一、胎釉原料
1.元代景德镇青白瓷的制胎原料
目前学术界普遍认为，从元代开始，景德镇窑场在制备瓷胎时，于瓷石中人为掺入少量高岭土，形成了瓷石加高岭土的二元配方。然而，最新研究结果表明，景德镇窑在南宋晚期除了沿用一元配方（单一瓷石）制瓷外，部分窑口还使用二元配方制瓷，不过这二元配方的原料仍然只来源于瓷石，只是该瓷石伴生有少量高岭土（高岭石），从而形成天然的瓷石加高岭土二元配方（图5-4）。
①南宋晚期的二元配方
图5-4 元青白釉梨形盒 湖田博物馆藏
景德镇地区的制瓷原料——瓷石，其氧化铝含量一般在18%以下，最高不超过20%，22%则是瓷土矿中氧化铝含量的极限。周仁、李家治等专家对景德镇周边主要瓷石产地的原料进行过科学测试，其中氧化铝含量通常低于18%[4]，故得出结论：景德镇窑在唐宋时期仅用瓷石一种原料制瓷。该结论已为定论，业界无异议。在此基础上，通过科学测试，周仁、李家治进一步认定：进入元代后，胎土中加入了少量的高岭土[5]。考古专家刘新园认同该观点，他认同五代、宋时景德镇窑制瓷为一元瓷石配方，并认为部分氧化铝含量略高（18%～19%）的宋代瓷片是使用矿床上层瓷土的结果，同时得出影响至今的重要结论：景德镇窑从元代开始使用瓷石加高岭土的二元配方。刘新园指出，元代以前景德镇制瓷原料为瓷石，到南宋时期，上层瓷石的枯竭导致景德镇制瓷业一度滑坡，元代陶工将一种新的制瓷原料——高岭土引进瓷胎，将一元配方发展为瓷石加高岭土的二元配方，开辟了由低火度的软质瓷向高火度的硬质瓷过渡的新时代。[6]该二元配方观点似乎已成定论，业界公认景德镇地区高岭土的开发始自元代。然而，目前的最新研究表明，景德镇地区有部分窑口在南宋末期沿用一元配方，除此之外，有窑口在南宋末期开始使用二元配方制瓷。“从落马桥窑场出土的青白瓷的化学分析数据来看，南宋时期的胎体的化学组成与同时期湖田窑相比截然不同，氧化铝含量显著偏高。说明湖田窑在南宋时期沿用一元配方制瓷，而落马桥开始使用二元配方”[7]（图5-5）。
针对南宋末期部分景德镇窑制瓷使用二元配方的说法，有研究者做了相关实验，印证了其科学合理性。研究者采集了28块宋元标本做了胎釉测试，分别测试了样品的SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、K2O、Na2O、CaO、MgO、P2O5十种成分，具体测试数据见表5-1[8]（样品的序号按照年代顺序从早到晚排列，样品编号为年份）。所有样品按照年代划分为三个区间，即第一区间（北宋后期至南宋早期）：1092—1165年（1～6号）；第二区间（南宋中期至后期）：1200—1242年（7～12号）；第三区间（南宋后期至元末）：1249—1337年（13～28号）。[9]
图5-5 青白瓷龙纹碗
表5-1的成分数据表明，第三区间样品的Al2O3含量普遍较高且趋于稳定，相对于第一区间有显著提高，而第二区间样品Al2O3含量介于两者之间[10]。由此可知，南宋晚期至元代和北宋至南宋中后期的制胎原料有较大差异，前者为瓷石+高岭土二元配方，而后者为瓷石一元配方。
表5-1 宋元瓷器物标本波长色散X射线荧光光谱分析化学成分分析表
另外，样品通过主因子分析法也印证了上述结论，即从南宋晚期开始，部分窑场制瓷原料为二元配方。测试结果表明：第一区间样品的SiO2、CaO含量高，且Al2O3、Na2O含量低；第三区间样品的Al2O3、Na2O、Fe2O3含量高，CaO含量低；第二区间样品数据介于上述两阶段之间，呈现一个过渡态势。五代、宋代时景德镇窑用单一瓷石制瓷，其Al2O3含量一般在16%～19%之间波动，只有个别的小于16%和大于19%（表5-2[11]），与第一区间样品瓷胎Al2O3含量类似，可以判断第一区间样品（即北宋后期至南宋早期）由单一瓷石原料制成；所测第三区间样品瓷胎的Al2O3含量基本都在20%以上，个别高达21.9%，且Na2O含量也普遍高于第一区间，由此可以判断，该区间（南宋后期至元末）样品原料含有高岭土。因为风化程度较浅的上层瓷石中的Al2O3的含量也只有18%～19%，经过精洗的祁门瓷石中的Al2O3的含量只有18.30%。瓷胎中的Al2O3的含量要达到20%以上，就“必须在瓷胎中加入高岭土”。
同时，从表5-1可知，“第三区间（南宋后期至元末）Al2O3与Na2O含量都较高，就景德镇地区的瓷石矿物来看，这种化学成分中Al2O3与Na2O都高的瓷石十分罕见，可知该阶段样品瓷胎不是采用单一的瓷石类型的原料制作的。因为，从景德镇精制原料的经验来看，虽然对瓷石矿物进行多次淘洗可以使Al2O3的含量提高，但随着Al2O3含量的提高，原料中的钾钠氧化物（尤其是Na2O）又会因多次淘洗而流失，因而经过多级水选后获得的瓷土是一种高Al2O3、低Na2O的原料。第三区间样品瓷胎既然不是由瓷石一种原料制作的，那胎中较高的Al2O3必由引进新的原料中获得，由于景德镇地区有着Al2O3含量达35%的高岭土，故该阶段样品的瓷胎应以瓷石加高岭土（该高岭土与瓷石自然伴生）为原料制作而成”[12]（图5-6）。
总而言之，“根据上述试验结果，可将宋元时期景德镇窑瓷胎成分变化分为三个阶段：第一阶段为北宋至南宋早期，该阶段瓷胎Al2O3含量较低，即采用单一瓷石矿物原料；第二阶段为南宋中期至后期，该阶段瓷胎Al2O3含量较前一阶段有所增加但仍不稳定，即采用配方原料的过渡阶段；第三阶段为南宋后期至元末，该阶段瓷胎Al2O3含量达到较高水平且趋于稳定，即瓷石与高岭土混合为原料的成熟时期”[13]。另有其他研究者也测试过落马桥窑南宋瓷片的成分，分析结果显示：“该时期青白瓷胎体氧化铝含量已有相当部分超过了20%，均值达到20.97%，标准差为1.85%。因此至迟从南宋时期开始，落马桥用于制青白瓷的胎土原料中就应该含有高岭土的成分，即落马桥窑‘二元配方’胎土原料早在南宋时期就已经开始出现。”[14]
图5-6 高岭土
二元配方的使用使青白瓷坯胎的Al2O3含量相应增加，几乎都在20%以上。Al2O3为坯胎中的骨架物质，它在高温时和二氧化硅反应生成莫来石，莫来石赋予瓷胎更高的强度、硬度和耐火度。因此氧化铝含量的提高能使瓷胎耐火度提高，瓷胎烧成后胎质坚硬，不易变形。二元配方改善了瓷器的性能，提高了成品率，瓷质也从软质瓷发展至硬质瓷阶段。
值得一提的是，元代青白瓷瓷胎中氧化铝含量与南宋时的接近，分布范围在16%～23%之间，只是均值较南宋层的略低。这表明元代所用原料和南宋相比，瓷石含量更高一些，但仍旧含有少量的高岭土。同时元代地层瓷片的氧化钾含量显著偏高，均值超过南宋层近1%。这一点也证明元代层所含瓷石的比例更高。但无论是南宋层还是元代层，按照之前的研究，其大部分瓷器的胎料（氧化铝＞18%的样品）都应该是“二元配方”，即胎料中既有瓷石也有高岭土[15]。
综上所述，“景德镇的部分窑口至迟从南宋中后期开始，已开始使用高岭土加瓷石的‘二元配方’，并且该配方工艺的成熟并非突然产生，而是经历了一段时期的过渡发展（约1200—1242年）。到了元代，这种情况仍在延续，并可能影响到景德镇地区的其他窑场”[16]。
表5-2 景德镇瓷器瓷胎的化学组成
续表
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（注：此表未注明品种的“出处”和“总量”）
②瓷石蕴含天然二元配方
关于瓷石+高岭土的二元配方究竟是人工而为还是天然伴生，目前有两个观点：第一个观点是以刘新园为代表的学者认为，高岭土原料开采和使用在元代[17]，是人为地在瓷石中掺入高岭土；第二个观点认为二元配方是天然的，因为瓷石往往伴生高岭土。本文更倾向于第二个观点，现将第二个观点的材料整理如下：
研究学者将落马桥窑址的宋元青白瓷标本进行测试后发现：从南宋末一直到元代（元末明初的除外），其胎中的Al2O3含量基本都在18%～22%区间波动，特别是除一件样品外，其余所有青白瓷产品胎中的Al2O3含量都低于22%（见表5-3[18]）。在元代，无论是制作精细的卵白瓷还是质量较差的青白瓷和灰青瓷，其胎中的Al2O3含量都在17%～22%之间波动（表5-4[19]）。事实上，瓷石和高岭土皆由酸性岩石风化形成。瓷石虽然以石英和绢云母为主要矿物组成，但大部分瓷石或多或少都含有一定量的高岭石或多水高岭石等矿物。而景德镇周边的高岭土矿是风化残积型的原生高岭土，主要由矿脉周边的花岗岩风化而成。这些原岩除了高岭土化外，还会石英化、绢云母化以及长石化，因此原生高岭土与瓷石矿往往互相伴生。例如余干县的石头口高岭和乐平县的枫园高岭，石头口高岭是高岭土和石英伴生，而枫园高岭则是高岭土和绢云母伴生，二者的Al2O3含量都在20%上下的小范围内波动，这种瓷土显然是一种天然的二元配方。另外，质量一般的由中粒黑云母花岗岩风化形成的高岭土也伴生有由同种母岩风化形成的瓷石。近些年，有些学者对景德镇东河流域制瓷矿业的调查也证实了上述现象。据此推测，景德镇从南宋一直到元代，那一类氧化铝含量介于18%～22%之间的瓷器，其制胎原料很可能是一种伴生有少量高岭土（高岭石）的瓷石矿，与地质调查结果比较，可以认为是高岭土的原矿。
表5-3 落马桥窑场元代白瓷胎中Al2O3含量成分统计表（%）
表5-4 景德镇落马桥红光瓷厂窑址出土元代白瓷的胎体化学组成（%）
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另外，表5-5[20]为Al2O3含量与高岭土加入量的大致关系，以此来分析瓷石和高岭土的加入量。以祁门瓷石精泥（Al2O3含量为18%）作为瓷石，以星子高岭（去除烧失量后Al2O3的含量约为38%）作为高岭土配方，可得到以下一组粗略的瓷石高岭土配比。从表5-5可知，Al2O3含量在18%～22%范围内的瓷片，其坯料里高岭土的含量大致在0～20%区间分布，这个幅度比较大。由于本次分析所用的瓷片标本全部为落马桥窑场所烧，同一时期且同一类型的瓷器所用原料差别应该不会太大，在这种情况下，0～20%的高岭土掺入量说明制胎原料的配比很随意，即有的胎土中加入高岭土，有的则不添加。基于上述情况，可以排除人工行为。基本可以确定是元代景德镇窑场采用了一种伴生有少量高岭土（高岭石）的瓷石矿，对于这类瓷石矿，高岭土的含量有个天然的极限，即用于制瓷后胎中的Al2O3含量都低于22%，这是最高界限值。
综上所述，从南宋开始，这种瓷石加高岭土的“天然二元配方”混合物就为景德镇的古代陶工所利用（表5-6[21]）。另外，从景德镇出土的各个时期的瓷片化学成分的检测数据来看，“二元配方”真正稳定使用是在明末清初，这也许和清代景德镇的特色窑炉“镇窑”（又称“蛋形窑”）的使用也有着重要的关系，该类窑炉的烧成温度高，烧造氛围易于控制，热效率也大大提高[22]。
表5-5 瓷石高岭土配比（%）
瓷石和高岭土在工艺性质上是不同的。它们的不同可以从以下四个方面加以区分：
表5-6 瓷石和高岭土的工艺性质
2.元代景德镇青白瓷制釉原料
南宋末元初，景德镇部分窑场采用新出现的碱钙釉配方生产质量稍差的青白瓷，与此同时，生产较为精细的青白瓷时，仍沿用五代、宋代的钙釉配方。不过钙釉配方的釉灰用量在减少，逐渐向碱钙釉靠拢。到元代早期时，钙釉技术不再使用，配釉技术已完全被碱钙釉所取代，生产釉面较乳浊的青白瓷。
①南宋末元初的高钙釉
图5-7 青白瓷牧牛瓷塑
五代、宋代时，青白瓷的釉料为石灰釉，即钙釉配方，为釉石（果）加釉灰。釉石（果）的主要成分是SiO2和Al2O3，釉灰的主要成分是CaO。石灰釉的高温流动性较大，这是青白瓷浅处泛白、深处显青和局部积釉的重要原因。南宋末元初，部分窑场沿用钙釉配方生产较为精细的青白瓷（图5-7）。以落马桥窑为例，该窑青白瓷釉的化学组成与元代其他时期的明显不同，釉中的CaO含量显著偏高，均值为11.41%，表明釉灰的用量相对较高。与同时期湖田窑的数据相比较，这种灰料的用量和五代至南宋时期湖田窑青白瓷生产的灰料用量基本相同。上述情况说明五代、两宋至元初，景德镇部分窑场的青白瓷生产技术水平是一致的，都沿用了钙釉配方。表5-7[23]的数据表明，南宋青白瓷釉中的Na2O与K2O等碱性氧化物含量较之元代青白瓷更低，这也可佐证此观点。
表5-7 南宋地层瓷片釉成分数值表（%）
续表
任何工艺都不是一蹴而就的，元初，部分景德镇窑仍然采用钙釉配方，但元代的青白釉中的氧化钙含量平均水平在8%，说明釉灰的用量在逐渐减少；而青白釉中钠、钾等碱金属氧化物含量则有所提高，这使得釉层高温黏度增大，流动性降低，会增强釉的不透明度，因此南宋青白瓷相对元代青白瓷而言，釉更加透明，且外观玻璃质感更强。总之，入元以后，那些用钙釉配方制瓷的窑场，其制釉配方也逐渐向碱钙釉过渡。
②南宋末至元代的碱钙釉
南宋末期，景德镇的部分窑场除了继续沿用钙釉配方外，另有部分窑口的青白瓷釉料配方开始改良，其釉料配比有了显著变化，釉灰用量降至宋代用量的50%～80%，这使得釉中CaO含量显著降低。同时提高了釉石（果）的加入量，使用了长石或者绢云母含量较高的釉石（果），使K2O和Na2O的含量相应增加。这类青白瓷釉料配比使得釉更接近碱钙釉，釉中CaO的含量大幅减少，均值仅略高于8%（南宋的氧化钙含量均值超过11%），K2O含量则提高到了4%左右，Na2O的含量更是成倍提高。随着釉中钠、钾等碱金属氧化物含量的提高，使得釉层高温黏度增大，流动性降低，烧成温度范围更宽，从而不易流釉，烧成较为容易。但是流动性的降低也会导致烧成时产生的气泡不易排出，留在烧成后的釉中，大量气泡等对光线产生散射、折射等效应，会增强釉的不透明度（图5-8）。因此整体看来，元代青白瓷釉层的玻璃质感低于南宋时期，同时这也是导致卵白釉在元代出现的主要原因（表5-8[24]）。随着元代景德镇青白瓷釉料配方的变化，其中铁含量由宋代的0.99%增加至2.33%，因而釉色较之宋代略呈青色。窑场用这种新的碱钙釉配方生产质量稍差的青白瓷。
图5-8 元青白釉芒口碗 湖田窑
表5-8 元代地层瓷片釉成分数值表（%）
续表
入元以后，很多南方窑场在釉料配方技术方面，都有从钙釉向钙碱釉甚至碱钙釉变化的情况，如浙江的龙泉窑及福建的德化窑等窑场。碱钙釉这种釉的配方是北方细白瓷生产的最主要配方。由于南宋末元初北方战乱频发，北方工匠流入景德镇，带来了细白瓷的制釉工艺，从而带来了景德镇釉料配方的革新。元代早期，南宋时期的配釉技术已完全被新出现的碱钙釉所取代，生产釉面较乳浊的青白瓷。相应地，宋代风格的青白瓷已经基本不见。