Technology and production of painted pottery at Mahtoutabad, southeastern Iran, in the late 5th– early 4th millennia BCE
本研究通过结合宏观观察与先进科学技术手段，对伊朗东南部马图塔巴德（Mahtoutabad）最早层位中独特的彩绘陶器进行了首次系统性的技术分析，旨在重建其生产工艺并阐明铜石并用时代（Chalcolithic）的区域间及区域内联系。
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早在伊朗古代大城市从尘土中崛起之前，人们就生活在哈利尔鲁德河谷（Halil Rud valley），这是该国东南部的一条肥沃地带，由一条变幻莫测的河流灌溉。这个如今以青铜时代历史闻名的地区，隐藏着更早时期的秘密，即公元前五千纪末期和四千纪初。考古学家长期以来一直对这一时期的陶器感兴趣，不仅是因为它们的形状，还因为它们的装饰。最引人注目的作品是用黑色、红色和白色进行复杂的绘画装饰的。长期以来，这些设计仅通过肉眼观察进行研究，记录其美感和图案。然而，要了解这些颜色是如何制成的、陶器是由什么材料制成的，以及是如何烧制的，需要更近距离地观察，使用能够揭示粘土和颜料化学与矿物成分的工具。这种结合了考古学家细致观察与科学家精确测量的方法的研究，使研究人员能够重建古代陶工的日常选择：他们在哪里挖掘粘土，如何混合他们的颜料，以及如何控制火的热度以创造出如此鲜艳的效果。
这项新研究的焦点是马图塔巴德（Mahtoutabad）遗址的一个特定居住层，被称为马图塔巴德 I（Mahtoutabad I）。这一层可以追溯到该地区还是由可能具有流动性或半流动性的社区组成的时期，这些社区在景观中穿行，而非居住在大型永久性城市中。这里发现的陶器在该地区以其复杂的彩色（polychrome）或多色装饰而显得独特。为了理解这些陶工是如何实现如此复杂的外观，来自意大利和德国大学的一个研究小组检查了来自该遗址的十八件陶瓷样本。他们不仅仅观察形状；他们还对陶器进行了薄片切片以进行显微镜观察，测量了粘土中的化学元素，并分析了涂层中的矿物结构。他们的目标是确定这些陶器是本地制作的，陶工如何处理他们的材料，以及使用了哪些具体技术来创造黑色、红色和白色的设计。
调查首先从观察粘土本身开始，即陶器的坯体。研究人员发现，这些器皿使用的粘土大多来自当地的河流沉积物。山谷周围环绕着不同类型的岩石，河流将这些岩石的碎片冲刷到谷底，形成了沉积物的混合物。陶器反映了这种混合。粘土含有石英、长石的小颗粒以及火山岩和变质岩的碎片，这些都存在于周围的地质环境中。这表明陶工使用的是他们居住地现有的粘土，而不是从远处进口。粘土没有经过过度的加工或精炼；它很可能是直接从河岸挖掘出来，并在几乎不做修改的情况下使用的。陶器主要是手工制作的，使用了如泥条盘筑（coiling）等技术，尽管也有证据表明偶尔会使用陶轮来帮助塑造某些部分或平滑表面。粘土缺乏系统性的精炼，表明这些社群可能会反复回到同一可靠的原材料来源地，依赖河流提供的天然混合物。
然而，真正的技术奇迹在于那些彩绘装饰。研究人员发现，陶工并没有为每种颜色使用相同的混合物。相反，他们仔细挑选并准备了不同的原材料来制作黑色、红色和白色颜料。黑色颜料（通常作为其他颜色的背景）是由富含铁和钾但缺钙的粘土制成的。当这种特定的粘土被烧制时，它会变成黑色。红色颜料则不同；它是由更细腻的材料制成的，很可能是赭石，这种材料含有氧化铁，但缺乏黑色颜料那样高含量的钾。白色颜料是最独特的。它是用富含碳酸钙的粘土制成的。这种选择是刻意的，因为富钙材料比其他地区使用的碎石等纯白色矿物更能附着在陶器上，且不易剥落。
在单个陶器上创造这三种颜色需要对烧制过程进行高度控制。研究人员确定，这些陶器的烧制温度在 850 到 900 摄氏度之间。更重要的是，陶工必须管理窑炉或火堆内部的大气环境。为了得到黑色，火必须是还原气氛（reduced），这意味着氧气受限，从而使粘土中的铁变黑。为了得到红色，火必须是氧化气氛（oxidized），让氧气与铁发生反应以产生红色色调。研究表明，陶工通过分阶段烧制来实现这一点，也许是在过程中改变了气流或改变了陶器的位置。由于黑色颜料富含钾，它会在较低温度下熔化并密封表面，从而保护黑色不至于在稍后重新引入氧气时变成红色。而红色颜料由于缺乏这种密封作用，在暴露于氧气时会保持多孔性并变为红色。这种控制温度和大气的能力表明，陶工掌握了深厚的火热技术（pyrotechnology），即关于火与热的科学，这种技术可能也与该地区从事金属工作的其他手工艺人共享。
这些发现也阐明了不同古代文化之间的联系。马图塔巴德的陶器风格与在更东边的布洛奇斯坦（Baluchistan，现属于巴基斯坦）发现的陶器非常相似。长期以来，人们认为制造这些白绘陶器的技术是从东向西直接传到伊朗的。然而，这项研究表明，虽然形状和风格可能相似，但技术却是不同的。布洛奇斯坦的陶工使用碎石来制作白色颜料，而马图塔巴德的陶工则使用一种特定的富钙粘土。这种差异表明，虽然这些群体属于一个更广泛的互动网络，并分享关于艺术和设计的理念，但他们保持着各自的本地技术传统。他们并非在简单地模仿彼此；他们是在利用不同的本地材料来解决相同的视觉问题。
最终，这项研究揭示了马图塔巴德 I 的人是熟练的工匠，他们掌握了当地环境的特性。他们知道挖掘哪些粘土，如何混合它们以获得特定的颜色，以及如何控制火焰以赋予这些颜色生命。尽管他们生活在一个青铜时代伟大城市中心出现之前的时代，但他们的陶器展示了高度的知识水平和组织程度。证据指向了一种本地的小规模生产，陶工依赖哈利尔鲁德河谷的自然资源，但应用了高度的技术技巧来创造出独特的、美丽的陶瓷传统。这项工作为处于城市化门槛上的社会提供了一个罕见的视角，展示了即使在这些早期的、具有流动性的社群中，制陶工艺也是一种复杂且高度发达的艺术形式。
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