摘要：在當(dāng)下，現(xiàn)代儀器分析檢測與文物保護(hù)工作的結(jié)合愈發(fā)緊密。通過科學(xué)的分析檢測判斷文物的保存狀況，制定有針對性的保護(hù)修復(fù)方案，是文物科技保護(hù)工作的重要內(nèi)容。文章介紹幾種常用的館藏文物分析方法和儀器設(shè)備，并結(jié)合工作實際對應(yīng)用案例加以闡述。

關(guān)鍵詞：館藏文物；分析方法；應(yīng)用實例

文物保護(hù)工作是博物館職能的一個重要組成部分，隨著時代的發(fā)展，文物保護(hù)工作的重點正逐漸從被動的搶救性保護(hù)修復(fù)向主動的預(yù)防性保護(hù)轉(zhuǎn)變。新時代的文物保護(hù)工作與化學(xué)、物理、生物、儀器分析等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)合得更加緊密，許多具有物理、化學(xué)、生物、材料、美術(shù)等專業(yè)背景的人才加入文物保護(hù)行業(yè)，極大地促進(jìn)我國文物保護(hù)技術(shù)水平的快速提升，文物保護(hù)學(xué)正在向綜合性的交叉學(xué)科邁進(jìn)[1]。遼寧省博物館作為中央與地方共建國家級重點博物館，在文物保護(hù)部門設(shè)置專門的儀器分析室，配備各類專業(yè)的分析設(shè)備，用于分析檢測和研究文物。筆者結(jié)合工作實際，介紹一些常用的館藏文物分析方法及應(yīng)用案例。

一、常用的館藏文物儀器分析方法

博物館的文物保護(hù)工作與醫(yī)生給人治病的原理相似，因此文物保護(hù)工作人員也可以稱為“文物醫(yī)生”。在對文物本體開展保護(hù)修復(fù)之前，文物保護(hù)人員要先對文物進(jìn)行“體檢”，針對文物的材質(zhì)、成分和現(xiàn)狀，使用各種現(xiàn)代分析儀器進(jìn)行分析檢測，然后根據(jù)檢測結(jié)果及文物本體的實際情況，制定科學(xué)合理的保護(hù)修復(fù)技術(shù)路線和方案。保護(hù)修復(fù)方案經(jīng)專家評審、文物行政主管部門批準(zhǔn)后，保護(hù)修復(fù)項目才能具體實施。

館藏文物主要有四類常用的儀器分析檢測方法：第一類是透視分析，主要設(shè)備是二維X射線探傷和微焦點工業(yè)CT。透視分析主要用于觀察文物的內(nèi)部構(gòu)造、缺陷、裂痕、鑄造工藝、修復(fù)痕跡等，有時也可以幫助文物鑒定人員辨別文物的真?zhèn)?。第二類是形貌觀察，主要設(shè)備是超景深顯微鏡和掃描電子顯微鏡，這兩種設(shè)備應(yīng)用非常廣泛，幾乎所有類別的文物都適用。前者是光學(xué)成像，景深大，可以觀察文物表面的真實形貌；后者是電子成像，放大倍率高，可以觀察文物的微觀細(xì)節(jié)。第三類是元素分析，主要設(shè)備包括X射線熒光光譜儀（XRF）、能譜儀（EDS）、激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀（LIBS）等。元素分析可以定性或定量給出文物的元素種類和含量，對于文物的研究、修復(fù)和復(fù)制都有重要作用。第四類是物相分析，主要設(shè)備是激光拉曼光譜儀（LRS）、傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、X射線衍射儀（XRD）等。拉曼光譜可以分析書畫、壁畫顏料的成分，傅里葉變換紅外光譜可以判斷紙張纖維的老化程度，X射線衍射可以測定金屬文物的銹蝕物種類和晶型等。

二、館藏文物常用分析儀器及應(yīng)用實例

1.二維X射線探傷

X射線是一種特殊的電磁波，對應(yīng)波長范圍是0.01—10納米，其特點是波長短、頻率高、能量大。X射線可以穿透物質(zhì)，在穿透過程中有衰減，能使膠片感光，根據(jù)感光膠片可以判斷文物的內(nèi)部情況[2]。X射線探傷機(jī)分為兩大類：一類是便攜式X射線探傷機(jī)，另一類是固定式X射線探傷機(jī)。一臺典型的便攜式X射線探傷機(jī)主要包括主機(jī)和控制器，主機(jī)里面安裝X射線管，加高壓后可產(chǎn)生X射線。測量時文物底部放DR膠片，主機(jī)對準(zhǔn)文物，調(diào)整好焦距，拍攝后讀取DR膠片即可。根據(jù)文物的材質(zhì)、大小和厚度等實際情況，通過控制器可以調(diào)整主機(jī)參數(shù)，使用與文物相適應(yīng)的電壓、電流和時間進(jìn)行探傷檢測。

一件館藏銹蝕嚴(yán)重的鐵器，通過數(shù)碼相機(jī)拍攝圖片，可以看到這件鐵質(zhì)文物外表被嚴(yán)重的銹蝕物覆蓋（圖1），看不到任何內(nèi)部情況。因此，對其進(jìn)行二維X射線探傷檢測（圖2），可以看到此件鐵器內(nèi)部的本體結(jié)構(gòu)其實還是比較完整的。中間部位較薄，有像動物一樣的圖案，整體呈卷曲狀，有爪子和云紋；邊框部位較厚，有圓孔；頂部還有雙層圓圈結(jié)構(gòu)。依據(jù)二維X射線探傷檢測結(jié)果，可以在保護(hù)修復(fù)這件鐵器時有針對性地采取技術(shù)措施，避免對文物本體進(jìn)行過度處理。

2.計算機(jī)斷層掃描（CT）探傷

CT設(shè)備對文物進(jìn)行探傷分為兩大類：一類是讓文物移動，射線裝置保持不動；另一類則是讓射線裝置移動，文物保持不動，像人們在醫(yī)院做CT檢查一樣。通過一件館藏瓷器殘片的CT探傷圖片（圖3），在圓角方框內(nèi)可以清晰看到瓷器釉和胎的分界線以及二者結(jié)合的實際狀態(tài)，在直角方框內(nèi)可以看到瓷器胎內(nèi)部存在細(xì)微的裂痕，圓圈內(nèi)白色顆粒部分應(yīng)該是胎內(nèi)夾雜的石英砂顆粒。

3.超景深顯微鏡

超景深顯微鏡屬于可見光成像系統(tǒng)范疇，能夠進(jìn)行二維和三維測量，實現(xiàn)深度合成和三維圖像分析。超景深顯微鏡具有景深大、工作距離長、連續(xù)變倍自動對焦等特點，適用于觀察絲綢、紙張、淀粉、霉斑、鐵器、瓷器、玉器等，應(yīng)用非常廣泛。

一臺典型的超景深顯微鏡主要包含三個部分，即電腦主機(jī)、鏡頭和電動馬達(dá)平臺。通過主機(jī)的控制軟件可以實現(xiàn)自動對焦、拍照、3D合成等，電動樣品平臺可以自動升降和平面移動，通過鏡頭后面的擺臂可以調(diào)整鏡頭的傾斜角度。根據(jù)文物大小和放大倍率的需求，有兩種鏡頭可以更換，一種放大倍率是20—200倍，一種放大倍率是100—1000倍。

通過一件館藏鐵質(zhì)文物的超景深顯微圖片（圖4），可以清晰看到文物黑色的鐵質(zhì)基底，基底上面覆蓋一些亮黃色的鐵銹，這些亮黃色的鐵銹經(jīng)激光拉曼光譜分析確認(rèn)是β-FeOOH。β-FeOOH易夾雜氯離子，氯離子半徑小，在潮濕的環(huán)境下會深入鐵器內(nèi)部，使鐵器循環(huán)腐蝕，所以在保護(hù)這件鐵器時就必須進(jìn)行脫鹽除氯處理，徹底清除氯離子。

對書畫類文物進(jìn)行保護(hù)修復(fù)和研究時，也常常使用超景深顯微鏡進(jìn)行觀察和分析。通過一張書畫作品顏料的超景深顯微圖片（圖5），可以看到胭脂紅顏料和紙張纖維緊密結(jié)合在一起，纖維幾乎完全被顏料覆蓋。胭脂紅顏料有一些微小的龜裂，同時通過圖片發(fā)現(xiàn)顏料表面有一些疑似蟲卵的痕跡。借助超景深顯微鏡可以幫助工作人員判斷書畫的保存狀態(tài)，進(jìn)而有針對性地進(jìn)行精細(xì)的保護(hù)修復(fù)操作。

4.掃描電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡屬于電子成像，分辨率可以達(dá)到納米級，放大倍數(shù)能夠超過30萬倍，景深和視野大，立體感且效果好[3]。掃描電鏡主要分為兩大類：一類是場發(fā)射電鏡，另一類則是鎢燈絲電鏡。CeB6燈絲類型的掃描電鏡比傳統(tǒng)的鎢燈絲亮度高10倍，使用壽命長達(dá)1500小時，可以降低耗材更換的頻率和節(jié)省費用。

通過一張鐵器銹蝕物掃描電鏡圖片（圖6），可以看到銹蝕物疏松，呈塊狀，上面覆蓋土垢，結(jié)合能譜儀可以對銹蝕物元素進(jìn)行分析。根據(jù)能譜分析結(jié)果，可知鐵器銹蝕物的主要元素有鐵、氧、鈣、硫、鋁、磷、氯等。由于有氯元素且含量較高，所以在保護(hù)修復(fù)這件鐵器的時候，必須對其進(jìn)行脫鹽去氯處理。

5.X射線熒光光譜

X射線熒光光譜利用X射線激發(fā)待測物質(zhì)的原子，原子核內(nèi)的電子吸收能量后共振，會發(fā)生躍遷產(chǎn)生熒光，根據(jù)產(chǎn)生的熒光可以進(jìn)行物質(zhì)元素和含量的測量[4]。X射線熒光光譜主要包括激發(fā)單元、色散單元、探測器和數(shù)據(jù)記錄及分析單元，分為能量色散型和波長色散型兩大類。

一件館藏的遼代瓷器，對其滴釉部分進(jìn)行熒光光譜分析。通過X射線熒光光譜分析結(jié)果（圖7）可知，瓷器滴釉部分的主要元素是硅、鋁、鈣、鉀、鎂、鐵、磷等。測試結(jié)果為研究此件瓷器的釉料成分、施釉工藝甚至整件器物的制作工藝提供科學(xué)的參考數(shù)據(jù)，也可以間接了解遼代瓷器的制作工藝水平。

6.激光拉曼光譜儀

激光拉曼光譜儀是基于拉曼散射而研發(fā)出來的現(xiàn)代分析儀器[5]，主要部件有激光光源、樣品池、單色器、光電檢測器和計算機(jī)等，典型的激光拉曼光譜儀，通常配有三個波長的激光光源473納米、532納米和785納米，亦可額外附加光纖配件，滿足大型文物的無損分析。

在一件館藏石獅子的嘴巴內(nèi)部發(fā)現(xiàn)一些黑色物質(zhì)，取一些脫落的樣品進(jìn)行拉曼光譜測試。根據(jù)拉曼光譜1368cm-1和1599cm-1的特征峰（圖8），可以判斷黑色物質(zhì)是炭黑。在保護(hù)修復(fù)這件石獅子時，拉曼光譜測試結(jié)果可以幫助工作人員判斷石獅子嘴內(nèi)的黑色物質(zhì)是否需進(jìn)行清理。

三、結(jié)語

科學(xué)的儀器分析檢測已經(jīng)成為文物科技保護(hù)工作的重要組成部分，筆者結(jié)合工作實際介紹幾種常用的館藏文物分析檢測方法及儀器設(shè)備，并對它們在文物科技保護(hù)中的實際應(yīng)用加以舉例闡述。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宏松.文物保護(hù)學(xué)學(xué)科建設(shè)的思考與探討[J].自然與文化遺產(chǎn)研究，2023，8（01）：37-51.

[2]胡瑞，束夢盼，龔固.X射線探傷技術(shù)在金屬文物保護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用[J].大眾考古，2020（06）：58-61.

[3]紀(jì)娟，譚盼盼，楊軍昌.先秦至漢代金器文物制作工藝的掃描電鏡能譜分析[J].中國文物科學(xué)研究，2022（01）：64-71.

[4]周越，閆靈通，李麗，等.X射線光譜在文物無損分析中的研究進(jìn)展[J].光譜學(xué)與光譜分析，2021，41（05）：1329-1335.

[5]湯梓民，胡晴.現(xiàn)代分析技術(shù)在彩繪文物顏料分析中的應(yīng)用[J].文物鑒定與鑒賞，2023（12）：30-33.

作者簡介：

栗榮賀（1982—），男，漢族，遼寧遼陽人。碩士，文博副研究館員，研究方向：可移動文物分析檢測及金屬類文物保護(hù)修復(fù)。