基于國外對文物出土現(xiàn)場保護(hù)移動實驗室的研究探索，結(jié)合當(dāng)前我國田野考古的需求，2006年10月，敦煌研究院聯(lián)合中國國家博物館、中國社會科學(xué)院考古研究所和清華大學(xué)共同申報了國家科技支撐計劃課題“文物出土現(xiàn)場移動保護(hù)實驗室研發(fā)”，經(jīng)過三年時間，研發(fā)出集成多種便攜設(shè)備、實現(xiàn)多種功能組合、基本可以滿足考古發(fā)掘現(xiàn)場信息提取和保護(hù)需求的車載平臺，并進(jìn)行了相關(guān)的現(xiàn)場應(yīng)用研究，由此初步建立了我國首個針對考古發(fā)掘現(xiàn)場研究和保護(hù)的移動實驗室。

在此基礎(chǔ)上，以敦煌研究院為主體，聯(lián)合國內(nèi)高校、科研院所、文物研究機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊繼續(xù)開展基于移動實驗室平臺的應(yīng)用支撐研究，通過對我國山東、山西、陜西、湖南、湖北、浙江等省的10處考古發(fā)掘現(xiàn)場的技術(shù)支撐和示范研究，不斷優(yōu)化和完善移動實驗室相關(guān)技術(shù)單元，建立和完善了移動實驗室的工作流程和工作模式，從技術(shù)和應(yīng)用層面上實現(xiàn)了針對考古發(fā)掘現(xiàn)場的五個單元技術(shù)體系的構(gòu)建，即發(fā)掘現(xiàn)場空間信息提取技術(shù)、發(fā)掘現(xiàn)場環(huán)境動態(tài)監(jiān)測技術(shù)、文物出土狀況和評估調(diào)查分析技術(shù)、發(fā)掘現(xiàn)場脆弱質(zhì)文物和遺跡現(xiàn)場提取與保護(hù)技術(shù)、考古預(yù)探測技術(shù)。應(yīng)用研究證明，基于文物出土現(xiàn)場保護(hù)移動實驗室平臺構(gòu)建的技術(shù)體系和應(yīng)用方法，對解決我國田野考古發(fā)掘中的一些實際問題、提升考古發(fā)掘工作的科技水平、文物保護(hù)研究、揭示相關(guān)考古學(xué)問題等方面有較好的技術(shù)支撐作用。文物出土狀況和病害評估技術(shù)是移動實驗室整個技術(shù)體系中重要的技術(shù)單元，涉及了多種分析方法的應(yīng)用，本文就該單元分析體系的構(gòu)建進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

文物出土現(xiàn)場保護(hù)移動實驗室分析體系研究的主要內(nèi)容

考古發(fā)掘出土文物長期處于封閉的埋藏環(huán)境中，在一定的時期內(nèi)，在多種因素的作用下，文物處在一種腐蝕和劣化的過程中，腐蝕和劣化的程度因文物和埋藏環(huán)境的不同存在較大差異。在較長的時間范圍內(nèi)，埋藏環(huán)境逐步穩(wěn)定，導(dǎo)致文物腐蝕和劣化的因素得到抑制，反應(yīng)速度緩慢甚至停止，埋藏文物與引起腐蝕及劣化的因素處于脆弱的平衡之中。隨著考古發(fā)掘工作的進(jìn)行，埋藏環(huán)境的驟變打破了文物保存相對的平衡狀態(tài)，由此造成許多文物不可逆轉(zhuǎn)的損失。由于文物出土?xí)r的狀態(tài)最接近埋藏中的狀態(tài)，這一時刻也是新環(huán)境下劣化的初始階段，時效性較強(qiáng)的分析調(diào)查對于文物出土狀況和病害評估至關(guān)重要，移動實驗室現(xiàn)場的實時分析體系可以較好地解決這一問題。

長期以來，出土文物的保護(hù)研究工作多數(shù)是在文物出土很長時間后在文物庫房或?qū)嶒炇疫M(jìn)行的，這種習(xí)慣模式忽略了最佳研究時機(jī)，造成了大量文物信息的缺失，也割裂了文物本體和埋藏環(huán)境之間的聯(lián)系。文物出土現(xiàn)場保護(hù)移動實驗室的出土文物現(xiàn)狀和評估技術(shù)結(jié)合近年來相關(guān)的研究成果和文物保護(hù)研究的客觀規(guī)律，將文物埋藏環(huán)境研究和文物本體現(xiàn)狀、病害調(diào)查方法研究作為本技術(shù)單元的研究方向，通過兩個方面的調(diào)查分析結(jié)果綜合評價文物的保存狀況和病害成因。

埋藏環(huán)境的現(xiàn)場分析包括：針對文化層土壤的分析，確定主要調(diào)查指標(biāo)為土壤的含水率、酸堿度、可溶鹽含量以及粒度；發(fā)掘過程中如存在水，對其酸堿度和可溶鹽進(jìn)行分析；空氣及埋藏環(huán)境中微生物的培養(yǎng)和初步鑒定。埋藏環(huán)境的調(diào)查和分析不涉及文物本體，均采用現(xiàn)場取樣、即時分析的方式進(jìn)行。

針對文物本體現(xiàn)狀和病害的調(diào)查分析涵蓋了文物表面形貌、元素組成、物相以及文物本體的組成結(jié)構(gòu)和探傷，采用的分析手段為顯微分析、X熒光分析、各種光譜分析以及X光探傷調(diào)查。常規(guī)情況下均采用無損的分析方法，根據(jù)實際情況在發(fā)掘現(xiàn)場或移動實驗室內(nèi)開展相關(guān)調(diào)查和分析。出土文物現(xiàn)狀和病害評估的分析方法是基于移動實驗室平臺構(gòu)建的，多數(shù)相關(guān)分析緊密圍繞考古現(xiàn)場即時進(jìn)行，立足于快速分析。對于一些復(fù)雜問題和特殊需求，如有機(jī)質(zhì)分析、年代測定、土壤的物相分析、稀有元素分析等，在不影響文物本體、對分析的時效性要求不高、能夠獲得分析樣品的情況下，可在專業(yè)實驗室進(jìn)行延伸分析和深入研究，更好地為考古發(fā)掘提供技術(shù)支撐。

文物出土現(xiàn)場保護(hù)移動實驗室分析體系的構(gòu)建

基于移動實驗室平臺的文物病害分析體系構(gòu)建為兩個方面，即和文物埋藏環(huán)境相關(guān)的土壤、水、微生物的取樣分析，文物本體的原位無損分析。兩個方面在分析手段上雖然不同，但相互聯(lián)系，共同構(gòu)成了文物的出土狀況和病害分析體系。

1.儀器及性能

（1）埋藏環(huán)境分析儀器

含水率測定采用日本KettFD-720型紅外水分測定儀，量程35g；可讀性0.01％；傳感器精度1mg；重復(fù)性初始樣品重量≥1g時±0.2％，初始樣品重量≥5g時±0.05％；紅外暗場熱管（金屬加熱器）加熱源，全自動分析模式。酸堿度測定采用雷磁PHSJ-5型pH計，儀器級別為0.001級，溫度補(bǔ)償。可溶鹽分析采用戴安ICS-2500研究型離子色譜儀，陽離子分析條件:分析柱CS12A，淋洗液20mmMSA(甲烷磺酸)，淋洗液流速1.0ml/min，系統(tǒng)壓力1320psi，抑制器電流65mA；陰離子分析條件分析柱AS14，淋洗液Na2CO3(3.5mm)/NaHCO3(1.0mm)，淋洗液流速1.2ml/min，系統(tǒng)壓力1219psi，抑制器電流24mA。粒度分析采用微納Winner2308A型激光粒度儀，可對小于2mm直徑的土壤進(jìn)行分析，可進(jìn)行干濕一體全量程測量，干法測量范圍為1-2000μm，濕法測量范圍為0.05-2000μm，準(zhǔn)確性/重復(fù)性小于3%，激光波長為632.8nm。微生物鑒定采用常規(guī)的實體顯微鏡。

（2）便攜式原位無損分析儀器

便攜式數(shù)碼顯微鏡為KEYENCEVHX-600K數(shù)碼顯微鏡，配備可拆卸式鏡頭和長距離延長線纜，放大倍率十至五千倍。便攜式X射線熒光儀為NitonXL3t型手持式熒光儀，金陽極射線管激發(fā)源，最大50kV，50μA，Peltier半導(dǎo)體致冷高分辨率SI-PINX射線檢測器，分辨率195eV，帶高性能6濾光片系統(tǒng)。便攜式拉曼光譜儀采用OceanOpticsQE65000科研性光譜儀，量子效率90％，具有較高的信噪比和快速的信號處理能力，附帶的RIP-PA-SH型探頭可以濾掉瑞利線。便攜式近紅外光譜儀采用LabSpec5000光譜儀，在50nm-2500nm的可見光和近紅外光譜范圍內(nèi)對樣品進(jìn)行無損分析，秒掃描時間0.1秒的快速分析接近于實時監(jiān)測。便攜式可見光譜分析采用荷蘭AvaSpec2048FT光譜儀，該儀器配置有300線/mm光柵，可測光譜范圍200-1100nm，分辨率4.3nm，對稱式光學(xué)平臺設(shè)計，配置光電二極管陣列探測器，可以對整個光譜進(jìn)行快速掃描而不必移動光柵。X光探傷采用德國K-200型便攜X射線探傷及數(shù)字掃描系統(tǒng)，可對不同材質(zhì)文物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，腐蝕及保存狀況進(jìn)行調(diào)查。多光譜攝影系統(tǒng)和OURSTEX100FA型高性能便攜式能量色散型X射線熒光分析系統(tǒng)為研究團(tuán)隊搭建的系統(tǒng)。