“从蓝色到红色:通过非侵入性研究和实验岩石学首次发现米诺斯蛇纹石陶器生产过程中存在热处理现象”

时间:2026年1月20日
来源:Journal of Archaeological Science: Reports

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蛇纹石陶器经实验证实存在有意加热处理,便携式X射线荧光和磁 susceptibility分析揭示了加热导致颜色变化的机制,排除了偶然火灾可能。该框架为超镁铁质岩石考古研究提供新方法。

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Killian Regnier|Antoine Triantafyllou|Jean-Philippe Perrillat|Charlotte Langohr|Gilles Montagnac|Clémentine Fellah|Jérôme Bascou|Anne-Christine Da Silva
比利时鲁汶天主教大学文明、艺术与文学研究所(INCAL)爱琴海跨学科研究项目(AEGIS),F.R.S.-FNRS成员,地址:Place Blaise Pascal 1, 1348 Louvain-la-Neuve

摘要

对石材进行有意加热以改变其外观的做法在考古学中仍属于研究不足的领域,且在考古记录中识别这类现象往往具有挑战性。本研究通过结合便携式和非侵入性的X射线荧光(pXRF)与磁化率(pMS)分析方法,以及对米诺斯时期(青铜时代克里特岛)使用的蛇纹岩进行的受控加热实验,首次提供了关于石材器皿生产过程中有意加热行为的实证证据。同时,该方法论具有广泛的适用性,尤其适用于超基性岩石的分析。研究重点关注了克里特岛Malia地区Protopalatial晚期(约公元前1800–1700年)的独特文物组合,其中25件蛇纹岩器皿呈现出明显的红色。
宏观岩石学观察和pXRF分析结果表明,这些红色器皿由蛇纹岩制成,且未添加任何色素。红色蛇纹岩器皿的磁化率显著低于蓝色(未加热)蛇纹岩器皿,这与我们在实验中观察到的加热效应一致。在高温加热过程中,蛇纹岩中的磁铁矿在氧化条件下会自然转化为低磁性的氧化铁。结合现场未发现大规模燃烧迹象的证据,我们可以排除这些器皿是意外受热烧制的可能性。
这些发现为米诺斯时代石材器皿的制作提供了新的见解,证实了在Malia地区这种加热处理是一种有意的技术选择。更广泛而言,该方法展示了实验岩石学与非侵入性技术如何共同揭示古代与热处理相关的行为,同时有效保护了文物本身。

引言

石材器皿是米诺斯青铜时代克里特文明的重要组成部分。选择不同材料(包括蛇纹岩、富含绿泥石的岩石和石灰岩)反映了资源的可用性以及工匠的技术水平(Morero, 2016)。本文重点研究的蛇纹岩是一种具有吸引人外观和颜色的变质岩,在人类历史上常被用作建筑材料和装饰石材(Punturo et al., 2018)。蛇纹岩主要由蛇纹石矿物(如纤蛇纹石、透闪石和阳起石)组成,形成过程涉及基性至超基性岩石的变质作用(Deschamps et al., 2013)。
已在多个遗址发现了上千件米诺斯石材器皿(Bevan, 2007, Warren, 1969),表明它们的使用时间跨度长达约2650–1450年。这些器皿出现在高等级文物组合中,暗示它们与精英阶层的消费和仪式活动有关;同时,它们在克里特岛上的广泛分布也反映了普通民众之间的活跃贸易与交流网络(Detournay, 1980, Relaki and Tsoraki, 2015, Flouda et al., 2020)。
本研究聚焦于Malia地区的Quartier Mu遗址(约公元前1800–1700年),该遗址对于理解米诺斯早期文明发展至关重要(图1)。作为中青铜时代最早的宫殿群之一,Quartier Mu为我们提供了这一时期从原始聚居社会向所谓“新聚居社会”过渡的社会政治演变关键线索(Driessen, 2024, pp. 14–15)。
Quartier Mu因其厚厚的黏土层而保存完好——这层黏土形成于该地区砖石建筑在破坏过程中的熔化(Poursat and Knappett, 2005, p. 1)。此处出土的文物包括家用陶瓷、雕塑作品、石制工具和器皿,以及珠宝、金属器皿、装饰精美的陶器乃至镀金武器等珍贵物品。该区域包含十座建筑,其中四座被认定为印章、陶瓷器皿和金属制品的生产工坊(atelier des Sceaux、atelier de Potier、atelier de Fondeur和atelier Sud),另外两座为仪式或行政用途的建筑(建筑A和B),其余建筑则可能为附属设施或储藏场所(Schmid and Treuil, 2017, pp. 9–10)。
Quartier Mu的石材器皿生产和使用体现了米诺斯传统中的连续性与创新性。虽然在前原始时期(公元前2650–1900年)已有多种石材类型和多种器形出现,但Protopalatial时期则出现了标准化形状的增多以及蛇纹岩的广泛使用,这可能与专业工坊的发展和工艺技术的进步有关(Morero, 2016, p. 28)。Quartier Mu出土的350多件石材器皿碎片进一步证实了这一趋势,其中蛇纹岩是主要材料,石灰岩、角砾岩和大理石的使用量较少(Detournay, 1980, p. 66)。
在这些器皿中,有25件因独特的红色而格外引人注目(图3、图4)。未发表的地球化学分析表明这些器皿属于超基性岩石(SiO₂含量低于45%),从而推测它们可能是经过加热处理的蛇纹岩制品(Detournay, 1980, p. 65)。尽管有研究提出克里特岛上存在天然红色的蛇纹岩(Krzyszkowska, 2018),但本研究认为Quartier Mu器皿的红色不太可能源自此类天然材料(详见讨论部分4.1)。这引发了关于形成红色所需条件的疑问:这种颜色变化是刻意为之还是火灾的意外结果?初步观察认为红色可能源于有意加热,因为有些烧焦的蛇纹岩仍保持原始蓝色(Detournay, 1980, p. 67)。然而,局部玻璃化的陶瓷现象表明建筑仅部分区域经历了极端高温,导致部分蛇纹岩碎片被充分烧制而呈现红色(Bevan, 2007, p. 254, n. 10)。另有观点认为红色是刻意为之,因为普通蛇纹岩中的氧化铁含量较低(Morero, 2014a, p. 83; 2014b, p. 351)。不过Morero并未排除使用了含铁氧化物更丰富的蛇纹岩类型的可能性(Morero, 2014b, p. 352),因为已知这些氧化物在加热时能产生不同的红色色调(Schwertmann, 1993)。
本研究旨在确定Quartier Mu蛇纹岩器皿的红色是人为加热的结果还是火灾的意外结果,并确定相应的热处理条件。通过将非侵入性分析技术与蛇纹岩的实验岩石学研究相结合,我们试图在相似初始条件下重现考古材料中的变化过程。这种方法不仅有助于评估有意加热的可行性,还能揭示影响颜色变化的不同温度阈值和材料特性。通过将红色器皿与其整体组合及在Quartier Mu内的空间分布进行重新分析,进一步探讨了这种热处理是否与工匠们的技术交流和创新有关。

文物组合描述

Quartier Mu出土的蛇纹岩器皿占B. Detournay(1980)研究的166件非红色器皿中的85件。这25件红色器皿包括11个碗、5个盖子、3个带把手的杯子、2个茶壶、1个祭酒器、1个鸟巢形器皿和1个类型不明的小器皿(Detournay, 1980)。这些器形属于Protopalatial时期的常见类型(Warren, 1969),且均为未经加热处理的蛇纹岩制品。
实验材料与条件
我们使用克里特岛蛇纹岩作为实验材料,模拟加热过程以观察其颜色变化。由于该岩石在地表分布的异质性较高且缺乏已知矿场,目前尚无法确定Malia地区所用蛇纹岩的来源。
天然与加热处理后的蛇纹岩
由于本研究假设红色器皿的红色源于加热而非天然红色蛇纹岩,因此需明确这一假设的依据。主要证据来自三件样本的切割剖面(71 M851、67 M378和67 M480;见图5),这些样本均显示出从外向内的颜色渐变现象:外部为鲜艳的红色,逐渐向内部过渡为浅灰色。蓝色器皿中未观察到这种颜色变化。
结论
将便携式X射线荧光(pXRF)和磁化率(pMS)等非侵入性技术应用于实验岩石学研究,为探讨考古石材的热处理过程提供了可复制的分析框架,且不会对文物造成损伤。Quartier Mu出土的红色蛇纹岩器皿为石材器皿经过有意加热以提升美观性的独特案例。
作者贡献声明
Killian Regnier:负责撰写、审稿与编辑、方法论设计、数据收集与分析、概念构建。
Antoine Triantafyllou:负责撰写、审稿与编辑、方法论设计、数据收集与分析。
Jean-Philippe Perrillat:负责撰写、审稿与编辑、方法论设计、数据收集与分析。
Charlotte Langohr:负责撰写、审稿与编辑。Gilles Montagnac:负责撰写、审稿与编辑、数据收集与分析。Clémentine Fellah:负责撰写、审稿与编辑。Jérôme Bascou:负责撰写。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益或个人关系。
致谢
考古对象的研究得到了赫拉克利翁古物管理部门(Ephorate of Antiquities of Heraklion)的许可(许可编号:423190,日期:2023年9月11日)的支持;地质采样工作得到了希腊地质与矿产勘探局(Hellenic Survey of Geology & Mineral Exploration)的许可(许可编号:6953,日期:2023年9月26日;以及1716,日期:2024年4月5日)。特别感谢Angeliki Psaroudaki和Alexandros Sapountzakis在文物研究中的协助,同时也感谢Ioannis的支持。
资助
K. R.获得了法国国家科学研究院(FNRS)提供的博士生奖学金(资助编号:40011988和4002374)。野外研究还得到了FNRS提供的移动研究资助(资助编号:40019514)。A.T.还得到了里昂克劳德·伯纳德大学(Université Claude Bernard de Lyon)的支持,包括“BQR – EC 2022”项目以及LGL-TPE和FAIRE平台提供的“AAP LYON 1 – Équipement de Recherche 2022”项目资助(详情请访问:https://lgltpe.fr/tous-plateforme/fair/)。

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