第36卷，第12期 2016年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 36, No. 12· pp4045-4051
December, 2016
古代多色硅酸盐制品的光谱学分析及方法学研究
王雪培，赵虹霞，刘松，李青会
中国科学院上海学精密机械研究所科技考古中心，上海201800
摘要采用自主搭建的多光谱成像系统、便携式X射线荧光光谱仪（X-rayfluorescencespectrometer， XRF）、激光拉曼光谱仪（laserRamanspectrometer，LRS)对5件战国时期多色硅酸盐制品的表面物质的光谱特性、化学成分和物相结构进行了无损分析，根据多光谱图像中的光谱响应情况，对样品表面物质进行了区域划分，并发现样品表面的多数蓝、绿、紫色系区域出现荧光现象。XRF检测结果表明不同区域的化学成分存在明显差异，但多数区域均以SiO2，PbO，BaO为主要化学成分，5件样品基本属于铅锁硅酸盐体系，而且出现荧光区域皆是铜离子致色。LRS精确检测出各个区域中的玻璃相、中国蓝、中国紫、石英、赤铁矿、铅白、无定形碳等物相，并发现产生可见发光二极管致近红外荧光的物质为中国蓝和中国紫。利用X射线衍射技术(X-raydiffraction，XRD)验证了LRS检测结果的正确性。本研究将多用于书画分析的多光谱成像面检测技术与常用于硅酸盐文物成分分析的XRF和LRS技术进行有效结合，提出了一套更为高效的无损的分析古代多色硅酸盐制品的研究方法。光谱图像与X射线荧光光谱、微光拉受光谱数据的结合，将样品的光谱特性与化学构成联系起来，有助于提高硅酸盘文韧的分析效率，加强对硅酸盐文物的整体认识，和降
低硅酸盐文物的受损风险，关键词
硅酸盘文物；多光谱成像：激光拉变光谱：X射线荧光光谱
中图分类号：0433
引言
文献标识码：A
D0I: 10. 3964/j. issn. 10000593(2016)12-4045-07
精细解析样品有重要的意义。在文物保护领域，多光谱成像被广泛应用于书画类文物的研究-1，关于多光谱成像应用于古代硅酸盐制品的分析研究报道还较少，
近年来越来越多的无损分析技术应用于古代硅酸盐制品的研究，如X射线荧光光谱（X-rayfluorescencespectrosco-py，XRF）、扫描电镜、激光拉曼光谱（laserRamanspectros-copy，LRS)、电子探针等，为考古研究提供了可靠的科学依据1。但随着形状各异、成分复杂的硅酸盐制品出土数量目益增多，点测量技术逐渐显现出检测效率低、测量方式固定等劣势，硅酸盐文物分析的高效性和便捷性显得愈加重要，引入新的检测技术以及将不同检测技术进行有效结合成为研究重点。
多光谱成像技术是一种集成像和光谱分析于一体的非介人、面检测技术，可以较灵活地对目标样品进行远距离成像，对一些体积较大或者难以移动的样品可以方便地实现原位采集，光谱图像拥有较高光谱分辨率和较宽的成像范围，可以精确反映物质反射光谱的情况，达到高效区分不同物质，突显痕迹物质和荧光物质的目的，对于整体认识样品和
收稿日期：2015-11-30，修订日期：2016-04-11
采用自主搭建的多光谱成像系统对所选取的5件战国时
期的多色硅酸盐制品进行表面物质表征和区分，并结合XRF 和LRS点测量技术进行微区化学成分和物相分析，形成一套更为高效的分析古代硅酸盐制品的研究方法，
实验部分 1
1.1样品
5件战国时期文物样品由上海玻璃博物馆提供，包括2 件蜻蜓眼珠，2件管状器物，1件八棱柱状制品，样品概要描
述见表1，样品照片见图1。 1.2仪器与方法
1.2.1多光谱成像分析技术
多光谱成像系统为中国科学院上海光学精密机械研究
所科技考古中心自行搭建，成像系统共有三组LED照明光
基金项目：科技支撑计划课题项目（2013BAK08B08），国家自然科学基金项目（51402326，11374314)资助作者简介：王雪培，1992年生，中国科学院上海光学精密机械研究所硕士研究生
e-mail; wangxp0929@126, com
万方数据系人e-mail：qinghuil@sina.com