甘肃武威博物馆馆藏大藏经用纸的相关工艺研究

2014-01-05王欢欢程爱民王治涛马清林王昌燧

中国造纸学报 2014年2期

王欢欢程爱民王治涛马清林王昌燧

(1.中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室，北京，100044;2.甘肃武威雷台汉文化博物馆，甘肃武威，733000;3.北京停云馆文化投资有限公司，北京，100102;4.中国文化遗产研究院，北京，100029)

甘肃武威市古称凉州，位于河西走廊，是丝绸之路上的重镇，自古即为佛教交流传播中心，是较早从事佛经翻译的地区［1］。《魏书·志第二十》云:“有罽宾沙门昙摩谶，习诸经论。于姑臧，与沙门智嵩等，译《涅槃》诸经十余部”［1］，这里的姑臧为古凉州辖区。武威地区曾出土大量西夏时期的纸质文书和佛经，而武威白塔寺还曾发现有明代汉藏文的纸质佛经。佛经的刊印、流传促进了当地造纸印刷业的发展［2-4］。

武威深厚的佛教基础为藏传佛教的传承提供了便利条件［5］。西夏时期，藏传佛教开始传入河西地区，至元明清三代达到极盛［6］。藏传佛教的兴盛使大量藏传佛教典籍得以传承，其中，最为著名的莫过于藏文大藏经，它是译成藏文的印度佛教原典和藏文佛教著述的总集，其编纂历时近7个世纪［7］。

本课题研究的纸质藏文大藏经曾长期供奉于当地寺庙，直至解放后才由武威市博物馆统一收藏保管。这部大藏经卷帙浩繁，纵贯元明，颇具文献学、宗教学及历史学价值。本实验选择少量大藏经破损残片(见图1)，利用光学显微镜、显微激光拉曼光谱、X射线荧光光谱和X射线衍射仪等多种手段进行综合分析，揭示其造纸原料、填料和工艺，探讨其纸张染色的方法与书写颜料的选择，评估该大藏经的保存状况，旨在从一个侧面反映河西地区元明时期宗教用纸的加工使用情况，并为大藏经的修复和保护提供有价值的信息。

1 实验

1.1 样品信息

图1为样品形貌。由图1不难发现，其粘连、虫蛀等损害和破损程度都较为严重。

图1 大藏经破损残片

图2 样品在体视显微镜下的放大图

图2为样品在体视显微镜下的放大形貌。图2(a)显示，样品曾经蓝色染料涂染，未见明显帘纹;由图2(b)和图2(c)可见，部分染色层已剥蚀，露出黄色的底层，而黑色颜料涂敷于蓝纸上层;图2(d)表明，银灰色的经文书写于黑色颜料上;图2(e)显示，在黑色颜料上勾勒的红色边框已严重开裂和剥落，部分边框被黑色颜料覆盖;图2(f)为黑色颜料的放大形貌，似有金属光泽。

1.2 测试分析

采用碘-氯化锌染色法分析纸张纤维。具体步骤如下:用解剖针挑取少量纸张纤维，将其分散于载玻片上的去离子水中，滴入碘-氯化锌染色剂，用解剖针进一步分散，盖上盖玻片，使用VHX-600ESO型光学显微镜(日本KEYENCE公司)和LV100POL型显微镜(日本NIKON公司)进行观察。

采用 Eagle-3型能量色散荧光分析仪(美国EDAX公司)测试分析样品成分，实验工作电压和电流分别为40kV和150 μA，真空光路，用Vi-sion32软件处理采集的数据。

采用LabRAMHR 800型激光共焦拉曼光谱仪(法国JY公司)分析样品的拉曼光谱。在室温暗室操作，激发光源为K0=532 nm(YAG激光器)和K0=785 nm(半导体激光器)，信号采集时间为20～400 s，累加1～2次，测试范围为100～4000 cm-1。

采用Miniflex衍射仪(日本理学公司)分析样品的物相组成，管压30 kV、电流15 mA，扫描范围5°～75°，扫描速度3°/min。测试时，将纸张直接粘贴在样品架的凹槽表面。

2 结果与讨论

2.1 纤维分析

图3为纸张纤维形态。图4为含有加工痕迹的纤维形态。这些形态皆清晰地反映了纤维的种属特性。图3(a)显示的纤维应为亚麻纤维，纵向表面有明显横节，无竖向条纹［8］，其节纹呈现“X”型［9］，且胞腔较小［10］;图3(b)应为苎麻纤维形貌，宽窄不一，有明显胞腔和纵向条纹，加工后易分丝帚化［10］(见图4(a)和(b));图3(c)为构皮纤维形貌，有横节纹，胞腔明显，纤维外壁有透明状胶质膜［10］;图3(d)应为棉纤维，为扁平带状，有天然转曲特征［11］。综上所述，可以判定纸张中存在亚麻、苎麻、构皮及棉纤维。

作为对照，我们先用Arcgis Server发布数据进行测试，预切片估算实现约为43天，切片占用磁盘约40T。显然，虽然读取切片非常快速（一般地，Arcgis Server读取切片仅需数十毫秒），但漫长的预切片时间和庞大的磁盘占用，并不适合此应用场景。

以前曾有学者认为这部大藏经用纸应为藏纸［12］。但是，藏纸的主要原料为瑞香科灌木及狼毒草［13］，而本样品中并未发现此类植物纤维，说明样品原料与传统藏纸原料存在本质差异。前人的研究指出，与藏纸不同，西夏纸的原料一般为大麻、亚麻、苎麻、棉花、构树等［14-15］。武威曾是西夏的政治、经济、文化中心，同时还是重要的交通枢纽和中转站，其承继、延续西夏传统造纸技术似乎也在情理之中。纸张形貌表明，这种纸张相对较厚、无帘纹，应为浇造而成。西藏地区竹材缺乏，不得已采用麻布等为原料，经浇造并用石头磨光，故而纸张较厚可双面书写［16］。这一点与本研究的样品特征颇为类似。据此可推断，本研究的样品原料为当地传统的造纸原料，但融入了藏纸的浇造工艺。

杨海艳等［17］通过模拟实验发现，经过切割的纤维若发生断裂，其断裂处较为整齐，而通常采用的舂捣工艺，易使纤维膨胀而呈球状，经舂捣而发生断裂的纤维的断裂处如扫帚参差不齐。观察样品形貌不难得出，本实验分析的样品纤维既经切割，又经舂捣两重加工(见图4)。

2.2 填料及颜料分析

2.2.1 元素组成

表1为样品的元素组成。由表1可知，纸张中的主要无机元素为钙、硅和铝。其中，钙成分应源自造纸过程中纤维的石灰处理;铝与硅应源自纸张填料——高岭土。所分析的3种颜料皆位于纸张上层，分析时难免受到底层纸张元素的影响，即其较高的钙、硅、铝含量应为干扰所致。分析表明，受到干扰的黑色颜料组成与纸张相近，而这3种元素都不可能呈现黑色，由此推测，该黑色颜料应为有机颜料，仅借助X射线荧光分析无法获得碳元素的信号;除干扰元素外，红色颜料的致色元素应为铁，而银灰色颜料的致色元素应为银。

图3 纸张纤维形态分析

图4 含有加工痕迹的纤维形态

表1 样品的元素组成

银又名白金，自古即为贵重金属。经过磨细加工成为银泥，与金泥同为珍稀金属颜料［18］。唐朝释道世在《法苑珠林…卷二十·千佛篇第五之八结集部》记载:“当依我经本书写庄严，又随诸国所用不同，得传文字者皆可用之，唯除皮骨土书不得传写，自外树叶纸素金宝石铁等。并得用之。……迦叶佛时，震旦国(佛经中称中国为震旦国)之一人书大毗尼藏及修多罗藏，其修多罗经，银纸金书，毗尼律金纸银书”。这段文献表明，自唐代始，我国已经使用金银类材料抄写佛经。

图5为纸张样品的X射线衍射图谱。经检索并结合荧光光谱分析数据得知，纸张中存在高岭土和碳酸钙。高岭土的主要成分为硅铝酸盐(2SiO2·Al2O3·2H2O)。早在北魏时期，高岭土就已用于纸张涂布，以提高纸张白度、平滑度和吸墨性能［16］。古法造纸术中，造纸的纤维类原料需经过沤制、蒸煮、曝晒、清洗、切割和舂捣等工序，去除木素与果胶，提高纤维间的结合力，而煮料通常为石灰水(CaCO3)或草木灰(K2CO3)［16］。由荧光光谱分析可知，纸张样品的无机元素中，钙元素约占60%、钾元素约占10%，据此可推测该纸张样品的煮料为石灰水。需要指出的是，现有的分析难以判明元素钾是源自草木灰还是植物纤维。

图5 X射线衍射测试结果

图6 样品拉曼光谱图

2.2.3 拉曼光谱测试结果

将样品拉曼谱图与标准谱图比对后可以判定:纸张红色边框颜料为赤铁矿(见图6(a))，蓝色染料为靛蓝(见图6(b))，黑色涂敷层为石墨(见图6(c))。赤铁矿和靛蓝都是常用颜料，靛蓝在魏晋时期就已用于纸张染色［19］。

令人感兴趣的是石墨的使用。石墨是天然矿物，我国石墨储备丰富，居世界首位，集中分布于我国东部环太平洋构造带、康滇-龙门大巴-黄陵、祁连山-秦岭-淮阳、天山-阴山以及金沙江-哀牢山等5个成矿地带［20］。古代关于石墨的记载很多，宋朝苏易简在《文房四谱》中提及，《新安郡记》、《西征记》、《括地志》、《广州记》、《水经注》等作品中都有石墨的发现并用于书写的记载［21］，然而，这些记载多集中于魏晋时期，正如晁氏在《墨经》开篇中所云:“古用松烟石墨二种，石墨魏晋之后无闻”［22］。其缘由大抵是石墨较为黏稠，有金属光泽而非纯黑，可塑性和书写的美观性都劣于炭黑类的松烟墨和油烟墨［23］。本研究中发现的石墨是一种涂敷材料，经石墨涂敷的纸张较为黏稠，颜料不易渗透，又具有美观的金属色泽，因而得以大量应用。这一事实表明，魏晋之后，石墨虽不再作为书写材料，但仍以涂敷材料被应用。

早在唐朝，先民已经采用金银材料书写佛经。考虑到金、银材料分别为黄、白色，不宜在黄或白纸上书写，故采用青纸书写［16］。本研究得到的结果与传统记载略有不同，即其银质材料并未直接在靛蓝染色的纸上书写，而是先将石墨涂敷于蓝纸上，再以银色材料书写。这无疑是该佛经的特殊之处。至于古凉州的佛经是否都具有这一特点，尚需大量分析工作和文献证据。