂量只包含器物内部放射性物质辐射的 β 剂量和保存环境中放射性物质辐射的 γ 剂量及宇宙射线剂量。
       
      为了更准确地测量和计算出所测钧官窑样品的实际年剂量值,研究中实际测量了环境土壤中U、Th放射性元素和氧化钾的含量,对环境土壤的含水率和氡逸散进行了修正。
       
       
      氡逸散修正
       
      钧官窑地处我国北方的河南禹州,气候环境比较干燥,环境土壤相对较为疏松,易于发生氡逸散。因此按照 40% 的氡逸散率,对环境土壤中铀系和钍系中的 γ 辐射剂量进行了修正。钧官窑瓷器胎体与普通陶片相比,更为致密,不易发生氡气的逸散,因此,未对标本自身作氡气逸散的修正。
       
      含水率修正
       
      因钧瓷相对于陶器而言比较致密,标本中含水率较低,水的衰减作用并不明显,未做修正;有关研究表明,北方土壤的含水率一般为 15% 左右,考虑到季节因素对所取钧瓷环境土壤含水率的影响,故根据北方土壤中含水率的一般水平,对钧瓷标本周围环境土壤含水率对年剂量的影响做了 15% 的修正。
       
      宇宙射线剂量考量
       
      宇宙射线是一种穿透力很强的高能粒子,由于埋藏土壤的吸收作用,宇宙射线对放置于土壤之上的古陶瓷和埋藏于一定深度土壤中的标本,对年剂量的贡献大小是不同的。梨园地窑址与制药厂窑址出土的钧瓷标本长年埋藏于地下,因此将这两处窑址出土钧瓷标本年剂量中宇宙射线的贡献定为 0.15 mGy/a。
       
       
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      来自宇宙空间的宇宙射线被地球磁场阻挡掉绝大部分后,少部分会到达地表
       
       
       
      结 论
      热释光年代测量:不支持官窑“明代说”
       
      梨园地钧瓷标本的真实年代有 95.5% 的概率落在距今 660~980 年的年代范围
       
      古陶瓷热释光年代测量结果近似服从统计学的正态分布规律,梨园地窑址、制药厂窑址出土钧窑瓷片标本的热释光年代结果分别为:820±80 年(1195),(±1σ);815±80 年(1200),(±1σ)。(注:σ为标准差)
       
      这意味着:梨园地标本和原禹州制药厂窑址出土钧瓷标本的真实年代分别是:
       
      有 68.3% 的概率落在距今 740~900 年和距今 735~895 年的年代范围内;
       
      有 95.5% 的概率落在距今 660~980 年和距今655~975 年的年代范围内;
       
      有 5% 的概率落在距今<660 年和>980 年,距今<655 年和>975 年。
       
      从统计学的意义讲,5%这样的小概率事件在通常的情况下被认为是不容易发生的事件。据此,本年代测定结果不支持陈设类官窑钧瓷烧制于明代的观点。
       
       
      上海博物馆专家的热释光测年未能测量实际年剂量
       
      在上海博物馆两位专家2005年发表的论文中,钧官窑瓷器的热释光年代测量结果,其古剂量值与本次标本测量的古剂量值基本相当。前后两批钧瓷残片标本热释光年代测量结果的差异,仅是由于10年前,受当时样品量的限制,未能实际测量瓷片标本的实际年剂量,使用了典型年剂量值,致使10年前测量的5个钧瓷残片标本的热释光年龄值相对较为年轻。
       
       
       
      根据学术团队的最终测量结果,我们可得如下表格:
       
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      我们再列出历史上的相关时间节点:
       
      距今649年(1368年)明朝建立
       
      距今655年(1362年)元顺帝至正年
       
      距今660年(1357年)元顺帝至正年
       
      距今735年(1282年)元世祖至元年
       
      距今738年(1279年)南宋灭亡
       
      距今740年(1277年)南宋端宗景炎年(元至元年)
       
      距今895年(1122年)北宋徽宗宣和年(金天辅年)
       
      距今900年(1117年)北宋徽宗政和年(金天辅年)
       
      距今975年(1042年)北宋仁宗庆历年
       
      距今980年(1037年)北宋仁宗景祐年
       
       
       
      遂得出以下解读:样本年代位于——
       
      北宋仁宗年至元顺帝年的概率为95.5%
       
      北宋徽宗年至宋末元初(金初至元初)的概率为68.3%
       
      北宋仁宗年以前或元顺帝年以后的概率为5%
       
       
       
      解读至此,剩下的就由读者诸君自己研判吧!
      编辑: junci3
        注:本站上发表的所有内容均为原作者的观点,不代表[钧瓷网]的立场,也不代表[钧瓷网]的价值判断。
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