整体提取技术在考古发掘现场文物保护中的应用

刘 欣 河南省文物考古研究院

整体提取技术是一种以文物为中心，将文物连同周边一定范围内的土体一起提取并转移到实验室的方法，也是当前考古发掘现场保护文物的常用手段。现首先概述整体提取技术的适用条件，例如文物极易破碎或者是已经破碎，无法单独提取；文物周边有丰富的历史信息等。其次着重分析了目前常用的几种整体提取方法，如基本提取法、石膏提取法、聚氨酯泡沫提取法等，并简要说明了每种方法的操作步骤。最后从实践出发，对这些整体提取方法进行了综合对比，为考古发掘现场灵活选用整体提取技术，以及切实做好珍贵文物的保护工作提供了一定的参考。

在考古发掘现场做好文物保护工作是第一要务，但是由于年代久远或埋藏环境比较恶劣，文物很容易出现不同程度的损坏，碎片会零散分布在土体中。这种情况必须使用整体提取技术，将文物与周边土体一同提取，然后转移到实验室进行更加专业的处理，从而尽可能详细地获取文物的历史信息，最大程度上复原文物。整体提取技术包括多种文物提取方法，例如石膏提取法、聚氨酯泡沫提取法等，选择合适的整体提取方法对保护文物安全和提高发掘效率有极大的帮助。

整体提取技术的适用条件

文物破碎严重，碎片零散分布

一些材质比较特殊或是埋藏时间较长的文物在出土时已经破损严重，通常多件文物的碎片会掺杂在一起，考古挖掘现场的工作人员无法在短时间内判断这些碎片属于哪件文物。这种情况下，为了后续考古发掘工作顺利开展，同时也出于对文物保护的需要，必须使用整体提取技术，将文物及周边一定范围内的土体一同提取并转移到实验室，再由专业人员使用专业工具，完成文物与土体的剥离，以及碎片的分类，最大程度上复原文物。可见，整体提取技术适用于文物已经破碎且碎片难以单独提取的情况。

文物极易破碎，不能单独提取

文物单独提取的工作量较小，适用于文物体积不大、保存较为完整的情况，但是在考古发掘现场经常会遇到一些极易破碎的文物，如玉器、瓷器或书画等。这类文物如果单独提取，很有可能因为考古现场条件的限制，在发掘过程中对文物造成破坏。为了避免文物被破坏，就需要借助整体提取技术。例如，在文物考古发掘现场，由于土壤含水量较高，一些铁质文物被严重锈蚀，土垢、铁锈与文物容易粘连在一起，给文物的发掘工作带来了很大的难度。如果单独提取文物，采用物理方法强行剔除文物表面的土垢、锈蚀物，容易对文物造成严重破坏。这种情况就需要使用整体提取方法，将文物及土体转移到实验室，然后由专业人士使用专业工具，完成铁质文物的清洗，最大程度上复原和保护文物。

文物周边环境存在丰富的历史信息

规模较大的遗址，其文物周边的土体中也可能埋藏着其他文物，或是存在其他有助于考古研究的历史信息。要想获取这些历史信息，并搞清楚它们之间的关联，就需要考古人员查阅大量的史料，花费大量的时间，而这在考古发掘现场无法完成这些工作。这种情况也会用到整体提取技术，将文物与周边的土体一同提取出来，让考古人员在实验室中有足够的时间和良好的条件展开研究，梳理其中的历史信息，推动考古事业的发展。当然，与文物的单独提取法相比，整体提取法不仅要花费更多的时间，而且成本更高，对人力、技术等也都提出了更高的要求。因此，考古人员要结合现场实际情况决定是否采用整体提取法，在保护文物安全和保证发掘效率的基础上争取做到统筹兼顾。

考古发掘现场整体提取技术的应用

基本提取法的应用

1.清理文物周围的泥土

考古人员以文物为中心，从文物边缘向外延伸5cm，划出开挖的边界线，然后垂直向下开挖，开挖的深度应根据文物的高度来确定，底部土体可适当多保留一些，以得到一个承载文物的土质台基。如果考古挖掘现场的土壤强度较好，也可以改变土质台基的形状，如上宽下窄的倒立梯形，能大幅度减少后续文物与土体分离的工作量。需要注意的是，梯形斜边与台基水平面之间的夹角要大于60°，从而避免出现上部土体坍塌损坏文物的情况发生。

2.文物周边的加固

对土质台基进行临时加固，可以有效避免文物整体提取时土壤散落的问题，这也是保护文物的一种必要措施。常用的加固方式有三种，具体的处理方法各有差异。（1）纱布绷带加固。对于体积较小、重量不大的土质台基，可选择纱布绷带加固。按照自上而下的顺序，从土质台基的上部开始包裹，用力缠绕，直到土质台基的6个面全部被纱布绷带包裹。（2）石膏绷带加固。对于体积较大、重量较小的土质台基，纱布绷带起到的加固效果十分有限，这种情况下可以换用石膏绷带进行加固，裹缠方法与纱布绷带相似。考虑到石膏可能会对露出的文物造成污染，因此需要提前使用聚乙烯薄膜覆盖文物，起到隔离作用，然后再使用石膏绷带进行缠绕、加固[1]。（3）树脂绷带加固。将热熔状态的树脂材料均匀涂刷在土质台基的外部，树脂硬化后，可以对土体产生加固的作用。同时，树脂材料无毒、无污染，不会对文物造成破坏。

3.文物的底切处理

文物的底切处理是文物整体提取工作中的关键，其效果不仅直接决定了后续文物与土体分离的工作量，而且对文物的完整性有一定的影响。事实上，在考古挖掘现场的文物提取工作中，如果底切处理不规范，就会导致土质台基在提取过程中掉落，进而造成文物破损的情况发生。因此，考古人员在整体提取文物时要重点做好底切处理工作。可以挑选一块一侧带刃的金属板，从水平方向切割土质台基的底部，让土质台基与原土体分离，同时还要注意该区域土体的强度，如果强度不够，或是文物尺寸较大，在底切处理后还需要提供刚性支撑，防止在提取过程中因为自重太大而发生应力变形的情况。

4.文物的刚性支撑

选择4块体积相同的木方，分别放置在土质台基的四个角上。注意木方要距离土质台基边缘3～5cm，以保证受力均匀，形成刚性支撑，然后再完成整体提取。

石膏提取法的应用

1.去除文物周围的泥土

考古人员以文物的外边缘为界限，向外延伸5cm后向斜下方开挖，超过文物底部5cm后停止开挖，形成一个倒梯形的土质台基，这样可以避免台基倒塌导致文物受损的情况发生。

2.文物的周边加固

选择2块高度约为5cm的木块，垫在土质台基底部边缘向内3cm处。木块撑起的缝隙用于灌注石膏，起到隔离和保护文物的作用，为下一步进行整体提取创造有利条件。根据土质台基的尺寸，另外选择几块大小合适的木板，固定在土质台基的外侧，形成一个简易的框架。在梯形土质台基的顶部使用石膏绷带进行覆盖，这样可以避免浇筑石膏后石膏与文物直接接触。

3.灌注石膏

准备好足够分量的熟石膏，按照自上而下的顺序，从梯形两侧的木板边缘处进行浇筑，使石膏填满土质台基与木板之间的全部空隙。在进行此项操作时，考古人员应注意观察土质台基的边、角等部位，如果发现有个别区域未填满石膏，还需要使用细铁丝进行疏通，排出空气，让梯形土体被完整地包裹起来。等石膏开始固化后，选择一个平整的木板或金属板，放置在梯形土体的顶部，并用力向下按压，进一步提高石膏的密度，反复按压3～5次，直至石膏完成固化[2]。

4.底切处理与翻转

在石膏完全固化后，就可以开始进行梯形土体的底切处理。将梯形土体翻转180°，即有文物的一面朝下，土质台基的底部朝上，此时两侧的木板和金属板可以起到支撑和保护文物的作用。考古人员用金属铲子沿着木质框架的内部，将石膏与木质框架分离，待完全分离后，就会得到被石膏包裹的文物，从而完成对文物的整体提取。

套箱提取法的应用

该方法的前两步与石膏提取法类似，首先要清理文物周边的泥土，得到一个规整的矩形土质台基；其次选用两块木板分别固定在土体两侧，使用绷带进行绑扎、固定；最后要进行底切处理，由于文物的尺寸不一、土体的重量不同，因此选用的底切处理方式也不同。对于尺寸较小、土体重量较轻的土质台基，考古人员可以使用一侧带刃的薄金属板，从水平方向切割土质台基的底部，让台基与原土体分离，从而完成提取；对于尺寸较大、土体较重的土质台基，如果底切处理后直接进行提取，容易因为土体挤压变形破坏文物，或者是因为土体散落损坏文物，此时需要使用“掏空插板法”进行提取。具体操作方法为：首先使用工具从木质边框的下方掏槽，得到若干高度为3cm且贯穿土质台基的细长空隙；其次选择一个尺寸略小于空隙的长木块，插入空隙中，同时使木块的两端超出土质台基边缘3～5cm，用铁丝将木块连接、固定；最后对木块施加作用力完成整体提取。利用木块的支撑和加固作用，可以让土质台基的重力得到均匀分布，从而避免因为受力过于集中而挤压破坏文物的情况发生。

聚氨酯泡沫提取法的应用

随着新技术、新材料的日益成熟，考古发掘现场文物保护中的整体提取法也得到了创新发展，聚氨酯泡沫提取法就是近年来兴起的一种新型文物提取技术。在提取过程中会使用两种基本材料：一种是“白料”，主要成分是聚醚多元醇；另一种是“黑料”，主要成分为异氰酸酯[3]。在应用该提取法前需要将两种材料按照1:1的比例充分拌匀，一段时间后两种材料会发生化学反应并生成大量泡沫，从而将文物包裹起来。待泡沫固化后，考古人员只需要取出聚氨酯泡沫，就可以实现文物的整体提取。

聚氨酯泡沫提取法的操作步骤与上文介绍的前两种方法类似，大致可分为4步：第一步仍然是清理文物周边的泥土，操作方法同上；第二步是简单加固文物，方便材料发泡，加固方法与石膏提取法中的加固处理基本相同，不同点在于本方法需要增加木质框架与土质台基之间的缝隙宽度，通常要达到15cm左右，预留出足够的发泡空间，保证泡沫能够完全包裹住文物；第三步是进行双层隔离，内层为聚乙烯薄膜，外层为铝箔，确认密封良好后，将准备好的材料混合后倒入预留的缝隙中，要注意合理控制材料的用量，在25℃的环境中只需要10min即可完成发泡固化；第四步是由考古人员用金属铲沿着木质框架的内侧，分离木质框架和聚氨酯泡沫，在完全分离后整体提取文物[4]。

常用整体提取方法的综合对比

本文介绍了考古发掘现场文物保护常用的4种整体提取方法，每一种方法的操作要点、适用范围各不相同。

1.基本提取法是现阶段考古发掘现场文物提取中最常用、操作也最简单的方法，适用于土体强度较好，文物尺寸不是太大的情况。相反，如果考古挖掘区域的土壤含水量较高，土壤刚度较差，或者文物本身的尺寸较大，就不宜选择基本提取法。另外，该方法除了操作简单外，还不需要借助其他提取材料（如石膏、树脂等），大大降低了技术成本。

2.石膏提取法的操作步骤比基本提取法复杂，适用于土壤结构较差或土壤强度不高的情况。利用石膏进行加固可以对文物及其周围的土体起到很好的保护作用，确保文物能够被整体提取。但是该方法也有一定的缺陷，例如需要使用石膏作为辅助材料，增加了成本；同时，石膏的填充效果也会对整体提取产生影响，对操作技术有较高的要求。另外，该方法适合尺寸较小的文物的整体提取，如果是尺寸较大的文物，则不适合选用该方法。

3.套箱提取法的操作难度不高，同时还能利用木板组成的套箱对土质台基进行侧向加固，避免土质台基在提取过程中出现土壤掉落的情况，从而对文物形成了有效的保护。该方法适用于尺寸较大、土体较重的文物。套箱提取法没有明显的缺点，但是对套箱的连接处理有较高的要求。两侧加固板和底部刚性支撑板必须连接牢固，经检查确认没有问题后方可进行整体提取[5]。

4.聚氨酯泡沫提取法作为一种新型的整体提取方法具有诸多优点，例如适用范围广，既可用于正常土体的文物提取，也可用于不良土质的文物的提取；同时具有安全性高和自重轻等特点，无论是大型文物还是小型文物，均可使用该方法完成整体提取。该方法没有明显缺陷，唯一需要注意的是聚氨酯可能会对文物造成污损，因此在添加材料之前必须使用聚乙烯薄膜和铝箔对文物进行双层隔离。

文物提取是考古发掘的重要步骤之一，要在保证文物完整性与安全性的前提下，最大程度地保留文物周边环境中丰富的历史信息，从而为文物的考古研究提供帮助。整体提取技术可以将文物及周边一定范围内的土体同时取出，将其从考古发掘现场转移到实验室，做进一步的剥离处理，让文物得到妥善、专业的保管。目前应用较为广泛且技术比较成熟的整体提取方法有基本提取法、石膏提取法、套箱提取法、聚氨酯泡沫提取法四种。这些整体提取技术的适用范围、操作步骤各不相同，需要考古人员在深入了解各种整体提取方法的前提下，根据考古发掘现场的实际情况以及文物保护的需要，灵活选择恰当的整体提取方法。只有这样，才能在切实保护文物安全的前提下，以更快的效率完成文物的提取。