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光谱仪应用之文物鉴定 | 利用激光诱导击穿光谱分析法检测文物的土体成分

来源:上海如海光电科技有限公司 更新时间:2026-02-28 18:15:28 阅读量:78
导读:如海LIBS激光诱导击穿光谱仪可准确识别出Ca、Fe、Al等主要元素,为古建筑保护与修缮提供了科学、高效的成分检测新方法。

前言:

不可移动文物是各民族在历史、文化、建筑、艺术上的具体遗产或遗址,记载了丰富的历史文化,弥补了文字和历史等纪录不足之处,具有极高的历史、艺术和科学价值。据初步统计,我国已经发现的不可移动文物点近47万处,但这些不可移动文物的保护形势却不容乐观,由于这类文物长期暴露在自然环境中,受到环境变迁、灾害侵袭、自然劣化和人为破坏等多种因素影响,使得文物都面临着结构脆弱、材质疏松等劣化问题,抗扰动性和耐久性极差,导致保护难度逐步增加,每年都有对文物因保护不善或保护不当,造成文物价值的极大损失,对其维修保护的要求日益迫切。为了更好地保护这些历史性建筑,需对其材料组成成分进行检测,如何避免对文物损伤,是在文物监测手段角度给文物保护方面提出了的更高要求,常见的X射线衍射分析(XRD)等检测技术需要对样品进行粉碎等前期处理,不仅程序繁琐,而且对文物本身具有一定的破坏性,对于一些唯一性文物不可采用。激光诱导击穿光谱(LIBS)具有高灵敏度、快速、可同时测量多种元素等特点。

本文采用上海如海光电的LIBS系统,选取不同区域不同类型的文物上的土样和白灰进行研究,快速、准确和微损地对样品进行了成分检测。为文物赋存体成分检测提出新理论与新方法,进而可以为古建筑维修和保护工程提供科学依据。



01

研究内容


1.1样品材料

本文采取了三个具有代表性不同地方的样品,包括:

(1)福建上杭李氏大宗祠的土样:李氏大宗祠坐落在上杭稔田乡官田村河谷盆地,始建于清道光16年(公元1836年),是李氏后裔为纪念其入闽始祖李火德公建造的宗祠,系三进四直的砖木结构建筑,屋顶全部用青瓦盖顶。宗祠结构严谨,气势非凡,充分体现了客家宗法制度下的建筑艺术,是八闽大地上极为珍贵的建筑文物。

(2)甘肃省平凉市庄浪县云崖寺和陈家洞石窟位于森林深处天然崖壁上。2006年05月25日,云崖寺和陈家洞石窟作为南北朝至元时期文物,被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单。利用天然崖坎凿造而成,有窟龛9座,内多为宋代以后的泥塑和彩绘。其保存最完好、最有艺术和文物价值的,是成像于晋太和年间、镌刻在一巨石上的三尊摩崖雕像,带有浓厚的西部民族特色。

(3)山西省太原市的晋阳古城创建于春秋中晚期(公元前497年),战国时赵国的都城、北齐时的陪都、北汉的都城、唐代的北京。城址有西城、东城、中城、太原府、晋阳宫城、大明宫城、仓城、罗城等。三家分晋、西汉戍边、东魏霸府、北齐别都、盛唐肇基、五代战乱,历史上一系列重大事件都和晋阳古城有着密切的关系。宋太平兴国四年(979年),宋灭北汉,一炬焚烧晋阳,继而引汾水灌之,古城被夷为平地。因此晋阳古城在历史上有其特殊的地位和丰富的地下埋藏,赋予了它重大考古研究价值;以上土样、白灰样品是以上三种不同类型不可移动文物的重要赋存材料,本文通过激光诱导击穿光谱分析法对文物赋存材料组成元素进行快速、微损的检测,为文物检查、修缮提供新的途径。

表1列出了1

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