古陶瓷产地和制作工艺的研究目前都是科技考古的前沿课题。其研究成果可以成为考古文化区系理论的基础之一，能揭示古代社会生产活动的情况，还能为古代社会的文化交流、商品贸易和社会结构等提供大量的有用信息，进而为研究人类历史的发展和社会的变迁及复原历史的本来面目提供佐证。 由于古陶瓷制作所使用粘土、矿物原料均携带有其产地的特征信息，因此对其进行化学组分分析，找出能指示其来源的“指纹信息”，就可以对它们原料的产地、矿物结构等进行科学的研究。目前已有多种成分分析方法应用于这一领域。质子激发X射线荧光分析(Proton Induced X-Ray Emission简称PIXE)即为其中一种。它具有高灵敏度、非破坏性和多元素同时分析的优点，可以方便快速且无损地分析样品，特别是珍贵文物样品，目前已被广泛应用于生物学、医学、环境科学、考古学、地质学、冶金学、刑事科学和材料学等多个学科领域。本论文报道了以PIXE方法为主，并根据实际课题的需要，结合其他手段研究了广富林古陶、跨湖桥古陶以及国产钴土矿原料的一些结果。 1、古陶的产地研究一直是国际科技考古界的难题和前沿课题。我们用质子激发X射线荧光(PIXE)和仪器中子活化分析(INAA)对上海广富林遗址出土的良渚文化类型陶器和广富林外来文化类型陶器以及在山东景阳冈、邹平和日照地区出土的龙山文化的陶器进行了分析。通过两种文化类型古陶器化学组成的测定以及多元统计方法的分析，来判定上述两种类型古陶器是否在同一地点烧造，外来文化类型陶器的来源，是否如考古学家预期的那样来自北方山东、河南的龙山文化区域。因子分析的结果显示，广富林遗址出土的外来文化陶器并不在当地生产，由此推断有一批外来移民在4300年前来到了上海地区。这批外来文化陶器是在上述山东三个遗址以外的地区，或是可能在迁徙途中烧造的。实验结果表明，PIXE和INAA两种方法相结合，对古陶断源分析的能力将有所提高。 2、跨湖桥新石器时期文化遗存是2001年全国十大考古新发现之一。我们着眼于跨湖桥陶器的制作工艺，用质子激发X射线荧光(PIXE)和共振背散射对它们从碳到铁的全元素作了成分分析。在对它们研究的同时，也对黑陶制作水平很高的龙山文化日照两城镇黑陶器其进行了比较研究。实验结果表明，跨湖桥陶器应当是用粘土掺杂了湖底淤泥，或直接使用湖底的淤泥制作而成。这使得它们的胎体中含有大量的有机物，在烧制的过程中产生了碳黑来进行呈色。跨湖桥陶器黑光陶衣和陶器胎体原料的化学组分不同，这是在陶器表面施加了某种物质而形成的结果。 3、我国青花瓷的起源及其所用钴料的来源，一直是中外古陶瓷学者关注的焦点之一。我们用质子激发X射线荧光(PIXE)和X射线衍射(XRD)对来自云南、江西、浙江、福建和甘肃的国产钴土矿进行了成分分析和粉晶结构分析。发现在我国甘肃地区存在优质钴土矿，其MnO/CoO和唐代、元代以及明嘉靖青花相近，打破了以往认为我国国内钴土矿都是高锰的看法。XRD结果显示，云南、江西和浙江的钴土矿中钴都以尖晶石形式存在，而这种矿物至今仍被广泛应用于无机颜料的生产中。福建和甘肃的钴土矿和上述截然不同，前者是以沸石类矿物结合锂硬锰矿类矿物形式存在，后者是一种绿泥石型的矿物。