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原始瓷是陶向瓷演变的过渡阶段,原始瓷的系统研究对于探索瓷器的起源与发展史具有重要的意义。德清地区的原始瓷窑址被认为是目前我国发现的窑址最集中,跨越时间最长,序列最为完整的原始瓷窑区,这为研究与原始瓷相关的问题提供了理想的样本。本论文以德清地区出土的夏代晚期至战国早期的原始瓷为研究对象,利用X射线荧光(XRF)、电子探针(EPMA)和X射线衍射(XRD)等多种分析技术对其元素和物相组成进行了分析,并对荧光CT在原始瓷三维成像应用方面所遇到的自吸收问题进行了探索性研究。这些工作为原始瓷的起源以及萧山墓葬出土原始瓷的溯源提供了可靠的科学依据。本论文的研究成果主要有: 1)将印纹硬陶和早期原始瓷进行对比研究发现,印纹硬陶的表面没有明显的高钙层,其化学组成与胎差别不大。瓢山(夏代晚期)和北家山(夏商之际)出土的部分原始瓷表面有不连续的厚度约几十微米的高钙层,最高的CaO含量可以达到10%以上,这一层的化学组成与商代以后原始瓷表面釉的成分很相似,而与该窑址的窑汗差别很大。因此,可以认定夏代晚期和夏商之际已经出现人工施釉,将人工施釉的出现时间从商代提前到夏代晚期。 2)通过对各个时期原始瓷的物相分析发现,所有的样品中都含有莫来石相和石英相,部分样品还存在方石英相。综合分析生土样、窑渣、陶器、唐三彩、原始瓷、印纹硬陶、青瓷和白瓷胎的物相组成发现,原始瓷、印纹硬陶、青瓷和白瓷胎中都存在莫来石相,而生土样、窑渣、陶器和大部分唐三彩胎中都没有莫来石相的存在,据此可将胎中莫来石相是否存在作为原始瓷和陶器的区分指标之一。 3)利用XRF对原始瓷胎的化学组成分析发现,原始瓷胎中Fe2O3和TiO2的含量都随着时代变迁而逐渐变低。Fe2O3是一种助熔剂,其含量的降低,使得胎可以耐受更高的烧结温度,从而使胎的烧成质量得以提高。另外这两种物质含量的高低直接影响到胎的颜色,它们的含量越低,胎的颜色越白。这说明胎的制作工艺随着时代的变迁不断进行改进,这种改进使胎的瓷化程度变好,颜色变浅。 4)利用主成分分析的方法对萧山墓葬出土的一批西周和春秋时期原始瓷进行了产地溯源。通过分析发现萧山墓葬出土的部分原始瓷与已发掘的德清窑址出土原始瓷相似,另外一部分明显与后者不同。表明德清地区可能有窑址尚未发现,这为考古学者进一步寻找德清地区原始瓷窑址提供了参考依据。 5)利用荧光CT研究原始瓷元素三维分布图像时发现自吸收效应对图像重建结果影响很大。在自吸收效应修正过程中,重点就是获取入射能量和荧光能量下的吸收系数。入射能量下的吸收系数可以通过CT系统直接获得。而荧光能量下的吸收系数通过研究发现可以用已知的入射能量下的吸收系数和未知的元素分布情况来表示。通过Geant4模拟验证了这种自吸收校正方法的可行性。结果表明这种方法可以明显地改善荧光CT的重建结果。