近红外光谱技术在揭示南宋兰溪窑米黄色釉瓷的热历史、釉裂机制及生产策略中的应用

《Journal of Archaeological Science》：Near-infrared spectroscopy for unveiling the thermal history, glaze cracking mechanisms and production strategies of Southern Song Dynasty Lanxi Kiln beige-glazed porcelain

利用近红外反射光谱（NIR）结合元素分析和显微观察，研究南宋龙泉窑白瓷开片机理，发现不同烧制温度策略是裂纹模式差异的主因，并通过热膨胀分析验证了NIR方法在考古材料热历史研究中的有效性。

　　

张云逸|胡白虎|杨泽琳|熊焕

中国广州中山大学历史系

摘要

在瓷器的起源和发展过程中，釉层开裂现象贯穿始终，这一现象受到烧制温度和原材料选择等因素的影响，反映了古代瓷器的生产方式。目前单一的、具有破坏性的瓷器烧制温度测量技术限制了对古代珍贵瓷器釉层开裂机制的深入研究。本研究将近红外（NIR）反射光谱技术应用于对中国福建省岚溪窑出土的南宋时期（1127年–1279年）米黄色釉瓷的热历史研究。结合元素成分分析和显微分析方法，全面探讨了釉层开裂机制及生产策略。研究结果表明，不同的烧制策略（体现在不同的热历史过程）是导致米黄色釉瓷出现不同裂纹模式的主要原因。热膨胀分析进一步证实了这一结论。作为一种独立的热历史研究方法，NIR反射光谱技术与实验室逐步重烧技术相结合，能够有效评估瓷器中的脱羟基作用及埋藏后的再羟基化效应，适用于大批量样品的快速、无损分析，为研究高温烧制考古材料（如瓷器）的热历史提供了新的途径。

引言

在瓷器的起源和发展过程中，釉层开裂现象一直存在。中国福建省发现的最早的原始瓷窑遗址——辽天涧山窑和库寨坑窑（距今3770–3400年）出土的原始青瓷已出现釉层开裂现象（福建省博物馆和泉州博物馆，2016年；杨，2016年）。最初，釉层开裂是瓷器烧制后的缺陷。自宋朝（960年–1279年）起，冰裂纹、蟹爪裂纹等裂纹形式被提升为审美要素，成为汝窑、官窑、龙泉窑等瓷器的艺术特色（中国陶瓷学会，1982年；Lahlil等人，2013年）。探索瓷器釉层开裂机制对于研究古代瓷器生产工艺、生产策略、腐蚀机制及保护具有重要意义（何等人，2022年；李等人，2020年）。

釉层开裂的主要原因是陶瓷胎体与釉层之间热膨胀系数的差异导致的应力积累、释放与传递。当积累的应力超过釉层的极限强度时，就会发生开裂（陈等人，2023年）。以往的模拟研究表明，裂纹形成受多种因素影响，包括胎体和釉料的成分、釉层厚度、烧制气氛、烧制温度及冷却速率（Lahlil等人，2015年；陈等人，2023年）。通过调整胎体与釉料的配方来控制裂纹形成被认为是古代工匠生产裂纹瓷器的最可行策略（严等人，2020年）。当前对考古样品中裂纹机制的研究也主要集中在这一方面（周等人，2011年；贾和苗，2016年；严等人，2020年；陈，2022年；周，2022年）。在影响瓷器釉层开裂的所有因素中，学者们对烧制温度等热历史参数的关注较少。主要原因在于测定高温烧制陶瓷材料（如瓷器）烧制温度的方法相对有限。热膨胀分析作为一种较为成熟的热温度测量技术（目前是确定瓷器烧制温度的最佳方法）（Tite，1969年，2008年；李等人，2024年），需要破坏性取样，这使得对珍贵瓷器样品或厚度小于约5毫米的薄片进行分析变得不现实。此外，漫长的测试周期也阻碍了对大量样品的分析。近年来，近红外（NIR）反射光谱技术已被证明是研究考古材料热历史的有效方法（Bruni，2022年；徐等人，2024年），并已应用于古代陶器的研究（Bruni，2022年）。该技术适用于大批量样品的快速、无损分析，为研究裂纹瓷器的热历史提供了新的途径。

岚溪窑位于中国福建省建宁县，1958年在文物调查中被发现。2018年，福建省考古研究所与中山大学历史系等机构合作对岚溪窑进行了首次发掘和系统研究，明确了窑址的概况。该窑始于北宋中期，在南宋时期达到鼎盛，元代开始衰落。岚溪窑的主要产品是三种釉色的高质量青白色瓷器——湖蓝色、米黄色和灰绿色，这些瓷器均烧制于南宋时期（1127年–1279年）。这些产品的质量超过了同一时期景德镇窑的产品，代表了南宋时期中国青白色瓷器的巅峰（福建省考古研究所等，2025年；熊等人，2025年）。米黄色釉瓷可根据裂纹模式分为三种类型：细裂纹、稀疏裂纹和无裂纹。先前研究表明，岚溪窑米黄色釉瓷与湖蓝色和灰绿色釉瓷的铁含量存在显著差异，表明它们采用不同的釉料配方生产。然而，三种不同裂纹模式的米黄色釉瓷在化学成分上没有显著差异，说明釉料配方是一致的（熊等人，2025年）。因此，釉料配方并非影响米黄色釉瓷裂纹模式的关键因素。这三种产品的开裂机制和生产技术值得进一步研究。

本研究采用近红外反射光谱技术分析了岚溪窑出土的米黄色釉瓷，结合元素成分分析和显微分析，探讨了南宋时期岚溪窑米黄色釉瓷的开裂机制及生产策略。同时对部分样品进行了热膨胀测量，以验证近红外光谱技术在研究瓷器热历史方面的适用性。

材料

本研究分析了2018年从岚溪窑出土的33件米黄色釉瓷样品，主要为碗状器物，还包括少量盘子和杯子，均来自南宋地层，由福建省考古研究所提供。其中，8件样品有细裂纹，6件样品有稀疏裂纹，19件样品无裂纹。这三组样品的釉面光泽存在显著差异。

元素成分分析

胎体和釉料的元素成分分析结果见补充材料1（表2、表3）。在检测的元素中，Na、Ti、P和Mn的含量接近或低于3σ，表明其浓度低于定量限（LOQ），因此未对这些元素进行统计分析，仅提供参考结果。

图2显示了米黄色釉瓷样品中的元素含量条形图。

讨论

上述分析表明，不同裂纹模式的岚溪窑米黄色釉瓷在原材料成分和釉料制作技术上没有显著差异。三种类型瓷器裂纹模式的主要差异在于其不同的热历史过程。其中，细裂纹米黄色釉瓷具有均匀的裂纹模式和温润有光泽的釉面。

结论

本研究利用近红外光谱技术研究了岚溪窑出土的南宋时期米黄色釉瓷的釉层开裂机制。结合成分分析、显微观察和热膨胀测量，分析了岚溪窑米黄色釉瓷生产过程中的关键环节。研究表明，作为南宋时期中国最著名的青白色瓷窑，岚溪窑很可能采用了多样的生产技术和配方。

作者贡献声明

张云逸：概念构思、数据整理、正式分析、调查、方法设计、项目管理、软件使用、监督、验证、数据可视化、初稿撰写、审稿与编辑。胡白虎：调查、项目管理、监督、审稿与编辑。杨泽琳：调查、项目管理、资源协调、监督。熊焕：资金筹措、调查、项目管理、资源协调、监督、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。