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開放式微區(qū)X射線熒光光譜儀在顏料中的應(yīng)用
X射線熒光分析技術(shù)由于其分析速度快,可測元素范圍廣,無損檢測等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于科技考古領(lǐng)域。而微區(qū)X射線熒光分析技術(shù)將光學(xué)圖像與元素分布成像很好的結(jié)合,為科研工作者提供了新的分析手段。Bruker開放式微區(qū)X射線熒光光譜儀M6 Jetstream能夠?qū)Υ蟪叽缥奈镞M行原位、無損掃描分析,尤其適用于油畫顏料、壁畫、古建筑保護等方向,在測試過程中不受樣品尺寸及不規(guī)則形狀的限制,用于鑒定文物的年代、真?zhèn)?、產(chǎn)地、制作工藝以及如何進行文物保護等。
顏料自古以來都是進行裝飾、繪畫創(chuàng)作和生產(chǎn)加工的重要材料,也是彩繪文物的重要物質(zhì)組成和藝術(shù)表現(xiàn)形式,古代顏料的成分及工藝分析是科技考古與文物保護的重要研究內(nèi)容之一,也一直是文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域的熱點和難點.文物具有的特性,所以對文物顏料的原位,無損,微樣本的準確分析是該類文物保護的重要工作。
2018年的2月26日,由荷蘭海牙的莫瑞泰斯美術(shù)館(the Mauritshuis in The Hague)開啟了一項針對荷蘭畫家約翰內(nèi)斯·維米爾(Johannes Vermeer)創(chuàng)作的《戴珍珠耳環(huán)的*女》(1665年左右)的技術(shù)檢測。其中就使用了Bruker開放式微聚焦X射線熒光光譜儀M6 Jetstream面掃描技術(shù),使我們了解到維米爾當(dāng)時創(chuàng)作使用了哪些材料?它們來自哪里?維米爾使用了哪些技法來創(chuàng)造微妙的光學(xué)效果?這幅畫原來是什么樣子?它是如何在時間中發(fā)生變化的?美術(shù)館將維米爾的筆觸、顏料的使用以及他如何在不同層次上“構(gòu)建"這幅畫進行了非侵入式成像技術(shù)對畫作進行了“全身掃描"。XRF掃描后我們可以看到其實畫作的背景并不是我們?nèi)庋鬯姷募兒谏?。維米爾在綠色的窗簾前創(chuàng)作這件作品,由于半透明的綠色顏料在幾個世紀時間內(nèi)的物理和化學(xué)變化,窗簾從畫布中消失了。
約翰內(nèi)斯·維米爾(Johannes Vermeer),《戴珍珠耳環(huán)的*女》1665年
X射線熒光掃描下的作品
在文獻《Mapping the pigment distributionOf Vermeer’s Girl with a Pearl Earring》一文中,確認了維米爾有限的調(diào)色板,并確定了每種顏料的使用方式和地點。本文還介紹了宏觀成像的結(jié)果特定區(qū)域的光譜和顏料分配戴珍珠耳環(huán)的女孩,包括:皮膚和嘴唇,珍珠耳環(huán)、頭巾、夾克和背景等顏料的分布。
皮膚和嘴唇:
X射線成像和顯微鏡檢測觀察發(fā)現(xiàn),維米爾在*女眼睛周圍畫上了精細的睫毛,她的左眼睫毛在高倍顯微鏡下呈現(xiàn)為微小的黑色斜線,而右眼睫毛的MA-XRF鐵元素圖(Fe-K)顯示,使用了含氧化鐵和氧化錳的顏料。女孩的皮膚用土(赭石)、鉛白色、朱砂和一些紅色色淀繪制。研究了紅色色淀的熒光發(fā)射在嘴唇中很強烈,在那里也發(fā)現(xiàn)了朱砂。
珍珠耳環(huán):
b鉛的MA-XRF圖譜(Pb-M);鉛的c MA-XRF圖譜(Pb L);1449nm附近羥基吸收特征的d RIS圖指示基本鉛白色,說明珍珠耳環(huán)是用一個頂針和高光來描繪的鉛白色。
頭巾:
藍色頭巾展示了群青與不同數(shù)量的鉛白的使用;總之,成像結(jié)果與群青的混合物一致,鉛-錫黃色和鉛白色,以實現(xiàn)顏色從藍色到黃綠色的細微差別-頭巾的裝飾。
黃夾克:
夾克上發(fā)光的一面涂上了赭石黃色、鉛白色和黑色群青,而在相對陰影中的較暗、紅色藍綠色區(qū)域則含有黃色赭石和紅色群青。
結(jié)論:
研究發(fā)現(xiàn),畫家Johannes Vermeer當(dāng)時有條不紊地創(chuàng)作,從背景到前景,在畫完深綠色背景和*女面部后,又依次為她畫上黃色外套、白色衣領(lǐng)、頭巾和珍珠耳環(huán)。畫家先用不同色調(diào)的棕色和黑色組成了畫面底色,底色層筆觸寬大有力,而用細長的黑色線條勾畫出了*女的輪廓。通過不同的成像技術(shù),發(fā)現(xiàn)維米爾在局部位置對構(gòu)圖有過一些調(diào)整,比如*女耳朵的位置,還有頭巾邊緣的位置等。顯現(xiàn)出Vermeer此幅畫作中的“調(diào)色板"。畫作里的各種顏料來自世界許多地方,如珍珠色鉛白顏料來自北英格蘭高地(英國德比郡峰區(qū))。外套的黃色顏料來自歐洲礦廠(可能為意大利、法國或英國,這是含氧化鐵和氧化錳顏料的重要來源)。嘴唇的紅色染料由中南美洲仙人掌上的胭脂蟲制取。青金石產(chǎn)自今天的阿富汗地區(qū),在 17 世紀的歐洲這種藍色顏料比黃金還要貴重,研究發(fā)現(xiàn)青金石顏料曾在高溫下加熱和研磨,以產(chǎn)生更為濃烈的藍色色調(diào)。這些來自世界各地的多種顏料與染料,正是蔚為壯觀的“大航海時代"全球貿(mào)易的產(chǎn)物……
17世紀荷蘭藝術(shù)家多采用的顏料