浅谈无损检测技术在考古现场中的应用
阴 梁萍王岳
摘 要：文物在出土过程中，由于环境突变呈快速劣化趋势，除与文物出土前后的环境变化密切相关，也和文物本体的材料性质有着直接关系，同时文物的特殊属性又决定了即时、无损、便携的检测方式更适合考古现场的检测分析。
关键词：无损 便携 检测分析 环境 文物本体
前言
文物在出土过程中，由于环境突变呈快速劣化趋势，考古现场获得的即时信息往往受到技术条件、时间和空间的限制，需要不断引进新的技术
[1]。因此，利用现代分析技术手段来解决相关问题对考古出土文物进行现场调查分析也是文物保护过程中十分重要的一步。
一、适合考古现场的分析技术
随着科学技术的发展，各种新的检测仪器层出不穷，但常规实验室的文物调查和分析手段容易割裂文物当前状态与出土状态的联系，在实际工作中存在许多不足。一方面文物一出土，受到周围环境突变的影响，文物材料性质发生快速变化，导致原有信息发生改变或遗失；另一方面，文物的珍贵性也无法满足以样品消耗为代价的分析要求，文物的特殊属性决定了即时、无损、便携的调
[2-6]。查和分析方式更适合考古现场的检测分析
二、考古现场出土文物现状及存在的问题
文物在考古发掘之前，长期处在一个无光、缺氧、湿度很大甚至长期浸泡在水中或温湿度基本不变或变化不大的平衡体系中，发掘出土后环境
[7]。突变，会使文物受到严重甚至是毁灭性的损害文物的劣化，是多种因素作用的结果，尤其是文物出土阶段的劣化更是如此。除与文物出土前后的环境变化密切相关，也和文物本身的材料性质有直接关系，因此，除了对文物进行现场应急的稳定性处理，考量文物的埋藏环境和认识文物出土时的材料特征也是综合研究病害产生原因的前提，对文物保护有重要的意义。
三、无损检测技术在考古现场的应用
1.
埋藏环境文物在出土之前，已与埋藏环境建立了平衡体系，考古发掘时平衡体系被打破，势必造成文物的劣化，主要影响因素如下：
（1）含水量水是影响出土文物劣化的重要因素之一。出土漆木器、象牙和骨质文物失水后，会发生严重的收缩、弯曲甚至断裂；纸张、羊皮纸、皮革和纺织品，在失水情况下会发生脆化现象，失去韧性导致纤维的断裂；水分也是金属发生电化学腐蚀的主要因素之一。与之相反，在含水率较高的条件下，文物表面及周边环境湿度较大，适宜霉菌和真菌的生长，可能造成生物病害的发生。大部分文物的保存状态与其自身含水率或埋藏环境中的水分有直接关系，吸收水会发生膨胀，反之会发生收缩，这个过程材料的性质会发生很大变化。
（2）温度温度对文物的影响是指通过文物分子之间的相互转变和一定的化学反应而导致文物状态出现变化的现象，其主要表现为温度过高时，加速了各种物理化学变化，从而加速了文物的劣化；温度过低也会造成文物的收缩变形等。而温度的忽高忽低，如冷气状态和平常温度状态切换过快，会引起不同材料之间的热胀冷缩现象，致使文物衰变。
（3）含氧量
受碱性的影响，而纤维素则容易受酸性的影响。一
pH般来说土壤腐蚀速度随着 值的降低而增大，土
[8]。壤酸度对有机质文物和铁质文物的影响较大（6）光照光照会对文物造成严重的、不可挽回的损害。在考古发掘现场，原本处于黑暗环境中的文物遭到太阳光的照射，阳光中的紫外线可能对文物造成较大的损伤。有机质类文物对光很敏感，如果过多的暴露在光照条件下，会引起褪色和结构性损伤，而彩绘类文物在光照条件下也会引起褪色和变色现象，因此，考古发掘现场需要进行光强度的
[9]。监测工作，并做好应急处理预案
总之，考古现场中文物的埋藏环境和现场环境的信息尤为重要，需要及时记录保存，不同检测内容对应的无损检测技术总结如下：
周围空气、埋藏土壤方法综合分析文物形貌、元素特征、成分组成等信息。
目前，文物无损分析技术在考古现场主要用于文物的成分分析、微观形貌、结构、影像等方面，常用检测分析方法归纳如下：用于检查文物的元素组成，从元素特征上区分材
质。
用于检测文物的材料组成，获得更为准确的文物
材质信息。
用于文物微观形貌的观察和记录，间或反应文物
病害特征。
用于调查文物内部结构，通过获得的图像解读文
物材料结构、制作工艺和病害特征等信息。
用于对物体的色度进行测量
针对有机质明显的荧光反应
周围空气
周围空气
埋藏土壤
埋藏土壤
埋藏土壤
文物本体
谱在考古中的应用进行了分类总结，这一技术在考古领域的使用为文物的年代推断、真伪鉴定、产地判别、保护修复等都提供了科学依据。
（2）文物的元素组成分析
化学组成分析是指对样品中所含元素种类及含量进行的一种定性和定量分析。文物研究中一方面要分析文物成分确定其材质，另一方面在分析文物材料损坏的过程和探讨机理时也要了解其质变产物的成分，最后对于保护效果的评价也需要通过成分的变化与否来判断。
X 射线荧光光谱为例，Kim 19
[11]对第
以 等 世
X纪韩国黄龙寺绘画样品的颜料进行了 射线荧光分析，通过各个颜色的特征元素指向相应的矿料来源。
（3）文物表面形貌观察和显微分析在文物的结构和工艺研究中，显微结构分析是一种不可或缺的方法和手段，可使人们直观、细微地观察文物表面和内部结构。超景深显微镜是目前光学显微镜中性能最为优越的一种显微分析手段，主要优势在于可实现基于景深的非接触三维测量，无需制样，对样品大小也无要求，可用于各类文物的立体形貌观察与记录。（4）文物内部和表面的影像分析在文物研究和修复保护中，需要透过表面观察文物内部或表面的影像信息，越来越多的现代工业手段被引入文物的观察环节。2004
年，马振CT
智， [12]等人采用工业 对陕西历史博物馆馆藏古代棘轮进行了分析。2009 CT
年，杨益民采用显微技术对古代石质文物钻孔技术进行了研究[13]。
四、无损检测技术存在的问题
无损检测分析以其无损或低损伤，针对文物埋藏环境及文物本体在考古现场的研究有着极大的优势，但仍存在其自身的局限性及有待改进的问题。
1.
仪器检测数据的准确性问题很多无损检测技术是以缩小探头的检测范围或者样品用量为前提来成就仪器的便携性能的，会导致仪器的精准性降低。
2.
专用数据库欠缺考古现场文物组成相对复杂，没有实验室检测前的样品处理过程，所以针对便携式仪器检测专用的校准及其标准数据库建设方面仍要进行大量基础研究工作。
3.
后期数据整理及其信息应用方面无损分析技术对于诸多仪器采集提供的信息，如何科学规范的抽提可靠信息，指导文物保护
实践工作，还需不断完善相关技术规范与应用标准。
———————————————
[1] 于宗仁《文物保护移动实验室功能构建及其综合分析方法应用》，兰州：兰州大学，2017 年。
[2] 罗曦芸、叶菲、吴来明等《便携式拉曼光谱用于文物及文物保护材料光老化作用的快速评价》，《文物保护与保存科学》2010 年第 9 期，2046~2048 页。
[3] 王丽琴、党高潮、赵静《光导纤维反射光谱技术在彩绘文物颜料无损分析鉴定中的应用》，《光谱学与光谱分析》2008 年第 8 期，1722~1726 页。
[4] 徐文娟《无损光谱技术在纸质文物分析中的应用研究进展》，《文物保护与考古科学》2012 年增刊 1，41~44页。
[5] 韩炜师、王丽琴《光谱分析技术在彩绘文物颜料分析中的应用》，《文物保护与保存科学》2012 年第 12期，3394~3398 页。
[6] 魏璐、王丽琴、周铁等《无损光谱技术在彩绘陶质文物分析中的应用进展》，《文物保护与保存科学》2012年第 2 期，481~486 页。
[7] M C Ganorkar,based artifaets[J].V P Rao, P Gayathri, et al. AStudies in Conservation, 1988,novel Method for conservation of copper-33: 97-101.
[8] 于群力、杨秋颖《文物病害与保存环境》，《文博》2005 年第 1 期，24~27 页。
[9] Fergus Read,罗晓东《光照对文物的影响以及预防性保护》，《艺术市场》2009 年第 6 期，56~59 页。
[10] FEND Ze-yang, ZHANU Wei-hong, ZHENU Ying, et al(冯泽阳，张卫红，郑颖等).The Journal of Light Scattering (光散射学报).2016，28 [C]:27.
[11] Kim Minjung, Lee Jihye, Doh Jung-Mann, et al. Surface and Interlace Analysis, 2016，48. 409.
[12] 马振智、张健、杨军昌《陕西历史博物馆藏古代棘轮的工业 CT 检查与分析》，《考古与文物》2004 年第3期。
[13] YIMIN YANG,MIN YANG,YAOTING XIE,Application of Micro-CT. A New Method for Stone Drilling Re-search [J]. MICROSCOPY RESEARCH AND TECHNIQUE 72:343-346 (2009).
（作者工作单位：山西博物院）
在新科技手段的支持下，藏品管理工作中的传统理念与管理模式得到了转变。目前，随着“第一次全国可移动文物普查”数据库建设工作的逐步推进，我国各级各类博物馆的藏品管理信息化、数字化、智慧化工作已先后开展，其目的是在保障藏品安全的前提下，有效提升藏品管理效率，并使得藏品得到合理利用。因每个博物馆有不同的藏品体系，随之管理的方法和存放的环境也有一定的独特性，所以将计算机网络技术运用到藏品管理工作中也有不同的特色。近年来，大同市博物馆藏品管理工作在信息智能化安全管理方面取得了长足的发展，随着技术的提升，大量藏品的文字信息、影像资料等构建起来的数据库变得更加立体和智能化，同时适应不同时代的管理模式也应运而生。
一、大同市博物馆藏品信息工作发展概述
2003
年，大同市博物馆开启“馆藏文物信息数据采集”工作，针对馆内收藏的各种质地、不同级别的器物进行基础性数据采集，采集内容丰富、信息完整，从文字到图像，比较全面地记录了馆藏品的基本情况。2010
年，随着计算机、网络行业的迅猛发展，以新的标准和要求，再次完善馆藏珍贵文物电子信息和影像资料采集内容，为藏品管理信息化数据采集奠定了基础。2013
年，“第一次全国可移动文物普查”工作在我市正式启动，为了加大文物保护力度、全面保障文物安全，合理利用和整合文物资源，提升文物保护管理能力，在全国文博系统范围内针对可移动文物进行了一次大规模的摸底，并规范了信息登录标准，制定了信息审核报送流程，确保藏品信息的准确性和完整性。通过对“一普”数据的梳理，基本建立起了藏品信息基础数据库，这也为相关学术研究、陈列展览、宣传教育等职能的发挥提供了基础性依据。
2017
年，大同市博物馆基于对未来藏品工作的全盘考量，在原有馆藏品信息软件运用与纸质档案互为配合的基础上，把藏品安全性放在首位，综合了预防性保护、流程监管等因素，引进了藏品定位信息管理系统，研发出一套既适合传统藏品管理与新技术相结合的工作流程，又满足藏品本体实时监管与信息设备相融合的新型电子集合体。这是一次全新的尝试和突破，使我们能够更加宏观地把握未来的藏品管理工作。
二、藏品智能化安全管理工作的相关举措
大同市博物馆藏品库房从设计到利用都经过了精心的考量，既要保证建筑本体安全坚固耐用，又要确保周边环境的安全性，加之便于文物运输，构成一个藏品保存安全无损的服务中心。藏品安全保护主要包括安全技术防范监控系统、消防设