河津固镇瓷窑址位于河津市樊村镇固镇村,北依吕梁山,西眺黄河,南迎汾水,距禹门渡口约9公里。2016年山西省考古研究院和河津市文物局对瓷窑遗址进行了考古发掘,清理制瓷作坊4座、瓷窑炉4座、水井1处以及窑炉残渣和废品堆积坑35个,出土完整及可复原瓷器数千件,瓷片、窑具标本达6吨之多。瓷器品类以粗白瓷为主,次为黑釉瓷、酱釉瓷、少量细白瓷和三彩釉陶。器类主要有钵、碗、盘、器盖、盆、盏、枕和罐等。该窑址相关遗迹和遗物考古资料的发表,为了解金代河津窑的瓷器品类、装饰风格、装烧方式、窑炉结构等提供了重要的新材料,同时也为北方宋金时期民窑及其白釉瓷的研究提供了新材料,填补了山西地区宋金时期制瓷遗迹的空白,并入选“2016年度全国十大考古新发现”,其研究意义重大。
本文主要从胎釉成分和吸水率的角度,探讨不同质地瓷器产品的异同及其制瓷工艺,并与北方相关窑址标本进行对比研究,探讨不同窑口之间的技术关系。
一、实验样品
本实验选取河津固镇金代瓷窑址43件典型瓷器样品,其中瓷枕18件,钵、碗、盘、罐等日用类样品25件〔图一〕。
河津窑瓷器以透明白釉瓷为主,黑釉系列瓷器,依釉色深浅可分为青釉、酱釉和黑釉,白釉和黑釉系列瓷均为高温釉瓷器。根据胎体的致密度以及纯净度,可以将河津窑陶瓷器分为三大类:第一类是胎体致密、细腻的细瓷,均是白釉瓷,即细白瓷;第二类是胎体可见杂质颗粒,胎质略疏松的粗瓷,根据所含杂质颗粒的大小和密度,还可以细分为粗瓷A和粗瓷B两小类,后者胎质更粗糙些;第三类是低温三彩釉陶,胎体为泥质红陶,目前河津窑该类产品仅见六角形枕[表一]。此外,还对一件粗白瓷碗(样品7)胎釉之间的白色化妆土和粗白瓷八角形枕(样品34)内侧的红泥成分进行了测试〔图二〕。
二、测试方法与结果
此次实验分别对样品进行了胎、釉化学组成测试和吸水率测试。
(一)胎、釉化学组成测试与结果
1. 胎、釉化学组成测试方法
样品处理:首先用切割机将43件样品切割成2cm2左右的小块,并将断面磨平。其次,清洗检测样品。先用纯净水对样品进行超声波清洗两次,干净后用酒精再清洗一次。最后,将样品放入干燥箱内进行烘干。烘干后取出进行测试。
实验条件:本次实验在山西省考古研究院科技室进行,实验仪器为美国生产的EDAX Orbis微束X射线荧光能谱仪。实验条件为:管电压50kV,管电流850μA-1000μA,光斑直径1mm,数据采集时间为100s。所测元素有:SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO、CaO、Na2O、TiO2、P2O5、MnO以及BaO、Rb2O、SrO。
数据处理:每件样品不同部位均测三次,用均值来代表氧化物元素含量。据观察,BaO、Rb2O、SrO的含量均在0.03%以下,所以剔除这三个氧化物含量后,对其余10个氧化物含量进行归一化处理,主要对主量元素含量进行分析。
除了测试43件瓷片样品的胎、釉成分之外,样品34为瓷枕片,在枕壁与枕底连接处的内壁涂抹有红泥,编号34N,也进行了测试。样品11为一件白瓷碗,内壁白釉脱落而露出白色化妆土,编号为11H,同样进行了测试。
2. 瓷胎化学组成结果分析
[表三]列出了三类高温釉瓷瓷胎化学组成的平均值与标准差,结合〔图三〕对45件样品化学组成主成分分析制作的散点图,可以看出样品43低温釉陶枕离散较远,与其他样品差异明显,可归入李文杰所划分的四类古代制陶黏土中的普通易熔类黏土,该类黏土氧化硅含量在56.02%-69.79%,氧化铝含量在20%以下,一般在12.4%-19.97%。
〔图三〕的粗瓷A和粗瓷B基本聚集在一起,胎体化学组成相近,可归为一组,与细白瓷在第二主成分方面存在差异。结合〔图四〕部分主量元素组合散点图,可以进一步明确河津窑细白瓷与粗瓷类产品的胎体化学组成的差异,主要体现在氧化铁和氧化钛等有色氧化物以及氧化钾含量方面,细白瓷胎体细腻洁白,与其低铁、低钛、高铝的胎料配方有密切关系。细白瓷的氧化铝含量在36.38%-38.47%,平均值为37.18%,而粗瓷的氧化铝含量分布范围较宽,从25.16%-37.36%,平均值为32.91%。细白瓷的氧化铁含量在0.41%-1.01%,平均值为0.59%,明显低于粗瓷类,其含量在1.33%-4.26%,平均值为2.46%。此外,对细白瓷和粗瓷主量元素含量的均值一致性检验,进一步明确了二者在氧化硅、氧化钾、氧化钛、氧化钙和氧化磷的含量方面也存在统计学意义上的差异,细白瓷的氧化钙和氧化磷含量较粗瓷类略高,而二者在氧化镁、氧化纳、氧化锰的含量方面则基本相近[表四]。
粗白瓷的白色化妆土(11H)与细白瓷胎体成分在有色氧化物氧化铁、氧化钛方面含量相近,但其氧化铝含量更高而氧化硅含量更低一些,氧化钾、氧化钠的含量也略高。
瓷枕内测修抹用的红泥样品与粗瓷样品聚集在一起,推测二者的化学成分基本相同,可能所用原料相同。
此外,为了确定不同釉色的粗瓷胎体成分是否存在差异,笔者选取黑釉粗瓷和白釉粗瓷各6件,分别制作成对氧化物的散点图,两类样品均交叉分布,没有差异。对二者SiO2/Al2O3值的T检验,结果P为0.055,大于0.05,表明二者之间没有明显差异。因此,基本可以排除釉色对粗瓷胎体的影响。
3. 瓷釉化学组成结果分析
河津窑高温釉瓷从釉色上可以分为白釉、青黄色釉、酱色釉、黑釉四种,低温三彩釉枕上含有黄色、绿色和黑色三种釉色。使用EDAX Orbis微束X射线荧光能谱仪对各类样品釉面成分进行检测分析,〔图五:1-4〕以成组主要氧化物含量的散点图形式展示结果,可以看出,细白瓷和粗白瓷的白釉与青黄釉基本聚在一起,称为浅色釉的白釉系,而黑釉和酱釉聚在一起,可称为深色釉的黑釉系。
高温釉中,白釉和青黄釉样品所代表的白釉系,与黑釉、酱釉代表的黑釉系,二者釉层氧化物含量的差异主要体现在显色元素,即氧化铁和氧化钛的含量方面,黑釉系的含量明显高于白釉系〔图五:2〕。此外,还可以看到样品21Y酱釉碗(Y代表测试的釉层)的氧化硅含量极低,离散较远〔图五:1〕,该样品氧化磷含量高达16%,推测该样品测试值可能存在异常,所以在对白釉系和黑釉系氧化物含量进行均值一致性的检验时,剔除该样品。[表五]对白釉系和黑釉系化学组成及其均值一致性的检验,进一步明确二者的差异除了体现在呈色元素氧化铁、氧化钛、氧化锰之外,白釉系的氧化钙、氧化硅含量均高于黑釉系,而氧化镁含量则低于黑釉系,二者的氧化铝含量无差异。黑釉系样品瓷釉的氧化铝和氧化铁含量呈反比,推测釉料中可能添加了黄土或紫金土之类的原料以增加氧化铁的含量。
前文对瓷胎化学组成的分析,已显示细白瓷和粗白瓷的胎料组成有细微差异。所以,为了明确瓷釉组成有无差异,笔者对细白瓷和粗白瓷的白釉化学组成进行了均值一致性检验[表六]。可以看出,二者瓷釉组成在氧化铝、氧化钙、氧化钾、氧化锰含量方面存在统计学意义上的差异,结合具体数值的对比分析,可以明确细白瓷和粗白瓷瓷釉的主要不同体现在氧化钙和氧化钾含量方面〔图六〕。河津窑细白瓷瓷釉为低钙低钾,而粗白瓷的钙、钾含量分布范围均较广,氧化钙含量多数在5%-12%之间。
根据罗宏杰对中国古瓷中钙系釉的划分标准,河津窑绝大多数白釉瓷的釉式系数b(RO)﹥0.76,为钙釉,个别白釉0.65﹤b﹤0.76,为钙-碱釉〔图七〕。从不同瓷釉釉式系数b(RO)的散点图可以观察到,细白瓷的白釉釉式系数b值在0.66-0.76之间,未见大于0.76的,平均值为0.72[表六],与多数粗白瓷白釉系数b大于0.76的分布情况不同。由此可见,河津窑细白瓷和粗白瓷的瓷釉配方,与胎料配方情况相似,二者之间也存在差异。
因使用EDAX Orbis微束X射线荧光能谱仪对样品釉面测试结果中没有氧化铅的数据,为了进一步明确低温釉陶是否属于铅釉系列,笔者用奥林巴斯手持式荧光光谱仪对样品43釉面的2个部位进行测试。该仪器窗口是8mm,阳极靶材是Ag,电压是50KV,电流是0.2mA,功率是4W。测试结果显示其瓷釉组成以氧化铅为主,接近40%[表七]。与宋、辽三彩釉陶的绿釉成分相比,河津窑低温釉陶绿釉成分的氧化铅含量较低,可能与检测仪器不同有关。整体来看,河津窑低温釉陶应属于铅釉陶,与高温釉瓷的瓷釉组成明显不同。
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(作者单位:山西大学考古文博学院 山西省考古研究院)