红外光谱的煤精类文物材质判别方法

作     者：郭靖雯 先怡衡 肖薇 王永强 许卫红 张杨力铮 杨岐黄 高占远 凌雪 温睿 GUO Jing-wen;XIAN Yi-heng;XIAO Wei;WANG Yong-qiang;XU Wei-hong;ZHANG Yang-li-zheng;YANG Qi-huang;GAO Zhan-yuan;LING Xue;WEN Rui

作者机构：文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室西北大学陕西西安710069 新疆文物考古研究所新疆乌鲁木齐830011 陕西省考古研究院陕西西安710043 天津城建大学天津300384 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2021年第41卷第5期

页      面：1424-1429页

核心收录：

学科分类：0601[历史学-考古学] 06[历史学] 060109[历史学-专门考古] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11575142,51704241) 国家级大学生创新创业项目(201810697045)资助 

主　　题：煤精类文物 红外光谱 材质判别方法 

摘      要：我国是世界上最早使用煤及煤精的国家之一,但对考古出土煤精文物的研究发现,煤精文物原材料的质地常常偏离宝石学中对有机宝石煤精的定义。在此提出“煤精类文物的概念,将以往出土文物中如褐煤、烛煤等与煤精文物材质近似但不同的材料归至同一文化概念中。目前对于煤精类文物制品的科学研究仍存在较大空白,其中最为基础的材质种类判别也没有科学的判断方法。以陕西周原贺家墓地、陕西咸阳岩村墓地、新疆吐鲁番胜金店墓地、新疆伊犁吉仁台沟口遗址四个遗址出土的16件煤精制品和原料为研究对象,初步探索漫反射傅里叶变换红外光谱在出土煤精类文物成分分析中的应用。结果表明,不同遗址出土的煤精类文物的红外谱图有较为明显的不同,同一遗址出土的煤精类文物的红外谱图在特征波段具有相似性,不同遗址煤精类文物则差异明显。使用Norris二阶导数法对红外光谱进行处理,提高吸收峰分辨率,为精细研究提供信息,选择特殊红外光谱参数I=A_(820 cm^(-1))/A_(2870 cm^(-1))定量分析不同样品的红外光谱,结合静水称重得到的部分样品的密度信息,对出土的煤精类文物制品材质的煤化程度初步判断。结合红外光谱特征波数的强度进一步通过主成分分析解释煤精类文物的红外光谱信息,来自不同遗址的煤精类文物样品在主成分分析得分图中得到了良好的区分,并且可以与特殊红外光谱参数I判别的初步结论互相对应。验证了以漫反射傅里叶变换红外光谱为主的无损分析方法在煤精类文物材质判别中应用的可行性;若结合不同产地煤精矿样红外光谱,则可以为煤精类文物产地判别提供研究方法。