Chemical and mineralogical characterization of Aguada Portezuelo pottery from Catamarca,north-western Argentina: PIXE,XRD and SEM-EDS studies applied to surface pre- and post-firing paints,slips and pastes

Particle-induced X-ray emission (PIXE), X-ray diffraction (XRD), electron microprobe analysis (EDS) and scanning electron microscopy (SEM) analytical techniques were used to characterize surface paints in pre- and post-fired Aguada Portezuelo decorated pottery. Surface paintings in black, white, red, brown, burgundy and ochre were analysed. Major, minor and trace elements were detected by PIXE, whereas XRD and SEM-EDS gave information on the main mineral phases and the characteristic morphology for each analysed pigment. The results obtained indicate that the main colour groups can be easily discriminated by PIXE, and they are characterized by only one pigment for each colour: hematite (red) and manganese mineral oxides (black), respectively, whereas white pigments are characterized by calcite, ghelenite and gypsum.     

四川广汉龙居寺中殿壁画制作材料与工艺研究

广汉龙居寺中殿壁画为四川地区明代建筑壁画中精品。为了解该壁画制作材料与工艺,采用显微观察、激光粒度仪分析、X射线衍射、拉曼光谱、酶联免疫等方法,对样品结构形态和材料组成进行了分析。结果表明:该壁画载体为编竹夹泥墙结构。地仗层泥土颗粒矿物成分主要为石英、钠长石,颗粒组成墙体壁画以粉粒为主、砂粒次之,垫拱板壁画粗泥层比细泥层砂粒含量偏低、粉粒含量偏高;加筋材料粗泥层为稻草秸秆、谷壳等,细泥层为棉或麻纤维。颜料层显色成分为古代壁画常见矿物颜料,红色为朱砂、铅丹,绿色为氯铜矿、副氯铜矿,白色为方解石、滑石,黑色为炭黑,蓝色为石青,黄色为针铁矿,胶料为动物胶或蛋清。该壁画在四川地区明代建筑壁画制作材料与工艺上具有典型性,主要体现在载体结构类型、地仗层材料组成、颜料层显色成分等方面。研究成果不仅可为该壁画后期保护修复提供依据,而且丰富了对四川地区明代建筑壁画的认识。     

广元千佛崖莲花洞彩绘颜料拉曼光谱分析

为了解广元千佛崖莲花洞造像的制作工艺与彩绘颜料成分,利用体视显微分析、金相显微分析、激光拉曼光谱分析技术对其进行物相和成分分析。分析结果表明,莲花洞造像彩绘直接绘制在岩石雕像表面,无底层。彩绘颜料分为多层,最多有三层,说明历史上至少有两次重绘。红色颜料为赤铁矿、朱砂;蓝色颜料主要为青金石与石青;绿色颜料为石绿、碱式氯化铜;白色颜料为硫酸铅。同时也表明,拉曼光谱分析彩绘颜料成分组成简便、快速、对样品要求量小,对样品无损分析,符合文物材质分析的要求,并可得到准确的信息。造像彩绘制作材料及工艺的分析结果为莲花洞造像彩绘保护研究提供了科学依据。     

山东危山西汉墓出土陶器彩绘颜料研究

为研究山东危山西汉墓出土彩绘陶器颜料成分,采用偏光显微镜、显微拉曼光谱仪和扫描电子显微镜-能谱仪进行了分析。研究结果显示,危山汉墓陶器彩绘颜料有朱砂、铅丹、中国紫(汉紫BaCuSi2O6)、铁红、铁黑、白土等。中国紫颜料首次在山东省的发现,扩大了该颜料的使用区域,具有重要的考古学意义。另外,还在紫色颜料中分析出了BaCu2Si2O7蓝色晶体,这是继中国蓝中国紫之后的又一重大发现。     

甘肃省天水伏羲庙壁画颜料显微分析

为了解甘肃省天水伏羲庙壁画的制作工艺和颜料成分,采用偏光显微镜、显微拉曼光谱和扫描电子显微镜-能潜分析对6个样品进行了分析。结果表明,所使用的颜料为矿物质颜料,多为绿,白、红、蓝色等。其绿色颜料为人造碱式氯化铜,白色颜料碳酸钙,红色为朱砂和铅丹,蓝色颜料为青金石。     

甘肃泾川罗汉洞石窟壁画及制作工艺研究

罗汉洞石窟始凿于北朝,是泾川百里石窟长廊的重要组成部分。作为古代丝绸之路上的重要历史文化遗产,其赋存的石窟壁画内容丰富,制作工艺特殊,对于研究泾川佛教的发展及丝绸之路文明有着重要的价值。通过罗汉洞壁画材质组成、结构特征等综合分析,壁画主体结构由内到外依次为支撑体,粗泥层(添加有麦秸),细泥层(添加有棉花),白底层,颜料层。壁画多处可看出重层现象,内层早期壁画所采用颜料均为矿物颜料,其中红色颜料为朱砂,绿色颜料为氯铜矿,蓝色颜料为石青。而外层清代光绪年间壁画红色颜料为铁红,绿色颜料为巴黎绿,蓝色颜料为群青,橙色颜料为铁黄,黑色颜料为炭黑。通过对罗汉洞石窟壁画制作工艺进行诠释与解读,并与其他丝路沿线壁画颜料应用方面进行比对,以期促进这一丝路文化遗产的保护和利用。     

Scientific study of the pigments and binders used in mural painting from the 16th-century ce St Mary's Church of Cheriapally,Kottyam, Kerala,and its relevance to conservation

The aim of this investigation was to analyze the materials and techniques of the paintings in the 16th-century ce St Mary's Church, to evaluate deterioration of the paintings, and to propose a suitable conservation treatment for their preservation. The material analysis of ground, pigments, binders, and plasters was undertaken using binocular microscopy, field emission scanning electron microscopy (SEM)–energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray fluorescence, Fourier transform infrared spectroscopy in reflectance (KBr) and transmittance mode (attenuated total reflection), thin-film X-ray diffraction, and micro-Raman spectroscopy. Gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) was used for identifying proteinaceous and lipidic materials extracted from the micro-samples. The study generated data on two different red and green pigments used as decorative materials. The red pigments were identified as cinnabar along with traces of hematite and clay minerals, and green as malachite and the minor presence of other minerals. SEM analysis identified cotton fiber embedded in the coarse plaster layer that provided better strength to the plaster. Plant oils and proteins found as the binder in the pigment samples suggested that the painting technique was executed as tempera. Lead white and gypsum materials were used in previous restoration works.     

山东临淄山王村俑坑出土陶质彩绘颜料初步分析

2008年5月山东临淄山王村俑坑出土了数量较多的彩绘陶质文物,为了了解彩绘颜料结构和成分,采用粉末偏光显微法、剖面观察结合拉曼光谱分析对彩绘文物表面颜料样品进行分析。结果表明,这批陶质文物表面彩绘是以白灰做地仗层,由碳酸钙、白土、铁黑（Fe₃O₄）、铁红（Fe₂O₃）、朱砂等颜料调和而成,且厚度不均。在个别样品中发现了少量的中国蓝颗粒(BaCuSi₄O₁₀),这是这次分析中较为重要的发现,此分析结果也可为考古研究提供科学信息。     

新疆阿斯塔那唐墓出土彩塑的制作工艺和颜料分析

新疆阿斯塔那古墓群出土了大量的彩塑,为了解其制作工艺与彩绘颜料成分,采用显微激光拉曼光谱,结合剖面观察和能量色散X射线荧光光谱等科技手段,对出土于唐墓的6个样品进行了分析鉴定.结果表明,泥胎表面先用硬石膏做打底层,再施以彩绘,且彩绘颜料厚薄有异.所使用的红、黄、黑、白和绿色颜料有铅丹、密陀僧、朱砂和土红、雌黄、炭黑、硬石膏及氯铜矿等无机颜料,而粉色彩绘是由铅丹(或铅丹和密陀僧的混合物)与硬石膏调和而成,且密陀僧作为彩绘颜料在新疆是较早的发现.其最为重要的发现是蓝色彩绘为植物性染料——靛蓝.这一研究结果,为进一步的彩塑修复与保护方案的制订提供了有价值参考.     

陕西安康紫阳北五省会馆壁画颜料分析研究

陕西安康紫阳北五省会馆壁画是目前陕西省境内发现的最大的一处建筑壁画,为了解其颜料组成,本工作采用X射线荧光、偏光显微镜、X射线衍射、激光显微拉曼光谱及扫描电镜能谱分析相结合的分析方法,对颜料样品进行了分析。结果表明,北五省会馆壁画除正殿发现一处红色染料外,其他均为无机颜料;红色颜料主要是铅丹、朱砂、铁红;绿色颜料为氯铜矿、石绿、斜氯铜矿;蓝色颜料的主要成分是普鲁士蓝、smalt、石青;黄色颜料为雌黄、铁黄;褐色颜料的主要成分是铁红及铅丹的变色产物二氧化铅;黑色为炭黑;白色颜料主要是铅白,且多使用铅白作为调色颜料。研究结果对于了解清代民间壁画的制作工艺,丰富对陕西建筑壁画的认识具有重要意义。     

道教人物画像颜料的原位无损分析

利用漫反射光谱、显微激光拉曼光谱和能量色散X射线荧光技术,对一张道教人物画像的颜料进行原位无损鉴别,结果显示,画像主要使用了朱砂、巴黎绿、群青、雌黄、碳黑和铅白。为了明确群青是人工合成还是天然颜料,采用X射线衍射对画像蓝色颜料进行物相分析,结果表明,该颜料确为合成群青。由于群青和巴黎绿均为人工合成颜料,其首次合成时间分别为1828年和1814年,清代晚期引入我国,由此推断该画像应在清代晚期以后绘制。这一研究表明,上述三项技术联用非常适合于易损和不允许取样的古字画颜料的无损分析鉴定,在纸张类文物分析中具有广阔的应用前景。     

Non-destructive in situ analysis of polychromy on ancient Cypriot sculptures

The study focuses on the characterization of polychromy on limestone sculptures from Cyprus, attributed to the Cypro-Archaic—end of the Hellenistic periods. Polychromy components were identified by integrating digital microscopy, imaging under ultraviolet (UV) light, visible-induced luminescence (VIL), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and fibre optics reflectance spectroscopy (FORS). Data acquisition was performed directly in exhibition rooms at the Cyprus Museum (Nicosia) and the Paphos District Archaeological Museum (Paphos). Among the identified materials, there are iron-containing (red, yellow, green) and copper-containing (green and blue) pigments. The precision of pigment identification by non-destructive techniques is discussed, and specific pigment names are proposed: red iron oxide, yellow iron oxide-hydroxide, green earth and Egyptian blue. Interesting results were obtained by VIL, which allowed identifying traces of Egyptian blue otherwise undetectable with the naked eye. Complementary, this study discusses advantages and problems of combined and separate use of portable XRF and FORS, raising the question of their complementarity and interchangeability for the purposes of pigment identification.     

汉阳陵东阙门出土黑色颜料的科学分析

为了科学分析汉阳陵东阙门西壁黑色颜料的组成和进一步探讨汉代皇陵颜料的使用状况,采用超景深显微观察、扫描电镜能谱(SEM-EDS)以及面扫描技术、X射线衍射(XRD)等测试方法,结合文献资料进行了科学分析鉴定与深入探讨。结果表明该黑色成分是氧化铜,应是原先含铜的蓝绿色颜料经过火烧氧化后所造成,属后呈现色彩。这一结果为后续彩绘类文物颜料鉴定提供科学思维,即不仅使用现代分析测试手段分析鉴定当前状态下的颜料种类,还应结合文物所处的环境变化,科学系统地指明其色彩呈现形式。另外,实验中使用的扫描电镜能谱面扫描技术可清楚确认颜料颗粒的分布情况,在微观分析颜料颗粒方面具有不可比拟的优越性。     

阿尔寨石窟壁画颜料的拉曼光谱分析

本文利用拉曼光谱对内蒙古阿尔寨石窟壁画不同颜料进行了鉴定和分析。结果表明．绿色颜料为碱式氯化铜、蓝色颜料为蓝铜矿、白色为方解石、红色为朱砂、黑色为碳黑。这为阿尔寨石窟壁画进行研究及保护工作提供了科学的依据。同时也表明,拉曼光谱简便、快速、对样品要求量小．对样品无损分析,符合文物材质分析的要求,并可得到准确的信息。     

甘肃泾川出土5件佛教造像彩绘分析及相关研究

运用显微观察、荧光拍照、偏光显微镜、X射线荧光光谱、X射线衍射及扫描电镜能谱分析手段,对#87北魏造像碑、#99隋代佛头、#54宋代残破佛头和2件泥塑佛像残块表面彩绘进行研究。结果显示,北魏和隋代造像红色为朱砂,绿色为石绿,白色为方解石;隋代造像面部肉色为硫酸铅和朱砂的混合物,眼黑为炭黑;宋代造像表面红色为铁红,白色为方解石;泥塑残块#1表面蓝色为石青和石绿的混合物,#2表面为朱砂,判断其制作年代不晚于唐代中期。白灰层主要成分为碳酸钙,并具有亮白色荧光反应,与碳酸钙粉末混合有机胶制成白灰层的荧光反应一致,判断古代样品白灰层中可能存在有机胶结质。在元素分析过程中,铅(Pb)一直存在,而在物相分析中并没有发现Pb的化合物。同样问题在早期关中出土墓葬壁画分析中同样存在,是否与彩绘工艺本身有关,值得引起关注。     

山东香山汉墓出土陶质彩绘文物材质及制作工艺的初步研究

山东青州香山汉墓陪葬坑出土了数量巨大,种类齐全陶质彩绘文物,尤其是陶马和陶俑上的彩绘保存完好,色彩鲜艳,绘画工艺精湛,非常罕见。为了研究汉代彩绘及其制陶工艺等信息,本研究使用拉曼光谱(RS)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)、偏光显微镜(PLM)、体式显微镜(OM)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、热膨胀仪等分析方法,对出土的陶质彩绘文物进行了分析研究。结果表明这批陶质彩绘文物制作工艺是就地取土,与水混合塑型,在900~1000℃烧制陶胎。其彩绘所使用的颜料均为矿物颜料,其中白色为方解石(CaCO3)、红色为赭石(Fe2O3)和朱砂(HgS)、黑色为炭黑(C)、紫色为人造汉紫(BaCuSi2O6),采用胶料调和颜料调涂刷绘制而成。这批文物的制作工艺属于典型的秦汉时期彩绘陶器的制作方法。研究成果可为相关文物的保护提供科学数据。     

天梯山石窟9窟彩塑与壁画地仗矿物 及颜料分析

天梯山石窟,即北凉石窟,在国内史学界誉为中国古代石窟鼻祖。据考证,9窟彩塑与壁画制作始于唐代,后经历代多次重绘。针对目前彩塑与壁画的保存现状及需要修复的状况,本研究运用现代分析仪器与技术,对9窟现存的彩塑、壁画进行了科学分析。其中,对彩塑及壁画地仗土层矿物进行了X射线衍射分析,对重层彩绘颜料进行了X射线衍射、X射线荧光分析;另外,对清理彩塑地仗时发现的植物茎秆及附属物,采用偏光显微分析技术进行了材质鉴定。分析和鉴定结果表明:9窟现存彩塑及壁画地仗土层具有相同的矿物组成,基本包括石英、长石(斜长石、少量的K-长石)、云母(白云母、绿泥石、伊利石、斜绿泥石)、方解石、少量石膏,并确定植物茎秆材质为稻草;在使用的彩绘中,黑色为墨,红色颜料有朱砂、铅丹和铁红,蓝色颜料为石青,白色颜料以方解石为主,有少量的石膏。本结果可为后期天梯山石窟的全面复原修复提供参考资料。     

新疆和田达玛沟佛寺遗址出土壁画颜料分析

达玛沟佛寺是新疆和田地区重要的佛教遗址,具有极高的佛教及艺术价值,对我国乃至东亚的佛教艺术都有着重要的影响。为研究新疆达玛沟佛寺遗址出土壁画颜料成分及工艺,以壁画文物残块为研究对象,利用体视显微镜、X荧光光谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、偏光显微镜等多种仪器对其进行了分析鉴定。结果表明,达玛沟佛寺所使用的颜料全部为矿物颜料,其中蓝色颜料为青金石,绿色颜料为氯铜矿,白色颜料为石膏,红色颜料为朱砂,褐色颜料为铁红,赭黄色颜料为铁黄。该研究为探索中国西域佛教史、美术工艺史及后期修复保护材料、工艺选择提供科学依据。     

陕西蓝田水陆庵彩绘泥塑颜料分析研究

水陆庵位于陕西蓝田王顺山下,庵内现存三百余平方米精美绝伦的明代彩绘泥塑,是我国泥塑保存最多、最完整的明代彩绘泥塑群之一。为明确水陆庵彩绘泥塑的颜料使用情况,采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微红外光谱仪、扫描电镜-能谱仪和显微拉曼光谱仪对颜料样品进行科学分析。结果表明,除中隔壁背面重妆区域的蓝色颜料主要成分是普鲁士蓝之外,水陆庵彩塑使用的颜料大多为矿物颜料,包括铅丹、朱砂、铁红、氯铜矿、雌黄和云母等。研究结果将为水陆庵后续保护修复提供科学依据,并为丰富关中地区明代彩绘泥塑颜料类型补充科学信息。     

THE EGYPTIAN GREEN PIGMENT: ITS MANUFACTURING PROCESS AND LINKS TO EGYPTIAN BLUE*

The chemical and structural analysis of raw Egyptian blue and green pigment cakes and of 50 pigment samples taken from paintings kept in the Louvre Museum was performed using a set of analytical techniques (X‐ray powder diffraction, transmission and scanning electron microscopy, Raman microscopy and UV spectrophotometry). The structural and morphological study of modern samples prepared on the basis of these results has provided technological data that help to explain ancient procedures. The role of the firing temperature, the atmospheric conditions in the furnace and the cooling rate are considered. The difference between Egyptian blue and Egyptian green pigment is proved. Manufacturing processes for their deliberate synthesis are proposed.