四川平武报恩寺万佛阁彩塑制作工艺分析*

惠任～ 冯圆媛 路智勇 傅倩丽 王展

（1.西北大学文化遗产学院；2.清华大学建筑学院；

3.中国砖石质文物保护国家文物局重点科研基地；4.西北大学 国家教育部重点实验室；5.陕西省考古研究院；6.秦始皇兵马俑博物馆；7.陕西省文物保护修复研究院）

平武报恩寺，全称为“敕修报恩寺”，位于四川省绵阳市平武县东北角，占地27800余平方米，建筑面积约3500平方米[1]，1996年被国务院公布为全国重点文物保护单位。平武报恩寺是我国保存最完整的明代古建筑群之一，为研究明代建筑的结构形制及艺术风格提供了重要实物资料。万佛阁位于报恩寺建筑群中轴末端，坐西向东，分上下二层。阁内一层有彩塑13尊，共计104.71m3，其中殿内正中供有佛祖说法彩塑一组11尊（主佛释迦牟尼和两侧“十大弟子”），主佛前还有2尊高大彩塑，为明代王玺、王鉴父子之像。经初步勘察，万佛阁彩塑存在颜料层脱落、地仗层脱落、裂隙、灰尘覆盖等病害，整体保存状况尚可；其主体结构为明代所制，色彩鲜艳、形象生动、姿态各异，工艺技法在四川地区具有一定代表性。本文利用3D超景深显微分析、偏光显微分析、扫描电镜能谱分析、拉曼光谱分析、X射线衍射分析等多种科学分析手段，对万佛阁内一层13尊彩塑的材质及工艺进行深入研究（图一、二；表一），为进一步探寻万佛阁彩塑的文物价值，了解其病害的形成机理，以及为后期彩塑的保护修复奠定基础。

一、样品与仪器

（一）样品

根据文物保护不改变原状和最少干预原则，对13尊彩塑进行分层采样。主要采用拾取法和粘取法对报恩寺万佛阁一层13 尊彩塑身上黑、白、黄、红、绿、蓝6种主要色系的颜料，和白粉层、白灰层、细泥层、粗泥层进行取样，选取其中12个典型样品进行综合分析。同时还取了少量当地土壤样品进行对比研究。样品详细信息见表二。号为KH-7700；金属卤素冷光源， 100倍下观察，201万动态像素。偏光显微镜为德国徕卡公司生产，型号为Leica DMLSP；使用Leica Wild体视显微镜辅助分离样品；单偏光、正交偏光500倍下观察。扫描电镜能谱仪为捷克TESCAN公司生产，型号为VEGA 3 XM；配美国伊达克斯公司Genesis 2000XMX型X射线能谱仪；使用钨灯丝电子枪，二次电子或背散射探头，500-1000倍下观察，分析电压为10-20kV。拉曼光谱分析仪为英国Renishaw公司生产，型号为invia；配备有Leica显微镜。氩离子激光器，激发光波长为514nm，物镜放大倍数为50、100倍，信息采集时间为10s，累加次数2～5次。X射线衍射仪为日本理学株式会社生产，型号为 SmartLab 9kw智能型；铜靶（Cu），D/teX Ultra探测器；狭缝IS=1mm，RS=1mm；电压为45kV ；电流为200mA。激光粒度仪为中国百特公司生产，型号为Bettersize2000LD；样品折射率为1.630-

图一 万佛阁一层彩塑分布图（文物编号为22-34）

图二 万佛阁一层彩塑分布示意图

（二）仪器

3D超景深显微镜为日本浩视公司生产，型0.100i；使用介质为水；介质折射率为1.333；分析模式为2.35-通用；分布类型为体积分布。

表一 万佛阁彩塑信息表

表二 万佛阁彩塑取样表

二、结果与讨论

（一）彩塑制作结构

依据万佛阁彩塑前期勘察结果，并结合前人对历代壁画彩塑的研究成果[2～4]，推断彩塑主要制作结构为：木骨架—草胎—泥质地仗—灰层—白粉层—颜料层。首先以木质框架做骨架，然后在其上缠以草绳并加草胎对木质骨架进行保护，同时起到增大黏土附着力的作用以方便挂泥[5]。地仗以夹大量稻草的粗泥打底塑形，然后依次覆盖含少量稻草的细泥和掺有棉花的灰层，最后涂刷白粉层并在其上绘制颜料层。万佛阁一层彩塑共13尊，其建造年代相同，制作工艺相仿。根据少干预的文物保护原则，从部分彩塑残损处探入内窥镜可看到内部大致的基本结构，其木骨架为楠木材质，性能良好，不易因腐朽变形而影响彩塑稳定性[6]，木骨架周围覆有草胎。以13号彩塑为例，绘制出示意图（图三）。

图三 万佛阁彩塑结构组图

表三 万佛阁彩塑颜料激光拉曼分析结果

（二）彩塑制作材质

1.颜料层分析

取万佛阁一层彩塑的黑色、白色、红色、粉色、蓝色、黄色、绿色9个样品分别进行偏光显微分析及激光拉曼分析，分析结果见图四和表三。

结果显示，黑色颜料成分为炭黑，白色颜料成分为石膏夹石英，红色颜料成分为朱砂，粉色颜料为朱砂与石英调制而成，黄色颜料为铁黄，绿色颜料为人造绿铜矿，12、13号彩塑上的蓝色颜料为现代染料酞菁蓝，推测12、13号彩塑有后人补绘痕迹。

2.白粉层分析

使用扫描电镜能谱分析，白粉层所含主要元素为 C、O、S、Al、Si、Na、Mg、K、Ca，其中S和Ca元素含量较高（图五）。

进一步使用X射线衍射分析，发现白粉层中含有石英、钠长石、伊利石、斜绿泥石、石膏和草酸钙石等主要矿物（图六）。由于石膏是一种自然界分布较广的白色矿石，在我国石窟壁画、建筑壁画和墓葬壁画的颜料层和白粉层中极为常见[7，8]，所以判断报恩寺万佛阁彩塑白粉层中的主要成分为石膏，其他成分来源于伴生杂质和下层地仗土。

图五 万佛阁彩塑白粉层SEM能谱分析结果

图六 万佛阁彩塑白粉层XRD分析结果

图七 万佛阁彩塑地仗灰层SEM能谱分析结果

图八 万佛阁彩塑地仗灰层XRD分析结果

图九 灰层纤维超景深照片100×分析结果

图一〇 灰层纤维SEM照片1000×分析结果

3.地仗层分析

（1）成分分析

灰层：由肉眼看，万佛阁彩塑地仗表面灰层厚度为3～5mm，为青灰色，内加白色、细长、柔软植物纤维。扫描电镜能谱分析灰层内含C、O、Fe、Al、Si、Na、Mg、K 等元素，其中Al、Si含量较高（图七）；X射线衍射分析发现其主要物相组成为石英、白云母、钙长石和斜绿泥石等，由于斜绿泥石的存在，使得灰层显青灰色（图八）；显微观察内含植物纤维具有天然扭转，横截面呈不规则腰圆形，并含有中腔，有老化现象（图九、一〇），与现代棉纤维样品纤维结构相似，符合棉纤维的显微形态特征（图一一）。棉是中国古代壁画白灰地仗中常用的天然植物纤维，起到加固地仗、防止其收缩开裂的作用。

图一一 现代棉纤维SEM照片1000×

图一二 万佛阁彩塑地仗泥层SEM能谱分析结果

图一三 万佛阁彩塑地仗泥层XRD分析结果

图一四 泥层纤维超景深照片100×

图一五 泥层纤维SEM照片1000×

图一六 稻草纤维SEM照片1000×

图一七 平武当地土SEM能谱分析结果

图一八 平武当地土XRD分析结果

泥层：泥层分细泥层和粗泥层上下两部分，前者较细腻，内夹杂少量较粗植物纤维，后者颗粒稍大，内含纤维较多。经扫描电镜能谱分析，两层泥质地仗元素组成基本一致，且与灰层主要元素相同（图一二）； X射线衍射仪分析发现两泥层的主要物相组成为石英、白云母、钠长石、绿泥石等（图一三）；显微观察内夹杂纤维细胞一般都为细且短，两端多呈尖削状，胞腔较小，壁上有纹孔（也有无纹孔）和节纹（图一四、一五），形态与典型的稻草结构一致（图一六）[9]。

为了进一步探寻地仗成分来源，我们在平武当地（南山坡）采集了一些深埋泥土进行成分对比研究（图一七、一八）。从分析结果来看，当地土的元素和物相组成和报恩寺彩塑地仗成分极为相似，由石英、长石、白云母等矿物组成，为今后筛选彩塑填补、灌浆等修复用材奠定了前期研究基础。

图一九 万佛阁彩塑地仗层白灰层粒度成分图

图二〇 万佛阁彩塑地仗层细泥层粒度成分图

图二一 万佛阁彩塑地仗粗泥层粒度成分图

图二二 报恩寺当地土粒度成分图

（2）粒度分析

为探究地仗各层成分的粒径分布，用激光粒度仪分别对当地土样品、粗泥层样品（WFG-7CS-DZ）、细泥层样品（WFG-13CS-DZ）、白灰层样 品（WFG-12CSDZ）进行测试。分析结果按照我国常用粒组分类进行统计，详见图一九、二〇、二一、二二和表四。

分析结果显示，灰层的粒径主要分布于0.0007～0.8mm的范围内，涵盖了黏粒组、粉粒组（细粒组）和砂粒组（粗粒组），其中粉粒组和黏粒组占58.23%，砂粒组占41.77%，中值粒径为0.05mm。细泥层、粗泥层和当地土三者粒径区间分布大体相同，粒径均在0.0005-0.3mm的范围内，涵盖了各级粉粒组和细砂组；从数据上看，泥层粒径比灰层更细，94%以上为细粒组，中值粒径为0.01 mm，其中当地土最细，细泥和粗泥次之；结合成分分析结果，细泥层与粗泥层土质相似，虽与当地土之间存在微小差异（与采样部位和随机性有关），但总体上可以判断源于就地取材。

由于细泥层和粗泥层中混有稻草，为测其稻草的占比又对样品进行了筛分称重，得出粗泥层样品中稻草含量为18.77%，细泥层样品中稻草含量为3.27%，结合粒度分析和成分分析，说明粗泥层和细泥层土质相似，仅稻草含量较高。

表四 地仗颗粒级配统计表（W%）

三、结论

报恩寺壁画彩塑制作精良，是不可多得的明代艺术佳作，有着珍贵的文物价值和社会、文化价值。本文通过现状勘察和仪器分析，对报恩寺万佛阁一层彩塑的制作材质和工艺进行了综合研究，得出以下结论：

（1）彩塑制作结构：从内至外依次为木质骨架—草胎—泥质地仗—灰层—白粉层—颜料层。

（2）彩塑制作材质：①颜料层使用了黑、白、黄、红、绿、蓝6种主要色系的颜料，其中黑色为炭黑，白色为石膏夹石英，红色为朱砂，粉色为朱砂夹石英，黄色为铁黄，绿色为人造绿铜矿；12、13号彩塑上的蓝色颜料为现代染料酞菁蓝，判断12、13号彩塑有后人补绘痕迹。②白粉层主要成分为石膏。③灰层主要成分为石英、白云母、钙长石和斜绿泥石等，由于斜绿泥石的存在导致灰层成青灰色；加筋材料为棉。④泥质地仗分粗细两层，主要成分为石英、白云母、钠长石、绿泥石等；粗泥层含有较多的稻草纤维；泥质地仗与当地土的成分及粒径分布相似，判断其为就地取材。

[1]向远木.四川平武明报恩寺勘察报告[J].文物，1991(4)：1-19+97-99.

[2]赵林毅,李燕飞,于宗仁,李最雄. 丝绸之路石窟壁画地仗制作材料及工艺分析[J].敦煌研究，2005(4)：75-82.

[3]李燕飞，王旭，赵林毅，范宇权，傅鹏，李波，杨韬.山西介休后土庙彩塑的制作材料及工艺分析[J].敦煌研究，2007(5)：54-58+118.

[4]邵永梅.一尊彩绘泥塑侍女像的制作工艺浅析[J].文博，2016(4)：97-104.

[5]杨秋颖.古寺庙彩绘泥塑宗教造像传统工艺研究体系探讨[J].文博，2015(4)：48-55.

[6]马赞峰,等.温州博物馆馆藏北宋白象塔彩塑制作材料、工艺及病害分析研究[J].敦煌研究，2002(5).

[7]R.J.Gettens. The Materials in the Wall Paintings of Bamiyan[J]. Afghanistan, Technical Studies, Vol.6,1938.

[8]于宗仁，赵林毅，李燕飞，李最雄.马蹄寺、天梯山和炳林寺石窟壁画颜料分析[J].敦煌研究，2005(4).

[9]胡可佳.陕西安康紫阳北五省会馆壁画制作工艺及材质分析研究[D].西北大学硕士论文，2013.