热释光测定青铜器陶范年代.doc

热释光测定青铜器陶范年代夏君定王维达(上海博物馆文物保护与考古科学实验室 上海200231)摘要本工作利用热释光法对9件青铜器中的陶范进行了间接青铜器年代测定，揭示了这些青铜器的真实年代，并为青铜器定代提供了重要的科学依据。由于大部分中大型的青铜器中都存有陶范，并在取样过程中一般不会对器物造成伤害而为文物界所接受，使得这一方法在青铜器的真伪鉴定中具有广阔的应用前景，也是目前青铜器真伪鉴定中最有效的科学方法之一。关键词青铜器，陶范，热释光测年中图分类号K854.2文献标识码A1序言热释光测定青铜器年代是利用该青铜器制作时残留在青铜器内部的内模一陶范进行间接测年。一般一些中大型的青铜器如:鼎、篡、扁、钟等器物的足、耳等部位都是空的，里面填满了内模陶范，这些陶范的石英含量高达60%以上，是热释光测年的好材料。青铜器在浇铸前先要做一副泥模，模具有内模和外模组成。作好的模具先要用800的高温烘干，这时模具一陶范中以前的天然热释光基本上都释放完了。另外在浇铸时青铜液的温度也高达800一1200左右，这时里面内模的温度也达到1000左右，因此在青铜器浇铸好的同时陶范中的热释光都释放完了，以后这些器物中陶范的年代也就是青铜器的浇铸年代。热释光用于青铜器测年已取得很多成功的例子。需作年代测定的青铜器的年代一般介于距今2000年(夏商一汉代)之间，这个年龄段的样品适用于成熟的“细粒技术”。l.2测定，我们应用此法成功地得到了9件青铜器真实年代。2样品的采集和制备1一7号样品分别采集于l只执篡、2只兽面纹篡、3只鼎和1只钟。其中1号执篡和2、3号兽面纹篡是传世品，4、5、6、7号青铜鼎由客户送测，8、9号样品为客户从青铜鼎和离中自取的陶范样品。1一7号青铜器都是高约30一50cm，直径约20一50cm的中大型器物，在它们的耳、足部位的内部都有足够量的陶范。用刻刀在陶范的表面刮去1一2，然后用工具掏取里面的陶范。由于模具制好后要经过8田一1(以)左右的高温烘焙过，因此陶范的质地比较坚实，在取样时工具不能触碰青铜器身以免发生开裂和破损，取样量每次约19左右。样品经轻轻研磨后，用250目的分样筛选出小于61脚的细粒，每次需样品刃mg，用蒸馏水浮选法制备。通常一次可以沉淀30个左右的平行样品，每个不锈钢圆片上样品的厚度约为lln岁c廿(细粒法样品标准厚度为1.271n岁c扩)，详细的制样过程详见文献3。剩下大于61脚的样品再经研磨后作铀、社和钾的分析测试。3测量方法3.1古剂且测t将置备好的样品分成6组，每组4个。第一组测天然热释光Nl、第二组测天然热释光和1日实验室刻度剂量Nl十1。、第三组测天然热释光和la实验室刻度剂量Nl+1。、第四组再测天然热释光姚、第五组测天然热释光和2日实验室刻度剂量姚+2。、第六组测天然热释光和2a实验室刻度剂量姚+2a。将测得的每组样品的TL计数取均值，再用线性拟合求出样品的天然p等效剂量ED值(见图1)。3.2超线性I的测最超线性I是古剂量的一部分，对于年龄偏长的陶器样品作超线性修正是非常重要的，它通常要占到古剂量的5%一10%左右甚至更多，对测定年代的准确性影响很大。将测量过天然热释光Nl和姚的8个样品分成4组，每组2个分别辐照4个不同实验室p刻度剂量lp、2日、3p和4日并测出它们的热释光强度。每组平均后用线性拟合求出I值(见图2)。古剂量ED和超线性修正I都是在丹麦5150Tl了OSL一DA一巧仪器上测量的。3.3年剂t测且青铜器陶范中的年剂量是由陶范中的仆、U和K提供。样品中的Th、U的年剂量是用1)wlevel咖haCounter7286型仪器测定，钾含量用SXF一012以万Fx射线能谱仪测定。含水率采用经验值1%。青铜器在浇铸前，模具要经过800的高温烘焙，并在浇铸时受1(X刃多青铜液的影响，因此陶范中的水分基本没有，青铜器中陶范的水分主要是在以后环境中接受的。青铜器一般出土于比较干燥地层，传世品也是存放在比较干燥的环境中，这样有利于器物的保存。陶范是在器物的内部，通常不和外界接触，因此它的水分是很低的。作者曾经分析过几个陶范样品的含水率，它们的平均值约为1%。环境剂量率采用经验值1%川。土壤中放射性含量的典型值为Kl%、Thro%和u3%。当器物埋于距地表深度为30cm以下时，宇宙射线年剂量为0.巧mGy/a，这种情况下的环境剂量率为1.24mGy/a。如果器物从未被地下埋藏过，那么环境剂量率为地表y辐射和加宇宙辐射。地表辐射为0.6mGy/a，宇宙射线为0.3mGy/a，两者之和为0.gmGy/a，实际上大部分器物多置于室内，由于建筑材料中放射性物质释放的氛气在室内积累，使室内的Y剂量增高。我们测得上海博物馆建筑物内的环境剂量率为1.20mGy/a。牛津考古研究室stoneham采用的环境剂量为O.SInGy/a。根据这些资料，我们认为取lmGy/a作为环境年剂量是合适的。4结果与讨论年龄计算公式A罗(a)=动/胭(z)AD=kDa+坏+D，+D。(2)式中，ED为古剂量，用附加实验室俘刻度剂量通过热释光测量获得。AD为年剂量，通过分析测量样品和样品周围土壤的放射性含量得到。K为有效。效率，D。、环、D，、和DC分别为、俘、y和宇宙射线的年剂量。9个青铜器陶范热释光测定年代数据见表1。表1的青铜器TL年代数据与青铜器鉴定专家用器型学等方法目检的结果(除SB0()7号样品外)基本相同。从这些器物的测试数据分析，以及同一样品重复几次测定的年代结果取平均值，应该说得到的测量结果是可靠的。由于热释光测定青铜器陶范年代有它的特殊性，样品的实际含水率和环境剂量测量不到，只能采用经验值，因此会产生一些误差，对年代结果有一定的影响。SB(X)7号是一只通体漆黑的战国龙纹鼎，它的热释光测定年代结果为距今620年。送检人说是从古玩市场买回来的。从测得的年代结果来看这是一只明代早期的青铜器，但它的器型确是战国的，是不是明代仿的呢?目测专家的答案是否定的。仔细地看了器物中的陶范，发现这些陶范是被后来放进去的，不是原来的陶范。原始的陶范在器物内部应是整块的，并与器物结合得很好，取样时不容易被取下来。该陶范确“与众不同”，它不是整块的被烧结在里面，而是松散型呈颗粒状的，轻轻一碰就掉下来，显然是现在的人为了蒙骗收藏者把明代青铜器中的陶范放进了仿制的战国器物中。想以假乱真，谋取暴利。热释光测定青铜器年代还存在一些影响年代结果的因素:(l)外部环境剂量的影响。由于青铜器器型不一样，大小不同，因此它们的器壁厚薄也不一样，这样造成对接受外部环境中y射线的辐照剂量估算的准确性会有影响。(2)含水率的影响。送来检测的大部分青铜器是传世品或是早就出土的，这些器物陶范中的水分已经全部或大部分丢失，对准确地估算含水率有困难。(3)很多青铜器由于发掘和保存环境的记录不全，如果该器物保存的地点离辐照场位置较近，这样会引起很大的年代误差。(4)还有一些器物在其修复过程中已经被加过热，这样我们测得的年代是其修复的年代。对上述9件青铜器陶范的年代测定中，这些陶范样品都取自器物的内部，它们都有很好的热释光特性。除一件