劉珈如, 申桂云, 何建斌, 郭 宏*

1. 北京科技大學(xué)科技史與文化遺產(chǎn)研究院, 北京 100083

2. 遼寧省博物館, 遼寧 沈陽 110167

引 言

平原公主墓位于遼寧省阜新市阜新縣, 因被多次盜掘, 遼寧省考古研究所于2010年對其進(jìn)行了搶救性發(fā)掘。 墓葬出土遺物豐富, 從墓志可知墓葬主人為遼代圣宗皇帝耶律隆緒長女平原公主。 墓中發(fā)現(xiàn)繪制精美的壁畫, 分布于墓門門洞上方和墓道兩側(cè)墻壁。 墓門門洞上方壁畫為一組火焰珠及祥云、 飛鶴等圖案; 墓道東側(cè)壁畫為《出行圖》, 由七人一馬組成; 墓道西側(cè)壁畫為《歸來圖》, 由七人、 一匹駱駝、 一輛車和一頂帳篷組成[1]。 因壁畫長期暴露于開放環(huán)境中, 遭到了不同程度損壞, 故遼寧省考古研究所在發(fā)掘墓葬的同時對壁畫進(jìn)行了揭取, 并移送至遼寧省博物館收藏、 保護(hù)。

盡管揭取前對壁畫進(jìn)行了臨時性保護(hù)措施, 但經(jīng)過一段時間保存后發(fā)現(xiàn)壁畫仍破損嚴(yán)重、 病害較多, 為滿足展陳需要, 遼寧省博物館決定對平原公主墓壁畫進(jìn)行修復(fù)。 同時, 現(xiàn)階段對于遼宋時期壁畫尤其是墓葬壁畫的研究多聚焦于壁畫形制、 題材與藝術(shù)價值等方面[2-4], 關(guān)于壁畫制作材料與工藝分析的數(shù)據(jù)卻鮮有報道。 因此, 本研究通過對平原公主墓壁畫顏料層、 地仗層以及有機(jī)膠結(jié)材料的科學(xué)分析, 探究遼代墓葬壁畫制作材料與工藝特征, 為壁畫保護(hù)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù), 也為遼宋時期墓葬壁畫的考古學(xué)研究提供新的研究數(shù)據(jù)。

1 實驗部分

1.1 樣品

平原公主墓壁畫畫面以紅、 黃、 白三色為主, 樣品取自墓道兩側(cè)的《歸來圖》和《出行圖》。 為避免破壞文物本體, 主要從壁畫殘損處取樣, 或直接取脫落的樣品。 具體取樣信息如圖1和表1所示。

表1 平原公主墓壁畫樣品信息表

圖1 平原公主墓壁畫樣品照片

1.2 儀器與方法

(1)剖面觀察: 使用基恩士VHX-6000超景深三維視頻顯微鏡觀察樣品剖面, 觀察倍數(shù): 200～300倍。 將壁畫樣品用環(huán)氧樹脂包埋, 固化后打磨拋光, 觀察樣品的剖面微觀結(jié)構(gòu)。

(2)顏料識別: 使用Horiba LabRAM XploRA PLUS全自動顯微共聚焦激光拉曼光譜儀, 激光波長為532、 638和785 nm, 掃描范圍50～4 000 cm-1。 配有Olympus光學(xué)顯微鏡, 使用50倍和100倍物鏡, 對樣品進(jìn)行激光拉曼光譜分析。

(3)掃描電子顯微鏡能譜儀(SEM-EDS): 使用TESCAN VAGA3 XMU掃描電鏡能譜儀觀察樣品微觀形貌并測試其主要元素含量, 加速電壓為20 kV。 將樣品表面噴碳處理, 使用掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)并做成分分析。

(4)X射線衍射分析: 日本理學(xué)公司RINT 2000型X射線衍射儀, 管電壓40 kV, 管電流40 mA, 發(fā)散狹縫(DS)為1°, 防散射狹縫(SS)為1°, 接收狹縫(RS)為0.15 mm, Cu靶。

(5)熱裂解-氣相色譜-質(zhì)譜分析: 使用日本前線實驗室(Frontier Lab)熱裂解儀PY-3030D對樣品進(jìn)行預(yù)處理, 并使用島津(Shimadzu)氣相色譜質(zhì)譜儀GC/MS-QP2010Ultra對樣品成分進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 地仗層樣品

地仗層1號樣品的拉曼譜圖及X射線衍射譜圖如圖2所示。 樣品地仗層分為白灰地仗層與草泥地仗層兩層, 白灰地仗層的激光拉曼光譜如圖2(a)和(b)所示, 根據(jù)出峰位置和相對強(qiáng)度, 對比相關(guān)文獻(xiàn)[5], 可以確定白灰地仗層主要成分為方解石(主要成分為CaCO3), 還摻有少量石英(主要成分為SiO2)。 白灰地仗層的X射線衍射譜圖如圖2(c)所示, 分析結(jié)果表明白灰地仗層的主要成分為方解石, 與激光拉曼光譜分析結(jié)果一致。 草泥地仗層的X射線衍射譜圖如圖2(d)所示, 分析結(jié)果表明草泥地仗層的主要成分包括石英、 斜長石和鈉長石, 均為土壤中常見物質(zhì), 說明草泥地仗層成分與黃土基本一致。

圖2 地仗層樣品的拉曼譜圖與X射線衍射譜圖

2.2 白、 黑、 紅色顏料樣品

2、 3、 4號樣品的拉曼譜圖如圖3(a)、 (b)和(c)所示。 圖3(a)為白色顏料樣品的激光拉曼光譜圖, 根據(jù)出峰位置和相對強(qiáng)度, 對比相關(guān)文獻(xiàn)[5], 可以確定白色顏料為白堊(CaCO3); 圖3(b)為黑色顏料樣品的激光拉曼光譜圖, 根據(jù)出峰位置和相對強(qiáng)度, 可以確定黑色顏料為炭黑(C); 圖3(c)為紅色顏料樣品的激光拉曼光譜圖, 根據(jù)出峰位置和相對強(qiáng)度, 可以確定紅色顏料為鉛丹(Pb3O4)。

圖3 顏料樣品的拉曼譜圖與剖面結(jié)構(gòu)、 掃描電鏡顯微照片

2.3 黃色顏料樣品

5號樣品的拉曼譜圖與剖面結(jié)構(gòu)、 掃描電鏡顯微照片如圖3(d)、 (e)和(f)所示。 根據(jù)剖面結(jié)構(gòu)照片可知, 5號樣品顏料層呈土黃色, 整體較薄, 厚度約為11～19 μm。 圖3(d)為樣品黃色顏料的激光拉曼光譜圖, 根據(jù)出峰位置和相對強(qiáng)度, 對比相關(guān)文獻(xiàn)[5], 可以確定黃色顏料為鐵黃(Fe2O3·H2O)。 樣品能譜分析結(jié)果顯示樣品顏料層主要顯色元素為Fe元素, 印證了拉曼光譜分析結(jié)果。 鐵黃作為一種土性天然礦物, 一般從鮮艷的泥土提純而得, 常與黏土伴生[6], 能譜分析結(jié)果中的Si元素也證實了這一點。

2.4 淺紅色顏料樣品

6號樣品的剖面結(jié)構(gòu)、 掃描電鏡顯微照片與拉曼譜圖如圖4所示。 根據(jù)剖面結(jié)構(gòu)照片可知, 6號樣品顏料層呈現(xiàn)橙紅色, 厚度約為76～133 μm。 樣品能譜分析結(jié)果顯示樣品顏料層主要顯色元素為Pb元素, 同時還含有少量Ca元素, 推測淺紅色顏料層由鉛丹與白堊混合而成。 圖4(c)和(d)為樣品顏料層激光拉曼光譜圖, 根據(jù)出峰位置和相對強(qiáng)度, 可以確定淺紅色顏料為鉛丹與白堊混合制成的顏料, 印證了能譜分析結(jié)果。 6號樣品的淺紅色顏料與4號樣品的紅色顏料主體均為鉛丹, 區(qū)別僅在于淺紅色顏料中摻雜了少量白堊, 結(jié)合取樣位置, 推測此處白堊應(yīng)是用于調(diào)配淺色顏料以使得畫面呈現(xiàn)不同的顏色效果。

圖4 顏料樣品的剖面結(jié)構(gòu)、 掃描電鏡顯微照片與拉曼譜圖

2.5 壁畫膠結(jié)材料分析

由上述分析結(jié)果可知, 平原公主墓壁畫使用的顏料均為無機(jī)質(zhì)礦物顏料, 古代作畫為了畫面顏色的穩(wěn)定, 往往會加入膠結(jié)材料以使顏料能夠長期保留。 因此, 對顏料中膠結(jié)材料的分析也是了解壁畫制作的重要手段之一。 對平原公主墓壁畫樣品中的膠結(jié)材料進(jìn)行了熱裂解-氣相色譜-質(zhì)譜分析, 分析結(jié)果如圖5及表2所示。 分析結(jié)果表明, 樣品中含有少量動物膠的標(biāo)志性裂解產(chǎn)物1H吡咯, 說明樣品顏料層中添加了動物膠作為膠結(jié)材料。 此外, 樣品中還含有少量甲基丙烯酸甲酯, 證明壁畫前期揭取時使用的加固材料為丙烯酸材料。

表2 平原公主墓壁畫樣品膠結(jié)材料分析結(jié)果

圖5 平原公主墓壁畫樣品膠結(jié)材料的 總離子色譜圖(THM-Py-GC/MS)

以上分析結(jié)果表明, 平原公主墓壁畫顏料均為無機(jī)質(zhì)礦物顏料, 其中白色顏料為白堊, 黑色顏料為炭黑, 紅色顏料為鉛丹, 黃色顏料為鐵黃, 淺紅色顏料由鉛丹與白堊調(diào)制而成。 壁畫地仗層分為白灰地仗層與草泥地仗層, 白灰地仗層主要成分為方解石, 摻有少量石英; 草泥地仗層主要成分包括石英、 斜長石和鈉長石, 與黃土成分基本一致。 壁畫顏料所用膠結(jié)材料為動物膠。

鐵黃又名土黃, 是我國古代繪畫常用的黃色顏料之一, 主要成分為黃赭石。 在自然界中, 鐵黃是一種土性天然礦物, 因含有水合氧化鐵而呈現(xiàn)黃色, 一般從鮮艷的泥土中提純而得, 常與赤鐵礦、 黏土等物質(zhì)伴生[6]。 我國古代壁畫常用的黃色顏料主要有雌黃、 密陀僧等, 鐵黃的應(yīng)用則相對較少, 但從現(xiàn)有文獻(xiàn)報道來看, 早在陜西神木縣石峁遺址出土的二里頭文化時期的壁畫上就發(fā)現(xiàn)了鐵黃的使用痕跡[7], 可見鐵黃的使用歷史相當(dāng)久遠(yuǎn)。 在之后各個時期的壁畫中也均有發(fā)現(xiàn)鐵黃作為黃色顏料的使用, 如唐韋貴妃墓壁畫[8]、 羅圪臺元代墓葬壁畫[8]、 濟(jì)源明代墓葬壁畫[10]、 道縣清代竹王廟壁畫[11]等均用鐵黃作為黃色顏料, 可見將鐵黃作為黃色顏料用于壁畫繪制的工藝在古代中國一直有所延續(xù), 未曾斷絕。 此次遼代平原公主墓壁畫顏料中鐵黃的發(fā)現(xiàn), 亦是對鐵黃這一顏料在我國古代壁畫應(yīng)用歷史的補(bǔ)充。

現(xiàn)階段對于遼代壁畫的形制、 題材、 藝術(shù)價值等方面的研究資料較為豐富, 對其發(fā)展脈絡(luò)的梳理也較為清晰。 契丹民族本來實行樹葬、 火葬的葬俗, 隨著政權(quán)的建立、 穩(wěn)固, 契丹民族也開始接受并吸收漢族包括葬俗在內(nèi)的文化習(xí)俗, 死后修建墓室并在墓室墻壁上繪畫。 尤其是遼代墓葬壁畫在內(nèi)容與題材上不僅借鑒了漢唐墓葬壁畫中盛行的《出行圖》, 還在此基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)作出《歸來圖》, 形成了在墓道兩壁《出行圖》與《歸來圖》相呼應(yīng)的遼墓壁畫特有的壁畫形式[12]。 這不僅體現(xiàn)了契丹民族自身的特性, 也充分反映了在大時代背景下民族之間文化的交流與融合。 但另一方面, 關(guān)于遼墓壁畫制作材料與工藝的分析以及契丹民族與中原地區(qū)在科學(xué)技術(shù)層面上的交流卻鮮有報道。 我國古代壁畫以干壁畫為主, 其結(jié)構(gòu)一般包括支撐體、 地仗層和顏料層三個部分。 從已發(fā)現(xiàn)的墓葬壁畫來看, 西漢時多直接在磚面上刷白色底層作畫; 東漢時期, 壁畫增加了草泥層; 至宋代我國古代壁畫制作技術(shù)已經(jīng)非常成熟, 李明仲在其《營造法式》泥作制度畫壁條中對壁畫制作工藝與材料均做了詳細(xì)規(guī)定。 通過剖面顯微觀察分析可得知, 平原公主墓壁畫顏料層繪制在白灰地仗層上, 結(jié)合現(xiàn)場勘察, 可以明確平原公主墓墓道的墻壁上部為黃色生土, 下面為基巖, 用草拌泥找平支撐體, 再在草泥地仗層上抹白灰地仗層, 最后在白灰地仗層上繪制壁畫, 其制作工藝與我國古代干壁畫制作工藝一致。 由此可見, 契丹民族不僅對漢族的文化有所借鑒、 吸收, 對中原地區(qū)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與工藝也有充分的學(xué)習(xí), 并在遼墓壁畫的制作中進(jìn)行了實踐。 本研究對遼代平原公主墓壁畫制作材料與工藝的認(rèn)知, 不僅可為后期保護(hù)修復(fù)工作提供數(shù)據(jù)支持, 同時豐富了遼宋時期墓葬壁畫制作材料的資料, 可為后續(xù)遼宋時期壁畫制作工藝與科技史研究提供一定的參考。

3 結(jié) 論

(1) 平原公主墓壁畫所用顏料均為無機(jī)質(zhì)礦物顏料, 淺色顏料是由礦物顏料混合白堊調(diào)制而成。

(2) 平原公主墓壁畫的白灰地仗層主要成分為方解石, 草泥地仗層主要成分包括石英、 斜長石和鈉長石。

(3) 平原公主墓壁畫顏料所用膠結(jié)材料為動物膠。

(4) 平原公主墓先用草拌泥找平支撐體, 再在草泥地仗層上抹白灰地仗層, 最后在白灰地仗層上繪制壁畫, 其制作工藝與我國古代干壁畫制作工藝一致, 從側(cè)面證實了契丹民族與中原地區(qū)的科學(xué)技術(shù)交流。 本研究是對平原公主墓壁畫的初步分析, 限于取樣量和取樣位置, 本研究為探索性工作, 所得結(jié)論為階段性研究成果。