非破壞性檢測分析花蓮崇德遺址出土古玻璃珠

Abstract

古玻璃珠（透明度較低或不透明的玻璃珠或稱琉璃珠，透明者稱玻璃珠，本研究分析的標本屬史前時代，統稱古玻璃珠），由於其體積小且容易攜帶，外表圓潤、光澤亮麗、色彩豐富又可以經由排列組合的方式變化樣式，因此常做為裝飾品、宗教儀式用品、陪葬品之用，同時不同顏色、形制的玻璃珠，可以作為社會階層、財富象徵、性別區別等社會文化的意義。古玻璃珠的化學成分會隨著原料區域、製作工坊地點、添加物質與時代產生變化，就玻璃珠顏色與化學成分而言，可能影響的因素包括原料、助融劑、著色劑、乳濁劑與穩定劑等。 由於史前文物具有珍貴性與稀有性，對史前文物使用非破壞的檢測方式變得越發重要，加上科學儀器在非破壞性的檢測技術上有大幅的進步。因此，本研究使用顯微拉曼光譜儀、微區X光螢光分析儀（μ-XRF）對花蓮縣崇德遺址出土的10件古玻璃珠進行分析，從顯微拉曼光譜儀分析結果顯示崇德玻璃珠的礦物成分組成多為玻璃與鈣長石玻璃，此外，分析並計算標本的拉曼光譜圖所得到的拉曼聚合指數（Ip the Raman Index of Polymerization），顯示其燒結溫度大約在1000?1400℃左右而非傳統認為的800℃~1000℃的古鹼性玻璃的範圍，可能為高鋁質鈉鈣玻璃系統的特性。 利用最大伸長振動峰值波數（νmax Si-O Stretching）與最大彎曲振動峰值波數（δmax Si-O Bending）可與化學組成成分相對應，本研究標本雖為印度-太平洋玻璃珠的化學成分特徵，但與前人利用拉曼光譜分析所歸類納的印度-太平洋玻璃珠有明顯差距，可能為作者收集的分析資料，多為分析瓷器的實驗數據，瓷器的製作過程與燒製溫度雖與玻璃珠類似但仍有所不同，需重新建立臺灣出土的玻璃珠類似化學成分與拉曼光譜關連性的數據。 以微區X光射線螢光光譜儀（μ-XRF）對古玻璃珠進行化學成分分析，大致獲得古玻璃珠可能使用的添加劑的成分種類，助融劑：鈉、鉀；穩定劑：鈣、鎂，著色劑：亞鐵離子、亞銅離子、銅離子；乳濁劑則無。將標本中的化學成分：氧化鈉（Na2O）、氧化鉀（K2O）、氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO）與氧化鋁（Al2O3）以三端元相圖（Ternary Phase Diagram）分析，分別以 CaO –（MgO+K2O）– Na2O，K2O – Al2O3 – CaO，CaO – K2O – Na2O為端成分做圖，對古玻璃珠進行分類：依據CaO – K2O – Na2O與K2O – Al2O3 – CaO的相圖顯示，本研究的玻璃珠主要為高鋁質鈉鈣玻璃系統，推論屬於印度-太平洋玻璃珠，但其中二個玻璃珠與十三行第一類玻璃珠成分常類似，為低鋁質鈉鈣玻璃系統；此低鋁質鈉鈣玻璃系統玻璃珠根據其年代、地域分布與考古遺址的資料顯示，極可能為台灣地區加工生產的玻璃珠。 關鍵詞：顯微拉曼光譜譜儀、微區X光螢光分析儀、拉曼聚合指數、印度-太平洋玻璃珠

Date of Award	2014 Aug 18
Original language	Chinese
Supervisor	Yun-Hwei Shen (Supervisor)