考古不仅有洛阳铲，还得有科技与狠活

沉睡三千年，一醒惊天下。

2022年6月，四川省文物考古研究院公布了三星堆祭祀区考古发掘成果：6个“祭祀坑”目前共出土编号文物近13000件，7、8号祭祀坑发现许多造型精美的青铜器，包括龟背形网格状器、青铜神坛和顶尊蛇身铜人像等。

图1 三号坑出土的金面具

当然，这并非三星堆考古发现首次引发关注。早在1934年，这片位于四川省广汉市西北鸭子河畔的三星堆遗址就已经得到初次发掘，并由此拉开了三星堆考古的时代序幕。进入20世纪80年代，随着数千件珍贵文物的井喷式涌现——巨大的青铜人像，近四米高的青铜神树，以及双目外突、形容粗犷的青铜人面像等引发海内外广泛关注。这些区别于中原文化的青铜制式不仅带给人们以视觉冲击，更激发了民众对“神秘”三星堆文明的好奇与猜想。

整个三星堆的发掘都出现了大量的科技手段。3D打印、便携式X射线荧光、扫描电镜、拉曼光谱、红外光谱、超景深显微镜……此次三星堆发掘过程可谓是“科技”环绕。图2-a为日立新一代台式扫描电镜，图2-b为布鲁克手持拉曼光谱仪，图2-c为布鲁克便携式红外光谱仪。

图2-a 新一代日立台式扫描电镜

图2-b 布鲁克手持拉曼光谱仪

图2-c 布鲁克便携式红外光谱仪及附件

文物，是人类在社会活动中遗留下来的具有历史、艺术、科学价值的遗物和遗迹，不仅可以揭示人类社会发展的客观规律，认识并促进当代和未来社会的发展，也是我们追溯古代的制造工艺、颜料的途径，还能为文物的保护和修护提供思路。

扫描电镜

扫描电子显微镜在考古过程中能发挥什么作用呢？下面为您介绍一下。

与常规分析手段不同，扫描电镜可以实现无损检测，尤其是搭配低真空模式，较大程度保留样品的原始形貌，消除了喷镀对结构的影响。

①形貌分析

现在，很多人喜欢收藏文物，这也导致不法分子仿造文物牟利，那我们如果区分真迹和仿品呢？手段很多，观察其微观结构就是其中的一种方法。扫描电镜不仅可以通过观察文物的表观形貌来识别文物所属于的朝代，也可以通过文物的表面形貌了解环境对其结构的影响。

不同朝代制造工艺不同，导致微观晶粒的大小、形状和分布存在差异。相反，通过这种手段也可以判断文物所属年代。

下图是使用日立台式扫描电镜TM4000 II对古代纸张和仿品的形貌分析图，放大倍数分别为60倍、200倍、500倍。

图3 古代纸张

图4-a 板纸仿品

图4-b 皮纸仿品

图4-c 宣纸仿品

图4-d 竹纸仿品

图3为古董纸张，图4为不同材质的仿品，我们发现，真迹纸张纤维结构相对蓬松，并且纤维间的缝隙有很多杂质，仿品的纤维比较密实，并且缝隙间比较干净，可见，仿品纸张纤维的形貌与真迹差别很大。

因此，通过观察其微观结构能够轻松识别真迹与仿品。

环境对文物的结构也有一定的影响，如下图，图5为裸露在外的古木，结构更平整，空洞结构较多，图6为埋在地下的古木，结构更密实，层次更丰富。

图5 裸露在外的古木

图6 埋在地下的古木

②EDS成分分析

使用扫描电镜的EDS分析功能，可以识别文物的化学组成，分析其中的元素含量，不仅可以反应当时的工艺流程，对文物修复也有着重要意义，

扫描电镜在动物进化的研究中也有重要作用，如：形态学分类、古人类生活痕迹研究、古人类牙釉质的研究、恐龙蛋壳膜的研究、毛发鳞片的结构等

拉曼光谱

拉曼光谱作为一种无损、非破坏性的分析技术，已被广泛应用在考古文物的材料鉴定和研究领域中。但拉曼光谱仪在实际的文物测试时，却遭遇到了高荧光的困扰，无法对很多文物样品进行分析。布鲁克新一代手持式拉曼光谱仪BRAVO，作为唯一款带有双激光器的手持拉曼产品，采用连续移频技术SSETM，可大程度的消除或降低样品的荧光干扰，使其突破了拉曼光谱仪在文物领域的使用限制。为文物出土前的快速鉴定分析提供了有效的技术支撑。

图7 布鲁克手持拉曼对三星堆馆藏玉石器进行测试

（图片来源于北大考古学院）

红外光谱

红外光谱作为一种成熟的分子光谱技术，相比于拉曼光谱技术具有谱图信息丰富、谱库种类齐全和不受荧光干扰等优点，也同样被广泛应用在考古文物的材料鉴定和研究领域中。布鲁克A4纸大小的便携式红外光谱仪ALPHA II， 也被用于此次三星堆出土文物的测试。

显微红外

四川省文物考古研究院作为本次挖掘的主要单位，在年初还采购了先进的一体式显微红外光谱仪，也就是布鲁克一体式显微红外光谱仪Lumos II (带布鲁克独家的焦平面阵列检测器，兼具快成像速度和高空间分辨率)，用于出土的各种文物的深入研究分析。目前国内的主要文博系统都采购有布鲁克显微红外光谱仪，比如故宫博物院、秦始皇帝陵博物院、河南省博物馆等。

部分文章（拉曼光谱、红外光谱、显微红外）引用与布鲁克光谱公众号