相建凱，馬林燕，柏 柯，董少華，張 剛

[1. 磚石質文物保護國家文物局重點科研基地(陜西省文物保護研究院)，陜西西安 710075；2. 陜西省文物保護研究院，陜西西安 710075]

0 引 言

遼寧義縣奉國寺始建于遼開泰九年(公元1020年)，初名“咸熙寺”，金代改稱為“奉國寺”，位于遼寧省錦州市義縣縣城東街路北[1-2]。遼寧義縣奉國寺與天津薊縣獨樂寺、山西大同華嚴寺是我國現(xiàn)存的三大遼代寺院。大雄殿為該寺的主體建筑，是我國古代佛教寺院中最古老、最大的大雄寶殿。殿內(nèi)寬大的佛壇上塑有七尊大佛，每尊大佛前均有兩尊脅侍菩薩，佛壇東西兩端安置有兩尊天王像，中央大佛背后的磚壇上還塑有一尊觀音像。這些塑像中，除了觀音像為明代作品，其余皆為遼代所作。這批彩繪泥塑對于研究遼代泥塑藝術具有重要的歷史意義。

奉國寺彩繪泥塑已歷經(jīng)千年歷史，雖經(jīng)歷代重妝和補塑，但目前仍存在傾斜、泥層開裂、木骨架外露、彩繪層起甲脫落等問題，因此對其進行保護修復就迫在眉睫。由于歷史久遠，雖有歷代修復記錄，但具體修復方法卻很少涉及，而且泥塑的具體制作工藝也無法從文獻中獲得，因此科學檢測就成為了解這批泥塑非常重要的手段。X射線照相檢測是一種無損檢測技術，被廣泛應用于各類文物[3-8](對于泥塑可以揭示其內(nèi)部結構、病害發(fā)育以及修復痕跡等[6])，而且還具有檢測速度快、檢測結果直觀等優(yōu)點，因此對奉國寺泥塑進行了X射線照相檢測。

1 檢測對象和方法

1.1 檢測對象

奉國寺大雄殿供奉的七尊大佛，從東至西依次為毗婆尸佛、尸棄佛、毗舍浮佛、拘留孫佛、拘那含牟尼佛、迦葉佛和釋迦牟尼佛(對應編號為F1～F7)，七佛合座通高在8.6 m以上。每尊大佛前均塑有兩尊脅侍菩薩分立兩側，共14尊(根據(jù)大佛編號，按照東1西2規(guī)則，編號依次為F1P1、F1P2、F2P1、……、F7P2)，每尊菩薩像高約2.5 m。佛壇東西兩側各有一尊天王像，高約3.5 m。

1.2 檢測設備

X射線照相檢測使用的是大連西澳特檢測設備有限公司的THX-3006TD型便攜式X射線機，其管電壓范圍為150～300 kV，最大管電流為6 mA，設備照片如圖1a所示。成像使用了兩種方式：一是膠片成像，膠片型號為愛克發(fā)C4.14 in×17 in；另一種為計算機X射線成像系統(tǒng)(computed radiography，CR)數(shù)字成像，設備為德國DUERR公司的CRNet/HD-CR 35 NDT Plus，成像載體IP板(image plate)型號為HD-IP Plus 35 cm×42 cm，檢測圖像的像素大小為100 μm，設備照片如圖1b所示。

圖1 檢測設備Fig.1 Testing equipment

1.3 檢測方法

由于大佛、天王和脅侍菩薩塑像的體量不同以及檢測方法的限制，因此對它們采用了不同的檢測方法。脅侍菩薩體量相對較小，為了獲得泥塑內(nèi)部完整的結構信息，對F4P1和F6P1兩尊脅侍菩薩像采用了自上而下分段連續(xù)檢測的方法，檢測塑像全身。具體操作時，將兩張IP板并列放置于泥塑背部同時進行曝光，檢測完一段后向下檢測下一段，上下兩段之間有一定的重疊區(qū)域。若泥塑局部超出檢測區(qū)域，還要進行補拍。另外，根據(jù)檢測目的，還對F2P1、F4P2和F7P2等三尊脅侍菩薩像進行了局部檢測。七尊大佛的體量最大，天王像次之，大佛只對F4的手部進行了檢測，天王像中只對東天王像的左手和左腿部進行了檢測。

1.4 檢測圖像處理

對于膠片成像獲得的檢測圖像，利用觀片燈和數(shù)碼相機進行了數(shù)字化，并適當調(diào)整圖像的亮度和對比度。對于CR成像系統(tǒng)獲得的檢測圖像，利用設備自帶軟件進行了細節(jié)增強濾鏡(high details)和亮度、對比度調(diào)整。對于脅侍菩薩像的局部檢測圖像，還利用Photoshop軟件進行了拼接。

2 結 果

泥塑內(nèi)部組成材料主要包括土、草、木和鐵。木頭一般是在泥塑中起骨架作用，纏草主要是為了附著和減薄泥層，它們的組成元素主要是C、H、O，兩者對X射線的衰減作用相近，為四種材料中最弱的，在X光片中均表現(xiàn)為較暗的陰影。木骨架和纏草在X光片中不可分離，由于木骨架是研究的重點，因此木骨架上的纏草在這里不加討論。土在泥塑中主要是用來塑型，組成元素較多，主要是非金屬元素和輕金屬元素，在四種材料中對X射線的衰減作用較強，但由于厚度較大，因此在X光片中較亮。鐵包括鐵釘和鐵絲，主要用來連接木骨架，另外在較小部位也起骨架作用，在四種材料中對X射線的衰減作用最強，因此在X光片中最亮。

2.1 脅侍菩薩

2.1.1脅侍菩薩F4P1 圖2a和圖2b是拘留孫佛前側東脅侍菩薩(編號F4P1)的正面和背面照片，圖2c是該塑像的整體X光片(由22張局部X光片拼接而成的)。為了方便分析，將X光片中的木骨架、鐵釘和鐵絲等標記在其內(nèi)部結構示意圖(圖2d)中，木骨架為黃色，鐵釘為藍色，鐵絲為紫色，特別結構為紅色。

圖2 脅侍菩薩F4P1Fig.2 Attendant Bodhisattva on the left side in front of Krakucchanda

X光片顯示該塑像頭部中心出現(xiàn)灰度較暗的陰影，應是木骨架，木骨架上插有12根鐵釘，其上還有三條鐵絲，兩者共同作為寶冠骨架。還有兩條鐵絲從頭部延伸至兩肩(中間部分因局部過曝而無法顯現(xiàn))，對比照片后推測這兩根鐵絲應為寶繒的金屬骨架。另外，塑像的眼睛在X光片中表現(xiàn)為較亮的圓形，其材料可能是琉璃。

塑像肩部在X光片中有橫向較弱的陰影，陰影上還分布有較多的鐵釘，推測在兩肩之間有橫向木骨架。而在塑像腹部，有豎向木結構影像，從方向上分析，應是頭部木骨架延伸至腹部，為豎向木骨架。該豎向木骨架在胸部識別不出，可能是由于泥層干擾和檢測角度不佳所致。橫向木骨架和豎向木骨架的交叉位置上有一枚較大的鐵釘，很可能是用來連接兩根木骨架的。在塑像腹部的同一高度上分布有數(shù)枚小鐵釘，結合肩部橫向木骨架上除了中間和兩端之外還有數(shù)枚小鐵釘?shù)那闆r，推測塑像腹部還有一層木質隔板，木質隔板與肩部木骨架之間還有木質護板。

塑像兩臂內(nèi)都有木骨架，在X光片中表現(xiàn)明顯。手臂木骨架通過鐵釘與肩部橫向木骨架相連，值得注意的是，在左肩上有一枚現(xiàn)代鐵釘存在，其形狀與古代方釘區(qū)別較大。另外，左臂中除了木骨架外，還有一條從肩部一直延伸到手部的鐵絲，鐵絲和木骨架之間還用細鐵絲捆扎。而在右肘部，有一枚鐵釘將大臂和小臂的木骨架相連接。右手腕上有一枚鐵釘插入木骨架，該鐵釘延伸到右手，與法器內(nèi)的鐵絲骨架相連，連接方式是用一根細鐵絲將鐵釘與小臂木骨架、法器鐵絲骨架相捆扎。法器是以鐵絲作為骨架，其中還用細鐵絲作為輔助。

塑像腿部結構在X光片中不清晰，但可以通過鐵釘和木紋進行分析。首先，從頭部向下的豎向木骨架在腰部有四枚鐵釘分布在木骨架兩側，應是用來連接豎向木骨架和其他木質結構的。其次，在腰部和腿部的兩側分布有四枚鐵釘，同一高度兩根鐵釘?shù)拈g距遠大于上述豎向木骨架的寬度，而且鐵釘必須插入木骨架才能發(fā)揮作用，所以推斷腿部應該存在兩根木骨架。最后，在腰部右側兩處、左側一處還發(fā)現(xiàn)了豎向木紋，其位置在中間豎向木骨架之外，因此也證明了腿部有兩根木骨架的推測。這里需要說明的是，上面的鐵釘連接部位不排除木質榫卯存在的可能，因為即使有木質榫卯，由于其他結構的干擾在X光片中也無法識別出來。

泥塑的X光片，除了包含內(nèi)部結構信息外，還可以反映塑像病害發(fā)育情況。在塑像的寶冠右側、頸部、右肩、左肩、左臂和左右手腕等部位，都可以發(fā)現(xiàn)不同程度的泥層開裂，以頸部、右肩和左右手腕為甚，這些部位都存在一定的安全風險。X光片中塑像的木骨架和金屬骨架的邊緣大都清晰，說明兩者基本上都保存良好，但是塑像右手腕用以連接小臂和手部的鐵釘中間位置明顯變細，說明該鐵釘已經(jīng)部分銹蝕。之所以該處鐵釘會銹蝕，可能是由于該處泥層開裂嚴重，鐵釘暴露在空氣和水分之中造成的。因此，塑像泥層開裂不僅影響泥層的穩(wěn)定，還會進一步影響到木骨架和金屬連接件的保存。

最后，X光片還顯示了泥塑的一些歷史修復痕跡。寶冠右上側的鐵釘(圖2d中標紅處)其尖端與現(xiàn)代鐵釘相同，纏繞上面的鐵絲(圖2d中標紅處)比其他兩根較細，結合照片中該位置泥層有脫落現(xiàn)象，推測該處應經(jīng)過修復。塑像左胸部在X光片中明顯發(fā)暗，說明此處泥層較薄，可能修復過。泥層減薄處附近還發(fā)現(xiàn)有一枚外圓內(nèi)方的古錢幣，杜仙洲先生調(diào)查奉國寺大雄殿時也曾在已破的大佛佛臟內(nèi)拾取過數(shù)枚“康熙通寶”[9]，這枚古錢幣很可能和它們是同一次維修時留下的。塑像左肩發(fā)現(xiàn)有一枚現(xiàn)代鐵釘(圖2d中標紅處)，有帽、尖端，與現(xiàn)代鐵釘相同，結合上述左臂內(nèi)存在鐵絲和細鐵絲的情況，塑像右臂也可能修復過。這些現(xiàn)象都說明，該尊泥塑在不同歷史時期均有修復。

2.1.2脅侍菩薩F6P1 圖3a和圖3b是迦葉佛前側東脅侍菩薩(編號F6P1)的正面和背面照片，圖3c是整體X光片(由23張局部X光片拼接而成)，圖3d是內(nèi)部結構示意圖。

圖3 脅侍菩薩F6P1Fig.3 Attendant Bodhisattva on the left side in front of Kasyapa

X光片顯示脅侍菩薩像F6P1和F4P1內(nèi)部結構基本相同。寶冠內(nèi)有鐵釘和鐵絲做骨架，頭部至腰部有一根豎向木骨架，影像在胸部、腹部可見。兩肩之間的橫向木骨架結構清晰，中間與豎向木骨架交叉位置有四枚鐵釘將兩者連接，右側有五根、左側有一根鐵釘將左右臂木骨架連接到橫向木骨架上。右肘部有兩根鐵釘將大臂、小臂內(nèi)的木骨架相連，右腕部有一根鐵釘插入右小臂木骨架內(nèi)，將右手與右臂連接在一起。左臂由于影像疊加而內(nèi)部結構不清，但可見一根鐵釘將小臂與腹部相連。豎向木骨架在腰部沒有發(fā)現(xiàn)鐵釘，但在塑像腰部左側、膝部左側內(nèi)有鐵釘，兩小腿位置都有豎向木結構影像，且在豎向結構上各有兩枚鐵釘，因此該泥塑的腿部也有兩根木骨架，其與頭部至腰部豎向木骨架只采用了木質榫卯連接。另外，塑像的膝部有橫向木結構影像，推測是為了兩根腿部木骨架更加穩(wěn)定，在膝部用木質結構將其連接成整體。

此泥塑整體保存狀況較好，但局部也存在一些病害。如X光片所示，塑像的寶冠、右腋下和右肘部存在不同程度的泥層開裂。其中又以右肘部為甚，這與塑像右小臂近水平前伸，小臂和手部的重力在肘部形成較大力矩有關。同時，在塑像的膝蓋稍下位置存在泥層減薄和開裂的現(xiàn)象，該位置泥層可能出現(xiàn)過損傷，后經(jīng)過修復。

2.1.3其他脅侍菩薩 除了對上述兩尊脅侍菩薩進行了整體X射線照相檢測外，為了掌握脅侍菩薩像法器的內(nèi)部結構以及了解個別塑像腿部泥層開裂的具體情況，還對這些位置進行了局部檢測。

圖4a和圖4b是拘留孫佛西側脅侍菩薩(編號F4P2)的正面和背面照片。據(jù)記載，脅侍菩薩現(xiàn)持法器為近現(xiàn)代制作，為了探究其制作工藝，對該塑像所持法器進行了X射線照相檢測。如圖4c所示，法器的骨架是用較粗的鐵絲所做，并用細鐵絲輔助。法器外層金屬骨架外有細鐵絲纏繞，纏繞直徑明顯比金屬骨架大得多，且纏繞位置在X光片上略暗于周圍，結合泥塑制作工藝推測法器外層金屬骨架上有纏草。另外，泥塑小腿背部可以看到泥層開裂，因此對該尊塑像的腿部進行了檢測。如圖4d所示，泥層開裂位置在X光片上顯示泥層減薄和開裂情況，左腿木骨架內(nèi)邊緣也有腐朽現(xiàn)象，說明泥層開裂較深，外界空氣和水可能已進入塑像內(nèi)部。最后，塑像左右小腿上各有三枚鐵釘，左小腿位置有明顯的豎向木紋，這些都說明塑像腿部有兩根木骨架。

圖4 脅侍菩薩F4P2Fig.4 Attendant Bodhisattva on the right side in front of Krakucchanda

圖5a是釋迦牟尼佛西側脅侍菩薩(編號F7P2)的背面照片，由于此塑像向右側傾斜角度較大且塑像長裙折皺位置有泥層開裂，因此對該塑像的腿部進行了檢測。如X光片(圖5b)所示，在塑像左側長裙衣褶處泥層開裂嚴重、且為貫穿性的，整塊泥層穩(wěn)定性較差。另外，該位置也發(fā)現(xiàn)了一枚外圓內(nèi)方的古錢幣，可能和F4P1胸部古錢幣為同一次修復所留，至于其作用還有待進一步考證。最后，X光片中腿部兩側比中間灰度低，而實物照片中腿部中間的厚度更薄，這種現(xiàn)象是由于腿部存在兩根木骨架產(chǎn)生的。

圖5 脅侍菩薩F7P2Fig.5 Attendant Bodhisattva on the right side in front of Sakyamuni

圖6a是尸棄佛前東側脅侍菩薩(編號F2P1)的背面照片，由于該塑像背面腳部稍向上位置有明顯的泥層開裂現(xiàn)象，因此對該泥塑的腿部進行了檢測。泥層開裂在X光片(圖6b)上顯示很清晰，中間最嚴重，且橫向基本貫穿，泥塑此處穩(wěn)定性差。另外，X光片還顯示兩腿均有豎向木紋。

圖6 脅侍菩薩F2P1Fig.6 Attendant Bodhisattva on the left side in front of Sikhin

2.2 大佛塑像

由于七尊大佛的體量巨大，無法對其進行整體X射線照相檢測，因此只借助勘察時搭建的腳手架對拘留孫佛(編號F4)的手部進行了檢測。圖7a為大佛F4右手照片，圖7b是其X光片。X光片顯示，大佛右手掌內(nèi)有木骨架，且每根手指用兩根鐵釘插入手掌木骨架作為骨架。手掌有兩條較長的泥層裂隙，食指與中指之間的泥層也有開裂，而且該位置有橫、豎兩根細鐵絲纏繞，說明該位置曾經(jīng)過修復。

圖7 大佛F4右手Fig.7 Right hand of Krakucchanda

圖8a和圖8c是大佛F4左手照片，圖8b和圖8d是對應的X光片。X光片顯示，大佛F4左手掌同樣有木骨架，而手指骨架也是金屬釘，不同之處在于每根手指用單根鐵釘作為骨架且手指內(nèi)還有鐵絲。大佛F4左手保存較好，只有局部泥層開裂。

圖8 大佛F4左手Fig.8 Left hand of Krakucchanda

2.3 天王塑像

由于兩尊天王像體量也較大，因此只對東天王像局部進行了檢測。圖9a是東天王的左手照片，圖9b是其X光片。X光片顯示：天王的手臂和降魔杵都有木骨架，左手和降魔杵頭部內(nèi)含鐵絲，用以連接兩根木骨架；天王左手腕有明顯泥層開裂，說明此處泥層穩(wěn)定性較差，這可能與塑像前傾、手腕受力有關；左手的泥層也有起翹趨勢。圖9c是東天王左腿照片，圖9d是其X光片。X光片顯示，天王左腿內(nèi)含木骨架，且木骨架邊緣清晰，說明其保存狀況良好，但泥層外邊緣模糊，這是由表面泥層損傷所致。

圖9 東天王Fig.9 Heavenly King on the east side

3 討 論

3.1 成像方式比較

奉國寺泥塑X射線照相檢測進行了兩次，分別采用膠片和CR數(shù)字系統(tǒng)成像。膠片成像成本低，但需經(jīng)過顯影和定影才能成像，不能現(xiàn)場及時成像，檢測效率低。CR數(shù)字系統(tǒng)成像成本高，但IP板只需掃描就能成像，可現(xiàn)場及時成像，檢測效率高。另外，數(shù)字成像系統(tǒng)獲得的是數(shù)字圖像，方便采用數(shù)字圖像處理提高圖像質量[10]。上述泥塑X光片中，脅侍菩薩像的X光片是CR數(shù)字系統(tǒng)成像，大佛和天王像的X光片是膠片成像。

3.2 檢測對象選擇

本次檢測的重點是脅侍菩薩像，獲取泥塑的完整內(nèi)部結構信息并研究其制作工藝是檢測目的之一。奉國寺大雄殿內(nèi)脅侍菩薩共14尊，如何選擇檢測對象就成了問題。X射線照相檢測是一種透射成像，可將檢測對象的三維結構信息投影為二維的檢測圖像[7]，因此在X射線檢測中容易產(chǎn)生結構信息疊加，進而造成結構信息無法識別，如脅侍菩薩F6P1的X光片中的左手位置。正是由于上述原因，在選擇檢測對象時，應盡量避免在X射線方向上手部、法器等部位與塑像身體重疊。根據(jù)以上原則，最終選擇了F4P1和F6P1兩尊脅侍菩薩作為整體檢測對象，從而獲得其完整內(nèi)部結構信息。

3.3 檢測效果影響因素

首先，結構材質影響檢測效果。用X射線照相檢測泥塑時，泥層可以看作基體材料，除了泥層開裂外，主要是分析木骨架和金屬連接件。木質對X射線的衰減作用比泥質稍弱，因此如果木骨架在X射線方向上的尺寸相對較小，其存在對X射線造成的衰減差異就會較小，它在X光片中就不能被識別。鐵質對X射線的衰減作用則比泥質大得多，因此盡管尺寸最小，但容易在X光片中識別。

另外，檢測時射線的透照方向也很重要。因為透照方向影響被測結構在透射方向上的相對尺寸，如泥塑的前后方向比左右方向對X射線照相檢測更有利。

最后，塑像的體量也會影響檢測效果。因為檢測時X射線是成40°錐形角發(fā)射的，這就可能引起結構影像放大而無法聚焦[7]，所以如果塑像的體量過大，即使X射線能夠穿透塑像，X光片中也觀察不到有用的結構信息。

4 結 論

遼寧省義縣奉國寺大雄殿內(nèi)的大佛像、脅侍菩薩像和天王像是遼代泥塑的代表，經(jīng)過千年歷史洗禮，它們都需要保護。通過X射線照相檢測，獲取了這些泥塑的內(nèi)部結構、病害發(fā)育和修復痕跡等信息，這些信息可以為泥塑后續(xù)保護工作提供支持。另外，還討論了泥塑X射線照相檢測中的有關問題，這對于其他泥塑的X射線照相檢測有一定的參考價值。對本次工作的總結如下：

1) 塑像內(nèi)部結構。塑像主體部分均采用木質骨架，木骨架間可能采用鐵釘連接、木質榫卯連接或者兩者相結合的連接方式。塑像寶冠、手部、法器等較小的部位則采用金屬骨架，并且這些金屬骨架都插入主體木骨架上，與之連成整體。

2) 塑像病害情況。塑像局部存在不同程度的泥層開裂，有些部位比較嚴重。塑像泥層開裂，不但影響著泥層的穩(wěn)定性，而且還會使空氣和水分也會進入塑像內(nèi)部，導致木骨架和金屬骨架的腐朽和銹蝕，最終影響到泥塑的整體穩(wěn)定。

3) 塑像修復痕跡。在塑像內(nèi)發(fā)現(xiàn)的泥層減薄和開裂、古錢幣和現(xiàn)代鐵釘?shù)拇嬖?，都說明奉國寺彩繪塑像在歷史上經(jīng)過數(shù)次修復，印證了大雄殿內(nèi)的石碑上關于奉國寺修復的記錄。

4) 檢測工藝選擇。泥塑X射線照相檢測所使用的數(shù)字成像系統(tǒng)效率高，得到的數(shù)字檢測圖像容易編輯、存儲和使用。在進行泥塑X射線檢測時，應避免泥塑結構在透射方向上重疊，并選擇合適的透照方向和曝光參數(shù)，這樣才能獲得泥塑的更多信息從而達到檢測目的。