X射线揭秘千年清真寺的修复密码，原来古人早就懂“自愈”

你知道现代科技如何揭开古建筑的神秘面纱吗？在摩洛哥的Chellah清真寺，科学家用一项“透视眼"技术——X射线荧光光谱分析（XRF），破解了14世纪石灰砂浆的配方奥秘，甚至发现了古人隐藏的“自愈"黑科技！今天，就带你看懂XRF如何守护千年文明！

一、XRF：考古界的“元素探密者"

X射线荧光光谱分析（XRF）就像一台高精度“元素扫描仪"，无需破坏样本，就能快速检测材料中的化学成分。

原理超简单：用X射线轰击样本，不同元素会发出独特的荧光信号，科学家通过“解码"这些信号，就能知道材料里藏了哪些元素！

考古神助攻：在Chellah清真寺研究中，XRF精准测出砂浆中钙（Ca）含量高达50%，直接锁定石灰（CaO）为关键粘合剂，而硫（S）的异常高值则揭示了内部墙面曾用石膏（CaSO₄）装饰的古老工艺！

图1.Chellah历史古城：清真寺

二、XRF解码千年砂浆配方

通过对清真寺外墙、内墙和地面砂浆的XRF分析，科学家发现：

外墙砂浆：钙（21.38%）、硅（11.09%）为主，铁含量较高（3.05%），推测古人特意添加砂土增强结构强度。

内墙砂浆：硫含量飙升至19.2%，证明工匠可能为提升室内采光，涂抹了石膏层，或暗示了环境硫污染导致的材料退化。

地面样本：钙含量高达44.61%，但结构脆弱，暴露了长期潮湿环境的侵蚀问题。

XRF的精准数据，为复原古法配方提供了科学依据！

表1.砂浆的X射线荧光（XRF）元素分析

三、古人的“自愈"黑科技，XRF如何发现？

除了配方，XRF还助力揭示了石灰砂浆的自修复机制！

钙的迁徙密码：XRF检测到砂浆中钙元素分布均匀，结合其他技术发现，雨水溶解石灰后，钙离子能自动填充裂缝，重新结晶为方解石（CaCO₃），实现“微裂纹自愈"。

环境联动：清真寺临海靠河，高湿度环境反而激活了钙离子的动态循环，让建筑越“老"越坚韧！

四、结语

X射线衍射（XRD）技术作为材料分析的重要工具，正在文物保护领域展现出很高的价值。与X射线荧光（XRF）技术形成互补，XRD能够准确识别文物材料的晶体结构和物相组成，为文物保护提供更深层次的科学依。一块斑驳的石灰墙，藏着千年前的工艺智慧；一台XRF仪器，揭开了文明传承的科技密码。下次当你走进古迹，不妨想象——那些沉默的砖石，正被现代科技默默守护！

THOR-X SDD X射线荧光光谱仪

贝拓科学X射线荧光光谱仪THOR-X SDD具有高分辨率、高准确性和快速分析的特点，通过分析样品中各个元素的荧光峰，可以得出样品中元素的种类和含量信息，适用于多种领域，如材料科学、环境监测、地质探测、职业防护、文物保护等。

文中有删减，更多详细内容请阅览参考文献：

[1] Oulida N , Kammouni A , Lamhasni T ,et al.Investigation of historical lime mortars from the Chellah Mosque (Morocco): Mineralogical characterization and self-healing mechanisms of micro-cracks[J].Construction and Building Materials, 2025, 466(000).DOI:10.1016/j.conbuildmat.2025.140296.