对黑海西岸中世纪陶瓷出土物的物理化学研究

《Journal of Archaeological Science: Reports》：Physico-chemical investigations on Medieval ceramic finds from the western Black Sea coast

考古计量学研究揭示了罗马尼亚Valu lui Traian遗址9-11世纪陶瓷的原料与工艺，通过OM、PIXE和XRD分析33块碎片，确认本地生产并排除进口可能，发现氧化焙烧与铅釉装饰特征，揭示了黑海西岸早期中世纪陶瓷的本地化生产特征。

　　这是一篇关于罗马尼亚东南部Valu lui Traian遗址出土的陶瓷碎片进行考古材料学研究的论文。该研究利用光学显微镜（OM）、粒子感应X射线发射（PIXE）和X射线衍射（XRD）等技术，对33件陶瓷碎片进行了详细分析，旨在探讨9至11世纪初中世纪时期，该地区陶器制作所使用的原料和工艺方法。

Valu lui Traian是位于罗马尼亚康斯坦察县的一个大型中世纪遗址，紧邻黑海，距离现代城市Constantia仅约15公里。这种地理位置使得该地在中世纪时期成为贸易交流的重要节点，许多商品，包括陶瓷制品，可以通过邻近的港口输入。然而，研究团队在该遗址中也发现了一座陶窑，这表明当地也存在陶瓷生产活动。尽管如此，研究者在陶窑及其附近区域未发现任何陶瓷碎片或与制陶相关的证据，这使得研究结果更具挑战性，因为通常陶窑周围会发现大量制陶废弃物。

该研究的主要目标是识别这些陶瓷碎片的原料来源和制造工艺，并通过比较其他同时期邻近考古遗址的陶瓷数据，探讨该地区中世纪陶器制作和铅釉陶瓷的出现情况。研究团队选取了来自居住区的33件陶瓷碎片，这些碎片来源于明确的时间层（9至11世纪），并基于其不同的粘土类型和装饰技术进行选择，以确保样本的代表性。这些陶瓷包括各种类型的容器，如有柄和无柄的陶罐、壶和一个大锅。

研究结果显示，这些陶瓷碎片呈现出不同的粘土类型和装饰风格。其中，一些陶瓷碎片表面覆盖着橄榄绿色釉，这在该地区较为罕见。另外，部分碎片上有红色颜料和橄榄绿色釉斑，这可能表明制陶作坊中同时存在彩绘和釉陶的制作。通过显微镜分析，研究人员识别出四种主要的粘土类型，分别以不同的结构和成分特征进行分类。这些粘土类型包括细粒粘土、中等粒度粘土和粗粒粘土，每种类型都有其独特的矿物组成和烧制条件。

通过PIXE分析，研究团队发现这些陶瓷碎片的化学成分存在显著差异。数据分析表明，样本可以分为两个主要组别，一个组别以高铝含量为特征（标记为K），另一个则以高钙含量为特征（标记为nK）。这些化学成分的变化可能与不同的原料来源或制陶工艺有关。值得注意的是，橄榄绿色釉的碎片在化学成分上表现出显著的铅氧化物富集，这表明釉料中使用了含铅的原料。此外，一些碎片中检测到微量的锑，这可能源于釉料原料中的杂质。

XRD分析进一步支持了OM的发现，揭示了这些陶瓷中主要存在的矿物相，如石英、钾长石、白云石和云母。这些矿物相的存在为确定烧制温度提供了重要线索。例如，白云石的出现通常意味着烧制温度低于950°C，而石英和钾长石的存在则表明烧制温度较高。此外，XRD结果还显示，部分陶瓷碎片中并未检测到高岭石，这可能是因为高岭石在高温下转化为非晶态的高岭石，从而无法被XRD检测到。

研究还探讨了这些陶瓷碎片是否可能是从其他地区进口的。考虑到该地区在中世纪时期与拜占庭帝国的贸易联系，以及一些陶瓷碎片的化学成分与拜占庭遗址的相似性，研究人员推测这些陶瓷可能来自重要的拜占庭制陶中心。然而，分析结果并未发现与当地地质环境不符的化学或矿物组成，这使得研究团队排除了外来陶瓷的可能性。相反，这些陶瓷的化学成分和矿物组成均与当地可用的原料相符，从而支持了它们在当地制作的假设。

研究团队还通过主成分分析（PCA）对陶瓷碎片的化学数据进行了统计分析。PCA结果显示，大多数样本可以分为两个主要的化学组别，分别以高铝和高钙含量为特征。这种分类有助于区分不同类型的陶瓷制品，并为理解当地陶器制作的多样性提供了依据。此外，一些样本在PCA图中显示出异常值，这可能意味着它们具有独特的原料来源或制作工艺。

研究还发现，橄榄绿色釉的陶瓷碎片在烧制过程中可能使用了不同的技术。例如，釉层的厚度和成分变化可能表明釉料的制作过程较为复杂，需要特定的原料配比和烧制条件。此外，一些橄榄绿色釉的碎片在表面显示出不规则分布的釉斑，这可能表明釉料的添加过程存在一定的不稳定性或杂质污染。

总的来说，这项研究为理解中世纪时期罗马尼亚东南部的陶器制作提供了重要的考古材料学证据。通过多学科方法的综合应用，研究人员不仅确定了这些陶瓷碎片的原料来源和制作工艺，还探讨了它们在区域贸易网络中的可能作用。研究结果表明，这些陶瓷在很大程度上是本地制作的，其化学成分和矿物组成均与当地可用的原料相符，而并非外来产品。这一发现对于理解中世纪时期该地区的陶瓷工业发展和贸易活动具有重要意义。