本文载《巴蜀史志》2021年第5期“聚焦三星堆”专刊

三星堆遗址十二大考古新手段

整理:《巴蜀史志》编辑部 考拉看看

审稿:四川省文物考古研究院

多功能考古发掘集成平台

多功能考古发掘集成平台是三星堆遗址科技考古的重要组成部分,外部由高透光幕墙组合拼装,形成独立的田野考古恒温恒湿环境调控舱;内部采用共架多轨系统,集无接触载人工作平台、科学仪器设备搭载平台、文物提取平台、环境调控系统、预防性保护系统、工作视频记录系统、专用照明系统、探方图像与3D采集系统、高光谱探测分析系统等多套系统和装备于一体。

文物应急保护室

有机质文物应急保护室配备充氮保湿箱、低温保湿柜、生物低温采样箱等设备,可对出土角骨蚌牙、纺织品、漆木器开展应急保护;无机质文物应急保护室,配有离子色谱、整体提取设备,可对出土金器、青铜器、玉石器和陶器进行应急保护;应急检测分析室,配备手持式X—荧光仪、超景深显微镜、体式显微镜、色差仪等便携检测仪器和丝蛋白检测材料,可对出土文物、微痕信息进行快速分析和微观形貌观察,为文物应急处理与后期保护研究提供信息支撑。

三星堆文物的身份证

在挖掘工作中实时记录文物及填土的经纬度,并将其生成标签。该标签具有唯一性,是器物及标本的身份证。考古工作者根据发掘出的土壤,从土色、土质,到土中的遗存、成分、植被等,通过科学解读,能部分还原古代的气候、植被、动物等多种信息。此外,出土文物所在的关系层、祭祀坑和方位通过扫描二维码,就能知晓其所有信息,让相关信息不易流失。

3D打印“保护套”

三星堆遗址新发现6座祭祀坑的发掘,首次将3D打印保护套应用于文物提取。3D扫描仪搜集文物及其周边信息数据,3D打印机根据这些数据打印出一模一样的石膏模型,为石膏模型特制贴合严密、保护性强的硅胶保护套,将硅胶保护套贴合在文物上,随后将文物装入固定的木质套箱,再利用“文物起重机”取出。

有机高分子材料“呵护”脆弱象牙

有机高分子材料可用于文物表面封护、文物加固、粘接等方面。在三星堆遗址新发现6座祭祀坑发掘中,考古工作者对露出发掘层的象牙首先进行保湿处理,应用仿生技术研发保湿新材料,直接贴附于象牙表面,实现象牙与周围环境的初步隔离,避免其内部因水分流失迅速开裂,同时也隔离外部空气。再利用有机高分子材料对象牙结构进行加固,随后取出象牙,立即送往文物保护修复中心。

碳14测年

三星堆遗址1、2号祭祀坑采集的19个标本采用碳14测年,得出1、2号祭祀坑年代范围在公元前2471年至公元前1260年,不会晚于公元前1260年。三星堆遗址新发现6个祭祀坑中采集的73份炭屑样品,采用精确度、灵敏度更高的加速器质谱碳14测年法进行分析。其中,4号祭祀坑年代最有可能在公元前1199年至公元前1017年,年代区间属于商代晚期。

扫描电子显微镜

扫描电子显微镜,用于观察物体表面微观形貌和结构信息,具有高分辨率、放大倍数高的特点。在三星堆遗址新发现6座祭祀坑发掘中,确认丝绸及纺织物痕迹等环节,就大量使用到这种仪器。使用扫描电子显微镜EDS分析,可识别青铜器上的化学成分,分析出其中Cu、Sn、 Pb等元素的含量,再结合金相分析,可展现出当时青铜器制作的工艺流程,直接对应出当时的生产力发展水平,从而反映出古代历史上冶炼技术的进步与发展,这对考古工作具有重要意义。

超景深显微镜

借助超景深显微镜可把样品放大1000倍,细微地探寻那些已混杂在土壤中,或附着在器物表面的文物(如丝织物等残痕),检测其存在证据的丝蛋白成分。同时,可以微米为单位,对样品从不同角度拍摄多张图片后叠加形成样品的类三维影像,据此尝试复制出该丝织物。但无法通过这些残痕复原丝织物,只能帮助人们了解残痕具体细节。

高光谱成像技术

通过高光谱成像技术分析坑内的灰烬等物质,可分辨和研究当时农业、纺织业的一些情况。如此次挖掘的4号祭祀坑中,一些丝绸制品的残余,在肉眼看来只是黑色“土块”物质,但在高光谱成像仪等“黑科技”设备下,就能寻到蛛丝马迹。再通过后续检测,证实了丝蛋白的存在,就为“古蜀是中国古代丝绸的重要起源地之一”理论提供了确凿证据。

便携式X射线荧光仪

这是一种物理性原位无损检测分析设备,可获取文物表面的元素组成和相对含量,具有检测灵敏度高、操作简单、小巧便携的特点,在考古发掘现场,可快速了解检测对象的材质。在三星堆遗址新发现6座祭祀坑发掘中,主要应用于检测青铜器、象牙和金器上的元素成分。

激光共聚集拉曼光谱仪

激光共聚集拉曼光谱仪可实现原位无损或微损分析,检测范围广,有机或无机物均可分析,操作简便,快速高效,精准性高,可对样品表面进行微米级的微区检测。在三星堆遗址新发现6座祭祀坑发掘中,主要应用于锈蚀物和颜料分析。

三维激光扫描仪

使用三维激光扫描仪最主要作用是扫描之后形成局部电云,方便考古人员查阅祭祀坑剖面具体情况。考古现场挖掘是不可逆的过程,用三维扫描技术对考古过程进行数据采集,真实记录考古过程,为文物修复和遗址复原提供数据支撑。三星堆遗址新发现6座祭祀坑中的很多文物外观都是破碎的,通过三维扫描技术可以在电脑中修复另一半文物,展现出文物的原始样貌。

(本文载《巴蜀史志》2021年第5期“聚焦三星堆”专刊)

来源:四川省地方志工作办公室

整理:《巴蜀史志》编辑部 考拉看看

审稿:四川省文物考古研究院