二 澳門黑沙遺址出土陶片樣品分析
鄭裕芳 余正方 蘇愛國(中山大學物理系)
(一)樣品情況
本項工作所分析的澳門路環島黑沙遺址出土的五片古陶片樣品由香港中文大學中國考古藝術硏究中心提供。
樣品情況描述如表Ⅶ－2－1所示。
五片陶片中，只有HS3表面有簡單線狀紋飾，其餘皆爲素面。
(二)實驗
古陶片樣品的X射線衍射分析(XRD)在一台D/max－3A型全自動X射線衍射儀上進行，使用CuKα輻射和石墨單色器。
樣品的Mossbauer(穆斯堡爾)譜測量在一台Ms－500型穆斯堡爾譜儀(英國Oxford公司)上進行。使用57Co(Pd)放射源和RS－P3－1603型正比計數器。穆斯堡爾譜儀的速度用MVC 450型激光速度校准器進行標定。陶片的同質異能移位(IS)値是相對於a－Fe而言。
爲硏究古陶片的燒製工藝情況，將陶片樣品置於馬福爐中於空氣條件下進行重焙燒。重焙燒溫度範圍爲300－600℃，每隔50或100℃重焙燒一次，在每一溫度點恒溫五小時。
(三)實驗結果和討論
黑沙遺址出土陶片的部分樣品XRD結果如圖Ⅶ－2－l所示。樣品編號中符號S表示爲表面層，B表示爲內層。
從圖Ⅶ－2－1可知，樣品HS3B中含有石英(大量)，微斜長石(microcline)，伊利石(illite，少量)和鋁鈣原硅酸鹽(Alumium Calcium Orthosilicate，少量)四種相，樣品HS5S和HS5B中皆含有石英(大量)，微斜長石和伊利石(少量)三種相。
表Ⅶ－2－2列出澳門黑沙遺址陶片的XRD結果。
從圖Ⅶ－2－1和表Ⅶ－2－2可見，五片黑沙古陶片中的表面層和內層均含有大量的石英(a－SiO2)，微斜長石，少量的伊利石，而樣品HS1和HS3的表面層和內層還都含有少量的鋁鈣原硅酸鹽(CaO.Al2O3.2SiO2或CaAl2Si2O8)。這些相組成與香港白芒遺址古陶片的XRD結果(鄭裕芳等1994)相比較，其中含有大量石英這一點是相同的，而其他成分則不同，說明兩地古陶器所用的原料有較大差異。
黑沙古陶片中含有大量的石英砂，而Fe的含量少，所以其57Fe穆斯堡爾譜不很淸晰。爲了減少測量統計誤差，我們盡量延長了測量時間。圖Ⅶ－2－2是樣品HS5S的室溫穆斯堡爾譜，(上)是重焙燒前情況，(下)是經500℃溫度條件下重焙燒五小時後的情況。表Ⅶ－2－3列出這兩種情況下的穆斯堡爾參數。IS爲同質異能移位値，QS爲四極分裂値，Hi爲內磁場。
從圖Ⅶ－2－2(上)和表Ⅶ－2－3可知，在樣品HS5S中Fe2＋的含量爲15%，Fe3＋的含量爲85%。眾所周知，在還原氣氛下燒製的陶器含有大量的Fe2＋，在氧化氣氛下燒製的陶器只含少量甚至不含Fe2＋(Riederer，Wagner and Wagner 1979：319；Zheng and Hsia 1991：131)。因此，我們可以確定該陶片是在氧化氣氛中燒製的(樣品HS5B的穆斯堡爾參數與HS5S很接近)。
當重焙燒溫度低於450℃時，樣品HS5S的穆斯堡爾譜形狀和參數沒有產生明顯的變化，而當重焙燒溫度爲500℃時，在HS5S的穆斯堡爾譜中除了含有原來的順磁峰外，還出現了磁分裂六線亞譜，對應於α－Fe2O3相，如圖Ⅶ－2－2(下)所示。從表Ⅶ－2－3可以看出，這個α—e2O3相的Hi値爲51.2T，佔總Fe中的含量爲36%。一般認爲，當進行古陶片的重焙燒實驗時，在重焙燒溫度低於古陶器原來燒結溫度Tf時，樣品的穆斯堡爾譜不產生明顯的變化；在重焙燒溫度高於Tf時，Fe3＋雙峰的四極分裂値和非磁性分裂強度與總吸收強度比値Anm產生較大的變化。因此穆斯堡爾譜不產生明顯變化的最高重焙燒溫度可確定爲陶器原來燒結溫度Tf(Bakas et al.1980：69；Yu，Zheng and Zheng 1988：863)。這樣，我們可確定陶器HS5的原來燒結溫度在450－500°C之間。
表Ⅶ－2－4列出其餘八個樣品的室溫穆斯堡爾參數，可見這些古陶器都是在氧化氣氛中燒製的。
重焙燒實驗表明這些古陶器原來燒結溫度較低，一般不超過500℃。
綜上所述，我們可以得出如下結論：
1. 澳門黑沙遺址出土的五片古陶片皆含有石英(大量)、微斜長石、伊利石(少量)，其中二片陶片還含有少量的鋁鈣原硅酸鹽。
2. 所硏究的這些新石器時代晚期的古陶器的燒製氣氛爲氧化氣氛，原來燒結溫度較低，一般不超過500°C。
參考文獻
鄭裕芳、鄧聰、余正方、蘇愛國、童興武
1994 <香港大嶼山白芒遺址Ⅱ區出土靑銅粒及陶片的X射線衍射及Mössbauer分析>，未刊稿。
Bakas, T.H., N.H.J. Gangas, T. Sigalas and M.J. Aitken
1980 Archaeometry, vol. 22.
Riederer, J., U. Wagner and F.E. Wagner
1979 Radiochem. Radioanal. Lett., vol. 40.
Yu, Z., Q. Zheng and Y. Zheng
1988 Hyperfine Interactions, vol. 41.
Zheng, Y. and Y. Hsia
1991 Hyperfine Interactions, vol. 68.
