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国际玉石金属文物研究院成果在《Heritage Science》发表
2022-11-15 17:46  

金珠工艺是一种主要应用于黄金的古代金属加工技术,最早起源于西亚,后在欧亚大陆许多考古遗址中不断被发现。通过不同焊接方式完成的金珠饰品在欧亚大陆上的分布揭示了人类早期跨区域的远距离互动和工艺传播。金珠尺寸虽小,但焊接工艺却一直是世界性的课题,本文将汉代金珠的焊接工艺置入欧亚大陆的整体背景,通过讨论不同文明、不同时段、不同地区关于此工艺的焊接技术种类,补充了之前国内外对金珠技术的研究,同时反映出古代欧亚大陆上技术和文化接触中的传播和创新。

近日,西北工业大学太仓长三角研究院史永研究员等联合徐州博物馆在中国汉代金珠工艺(Granulation)焊接技术的检测和复原方面取得重要进展,相关研究成果以《Transmission and innovation on gold granulation:the application of tin for soldering techniques in ancient China》为题在《Heritage Science》上发表。

本文对江苏徐州土山二号墓(东汉早中期)出土的两件金珠饰品表面形貌和元素组成进行了科学分析,采用了多种无损分析方法,包括使用超景深三维显微镜进行观察,运用X 射线荧光光谱仪(XRF)和扫描电子显微镜与 X 射线光谱仪(SEM-EDS)来获得分析数据。极其意外的是,不同于以往在欧亚大陆各处的发现,此次研究结果表明,汉代工匠采用了含有锡的某种助熔剂来完成金珠焊接。尽管有欧洲学者在以往的研究中提到锡的使用是“伊特鲁里亚金珠的秘密”,但由于缺乏系统的科技分析,这一推断没有得到证实。本文对土山金饰的研究则将这个问题推到了聚光灯下:锡元素在焊接处极有规律的分布模式,可以推测锡的参与并非偶然,而是为达到一定数量而人为添加的结果。

图1 样品 1 边缘上金珠尺寸;b,样品 2 上金珠尺寸

图 2 扫描电镜下的样品 1 图像。a,金珠沿金片上的沟槽排列;b,沿金片边缘排列的金珠; c,带有切割痕迹的金珠; d,带有切割痕迹的金珠;e,金片边缘金珠的光滑面;f,金珠之间的连接处。

表 1 样品 1 的 SEM-EDS 点扫描结果,区域 1(Wt%,归一化为 100%)

图 3 通过 SEM-EDS 点扫描和面扫获得样品 1 区域 1 的元素分布结果。a, 边缘金珠暴露的平滑表面;b,平滑表面上的选点;c,金珠和金片之间连接处的选点;d,金片上的选点;e,黄金元素分布图;f,锡元素分布图

图 4 通过 SEM-EDS 获得样品 1 区域 3 的扫描和元素分布结果。a,金珠之间接合处有一条细线,结构略为不同;b,用于扫描的选点;c,金元素分布图;d,锡元素分布图

图 5 通过 SEM-EDS 获得的线扫结果。a,样品 1 区域 4 的扫描路径;b,样品 1 区域 4 选定路径的锡元素分布;c,样品 1 区域 5 的扫描路径;d,样品 1 区域 5 选定路径的锡元素分布

通过对土山汉墓中金珠饰品的表面形态和元素成分的深入研究,我们确定了样品中使用含锡助熔剂的焊接和锡参与的熔焊两种方式,补充了对古代金珠工艺中焊接技术和方法的研究。土山饰品中独特的焊接技术揭示了这项特种工艺在汉代中国的本土化进程。此外,金珠工艺的起源和传播反映了欧亚大陆巨大时空范围内的技术交流和文化互动。尽管如此,仍有一些问题是未知的,如涉锡焊接的具体工序,以及这种锡参与焊接技术的起源和分布,都需要进一步研究。


论文链接:

https://www.semanticscholar.org/paper/Transmission-and-innovation-on-gold-granulation%3A-of-Shi-Wen/bcae4701a3c745d29cc596a67a69de1eb9f711d4

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