文物是如何测年断代的?眼学鉴定、科技鉴定是两大方法

大家都知道陕西历史悠久,在陕西历史博物馆随便看到一个文物,一了解年代可能就有上千年。而在蓝田上陈旧石器时代遗址发现的旧石器,甚至已追溯到了212万年前。文物究竟是如何测年断代的?带着这个问题,5月13日,华商报记者走进陕西省文物保护研究院。

陕西省文物保护研究院分析检测中心研究员 马宏林

分析检测中心研究员 党小娟

助理研究员 相建凯 董少华

眼学鉴定、科技鉴定是两大方法

马宏林介绍,在上世纪90年代之前,基本上用的是眼学鉴定,也叫“上眼”,就是通过专家的仔细观察来判断。

专家看什么?第一看形制;第二看材质;第三看工艺;第四看包浆。这些也可以叫做“眼学鉴定”,通过眼睛,基本就可以对文物的年代有个大致判断。

但随着收藏市场的发展,有很多内行人会去做一些复制品或仿制品,或者叫还原古代工艺做的东西。这些复制的东西,有的甚至跟原物看起来差别不大,让人难辨真伪。对于真假难辨的东西该怎么判断?那就要用到科技鉴定。

科技鉴定有很多方法,常见测年方法主要有两种:

碳14检测:主要用来测定属于有机物的文物的年代,比如丝织品、人骨、木头等,这些东西的共同特征就是曾经是生命体,或者是生物合成的。其原理就是根据碳14同位素的衰变规律,测量了碳14的含量就可以算出对应的年代。释光测年:分为热释光和光释光两种。其中,热释光主要用来对陶器、瓷器以及青铜器(利用其陶范或砂范)进行测年。光释光则主要用于年代跨度比较大的地质测年,比如对沉积物如黄土、砂层的地质年代断定。

此外,还有一些方法可以和传统鉴定结合起来,比如超景深显微镜观察、锈蚀产物分析、X光照相等,可帮助专家对文物的年代或真伪进行更准确的判断。

热释光测年是如何操作的

热释光为何可以用来测年?马宏林介绍,土壤中含有很多石英晶体,在陶瓷器烧制过程中,石英晶体受热后所有晶格都排列整齐,这被称之为时钟归零。但人类生存环境中自然地存在着放射性元素,它们稳定地放出射线,石英晶格受到射线照射后,就会有带负电的电子被激发出来,游离在晶格中形成自由电子,同时留下一个带正电的空穴。

每个空穴都有一定的能级。自由电子没有一定的能量不能够回到空穴中,就会在晶格中积攒下来。如此一来,“电子—空穴”对的量,就跟受到的辐射量成正相关关系了。

“多年以后我们再给它加热,也就是说给它一定的激发能量,自由电子就能越过能级,回到空穴中。正负粒子结合会有一定能量,它们以光的形式放出,这就是热释光。如果用激光激发,那就是光释光。”

热释光测年现场取样

刮取青铜器范土、钻取瓦当粉末全过程开红灯

马宏林和文物修复室工作人员,将一个正在修复的西周青铜尊,小心翼翼地运至放着热释光年代测定仪的实验室。之后,马宏林用专用小刀具从青铜尊底座下面结构缝隙间遗留的范土上刮取了一些,收集之后倒进一个很小的尖底容器里。

此前,他已经从一片汉代瓦当、一些陶瓷残片上,使用很小的钻头也取了样。

为减小对测年数据的影响,实验室取样的整个过程连明亮的光线也不能有,所以一直开着红色灯,被马宏林戏称为“红灯区”。

华商报记者注意到,实验室里的热释光年代测定仪打开后,里面有一个很大的圆盘,上面有48个放置样本的圆孔。

“如果要做真伪鉴别,每个样本要制作8个平行样本,这个仪器可一次性测6件文物样品。如果要进行更准确的年代测定,每个样本就需要制作20个左右的平行样品。”马宏林介绍,样品在放进仪器后,需要进行持续加热,仪器会生成光强和温度的相关曲线,然后根据相关数值计算出样本受到的自然辐射剂量,再用其他方法测出年剂量率,就可以计算出样品的“年龄”,这个误差一般在10%左右。

遗憾的是,由于取样后需要一个制备过程,而制备过程需要一天时间,所以当天所取样本还无法出结果。

热释光测年立过多大功

曾助力从美国追回一批帝陵被盗陶俑

马宏林介绍,他曾检测过一个青铜罍,器型学判断是周朝的。那么到底是不是真的呢?器耳里面有陶范,他取了一点样品做了测试,得到的年代数据是公元前939年±293,而周朝年代区间是公元前1046-256年。由此可以判断,这件东西是真的。

“除了年代测定,利用热释光测年技术还可以进行真伪鉴别。2001年,西安东郊一帝陵陪葬墓遭盗掘,300多件文物被倒卖。2002年初,警方侦破了该案。2002年3月,美国索斯比拍卖行拟拍卖来自西安的6件黑色裸体陶俑,经中方与美国有关方面联系交涉,美国海关成功阻止了拍卖,并完成了对这批文物的法律扣留、封存手续。为配合文物的追回,西安市公安局文物稽查处委托陕西省文物保护研究院(原西安文物保护修复中心)对送检的4件陶俑进行了科学分析测试,对陶俑的鉴别提供了佐证。分析检测方法就包括了热释光测年等。2003年6月,美国海关正式将这6件被盗走私出境的中国西汉陶俑归还了中国。”

两台特殊的显微镜

能清晰看出古老器物和复制器物锈蚀的区别

除了热释光测年技术,分析检测中心的党小娟研究员在其实验室现场介绍了两台特殊的显微镜,其中一部为超景深显微镜。她介绍,利用这种显微镜可以很清晰看出古老器物和复制器物锈蚀的区别。

在X光探伤室,分析检测中心助理研究员相建凯介绍,X光透视之下,一个从表面看起来没有异样的铜镜,内部已经出现裂纹,而锈蚀严重的地方,色斑明显比较深。而一个青铜鼎底部的三条范线(烧铸时范的几块结合部位所留)以及底部后补上去的一块区域,在X光透视之下也清清楚楚地呈现在人们面前。

“需要提醒的是,1949年新中国以后,从地下出土的文物是不允许私人收藏和买卖的。”采访结束时,马宏林特别提醒说。 华商报记者 马虎振/文 张杰/图

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