重庆钓鱼城遗址悬空卧佛彩绘颜料初步分析

2020-04-06姜凯云孙延忠张志霞

文物保护与考古科学 2020年1期

姜凯云，孙延忠，张志霞

(1．中国文化遗产研究院，北京 100029； 2．重庆钓鱼城研究院，重庆 401520)

0 引言

钓鱼城遗址是宋、元时期的古战场，是见证宋蒙(元)战争奇迹的军事要塞，于1996年被评为第四批全国重点文物保护单位。悬空卧佛就开凿在钓鱼城一处学称“崖隙”的内凹崖壁之上，悬空而卧，背倚山石，面临绝壁，由岩上伸出的巨石形成一个天然的“殿堂”——崖檐。距半山石崖开凿的栈道地表2 m，身下为一道高0.3～0.6 m，深为3～5 m，且贯通了整个崖壁的缝穴。整个造像身长11 m，肩宽2.2 m，着双领下垂袈裟，头为高肉髻，两耳间距1.8 m，赤足，双脚宽1.2 m。它背北面南，头西脚东，袒胸露肌，面形丰满，双眼微眯，端庄慈祥，情态自然[1]，是一幅构图严谨，比例均称的“释迦涅盘圣迹图”，为国内罕见的卧佛造像(图1)。

悬空卧佛面临嘉陵江，雾气较大，常年湿度较高，导致彩绘颜料层出现严重的粉化、剥落、起甲、空鼓等病害，不利于其安全保存。因保护修复工程需要，本研究利用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪、拉曼光谱仪分析其彩绘颜料成分、剖面结构等。本研究成果以期填补钓鱼城悬空卧佛研究的空白，同时为修复工作的开展提供科学依据。

图1 悬空卧佛全景照片

1 实验样品与方法

1．1 分析内容与样品

彩绘样品均取自悬空卧佛彩绘脱落与起甲处，样品介绍与取样位置分别见表1与图2。本研究包括两方面：1)多层彩绘颜料层的显微结构，重点针对剖面结构、历史妆彩进行观察；2)颜料层的矿物组成与化学成分分析，重点针对彩绘颜料成分与种类进行检测。

表1 样品介绍

图2 取样位置

1．2 分析检测方法

1) 显微镜观察分析：Leica DM 4000M金相显微镜。

2) 激光显微共聚焦拉曼光谱分析：法国JYBIN YVON公司生产的XploRA拉曼光谱仪。在室温、暗室条件下，采用785 nm、638 nm、532 nm三个激光器。OLYMPUS BX-41显微镜，配有10×、20×、50×长焦，100×镜头。信号采集时间为5～10 s。累加次数5～8次，采用单晶硅片校准，光谱测试范围2 000～100 cm-1。

3) X射线荧光(XRF)光谱分析：日本岛津EDX-800HS型能量散射X射线荧光分析仪，分析了样品的元素组成，测试条件为铑靶(Rh)X光管，电压Ti-U 50 kV，Na-Sc 15 kV，真空环境测试，测试时间200 s。

4) X射线衍射(XRD)分析：日本理学RINT2000 X射线衍射仪，铜靶，狭缝DS=SS=1°，RS=0．15 mm，电压40 kV，电流40 mA。

5) 扫描电镜-能谱(SEM-EDS)分析：日本Hitachi公司生产的3 600 N扫描电镜，工作电压20 kV；能谱仪为EDAX公司生产的Genesls 2000；测试前样品表面喷金(测试金含量的样品未喷金)。

2 结果与讨论

2．1 剖面观察研究

利用显微分析多层彩绘样品的层次结构，如图3与表2所示。从图中可以清晰看出：1)该卧佛的彩绘颜料饱和度不高，最上层的颜料颗粒比较松散，可能与表面风化有关；2)颜料层无底层且有明显的叠加现象，推测历史上曾对卧佛进行过修复或妆彩；3)彩绘颜料层至少有三层，红色多为底色层，蓝色、青色、绿色或白色一般为第二或第三层，说明历史上重绘时并无过多考究；4)局部有贴金层，贴金层下面为红色颜料。

2．2 彩绘颜料分析结果

2．2．1矿物组成分析采用XRD分析与拉曼光谱对样品DYC-WF-K3、DYC-WF-K5、DYC-WF-K6、DYC-WF-K8、DYC-WF-K9、DYC-WF-K10进行分析，结果见表3和图4，部分拉曼光谱见图5，与文献[2-7]和在线矿物谱库[8]中的标准谱图对比，可确定物相。红色颜料为两种：一种是铁红，一种是铅丹；蓝色颜料为群青；绿色颜料为碱式氯化铜；青色颜料为墨绿砷铜矿；白色为硫酸铅；局部有贴金层。

图3 多层彩绘样品显微照片

表2多层样品剖面显微分析

Table2Microscopic result of multi-layer samples

样品编号剖面颜料层观察结果DYC-WF-K1三层,依次为青色、蓝色、红色,青色层厚约42～136 μm,蓝色层厚约30～67 μm,红色层厚约10～15 μmDYC-WF-K2两层,依次为蓝色、红色,蓝色层厚约14～122 μm,红色层厚约35～92 μmDYC-WF-K4两层,依次为红色、白色,红色层厚约12～28 μm,白色层厚约213～318 μmDYC-WF-K6两层,金箔层厚约136～182 μm,红色层厚约208～336 μmDYC-WF-K7两层,依次为绿色、红色,绿色层厚约245～300 μm,红色层厚约20～47 μm

表3 矿物成分分析结果

图4 XRD分析结果

图5 彩绘颜料拉曼光谱图

2．2．2化学成分分析为进一步了解悬空卧佛彩绘颜料层的化学元素组成，对其进行XRF检测分析，分析数据见表4。红色颜料显色成分为Fe、Pb元素的化合物；蓝色颜料显色成分为Na、Al、Si的化合物；青色颜料显色成分为Cu、As的化合物；绿色颜料显色成分为Cu、Cl的化合物；白色颜料显色成分为Pb的化合物。与上述矿物组成结果一致。

为进一步验证分析结果，采用扫描电镜对彩绘样品进行能谱分析。由于样品分层现象比较明显，为研究不同元素在各层的分布情况，分别对不同颜料层进行分析，分析结果见表5。

以多层样品DYC-WF-K1为例，红色颜料层主要成分均为含Fe化合物，蓝色颜料层主要成分为Na、Al、Si等元素，青色颜料层主要成分为Cu、As元素，其颜料层元素分析结果与上述相同颜色的单层彩绘样品的主要显示元素分析结果一致。绿色颜料层以DYC-WF-K7、DYC-WF-K9为例，其主要成分为Cu、Cl的化合物。白色颜料层以DYC-WF-K4、DYC-WF-K5为例，主要成分为含Pb、S的化合物。贴金层以DYC-WF-K6为例，金箔主要为Au元素，其下的红色颜料层为Pb的化合物。由于卧佛本身金箔面积较小，且剥落严重，贴金层目前现存小部分还依稀能辨认出其位置所在。通过对采取样品SEM-EDS分析，探测出Au元素含量很高。

表4 XRF分析结果

表5 SEM-EDS分析结果

2．3 彩绘颜料与历史重绘

2．3．1彩绘颜料悬空卧佛所用红色颜料层以铁红为主，铅丹见于袈裟衣领处金箔层下，说明重新贴金前未去除，应是脱落后残留；蓝色颜料多用于发髻处，腿部纹饰零星存在；绿色颜料层多用于底部祥云、两腿衣摆及袈裟点缀；青色颜料层多用于袈裟纹饰、飘带点缀、底部祥云处；白色多用于袈裟与底部祥云纹饰。

群青[Na(6-8)Al6Si6O24S(2-4)]有天然和合成两种，前者是指青金石矿物加工的颜料，后者是指用化合物合成的工业产品，于20世纪30年代在欧美地区大量生产，并被广泛应用于绘画作品。晚清时期，群青作为颜料传入我国，直至1927年国内才有自产合成群青的出现[9]。蓝色样品取自发髻处，历史上为了表达佛造像的庄严和神圣，一般发髻多为蓝色彩绘，符合佛教造像妆彩规律。同时，对比悬空卧佛1987年老照片，可判断蓝色修补层为后期妆彩时所用。据此，可以判定悬空卧佛最近一次重绘的最早时间不应早于群青在中国的使用年代，由于无历史文献记载，目前还不能很好的说明。

墨绿砷铜矿[Cu5(AsO4)2(OH)4]常见于铜矿床的氧化带中，是在高温多雨的亚热带气候条件和酸性淋滤作用下形成的次生矿物。这是一种较为稀少的次生矿物，与之共生的矿物有羟砷铜石、橄榄铜矿和光线石，伴生矿物有针铁矿、孔雀石、硅孔雀石和蓝铜矿等[4]。墨绿砷铜矿最早于1847年发现于英国的康瓦尔矿区。1984年，研究者首次在我国广西德保矽卡岩型铜—锡矿床氧化带中发现该矿物[10]。笔者在云南省丽江市白沙镇大定阁壁画的分析中也发现此种颜料的使用[4]。

2．3．2历史重绘悬空卧佛自塑像之初至今，可能经过多次妆彩，由剖面显微观察，可确定至少有过两次。红色彩绘颜料层多数位于最底层，且直接绘制于石质胎体上。腿部青色多层样品从表面到胎体分别为青色—蓝色—红色—胎体；膝盖上部蓝色多层样品从表面到胎体分别为蓝色—红色—胎体；膝盖处绿色多层样品从表面到胎体分别为绿色—红色—胎体；红色多层样品从表面到胎体为红色—白色—胎体；金层样品从表面到胎体为金箔—红色—胎体。