上海博物馆馆藏明代《清明上河图》无损检测

裔传臻　褚昊　徐文娟

摘 要：上海博物馆馆藏明代《清明上河图》入藏时存在装裱脱落、画意缺失、折裂脏污等病害。为了更好地进行修复工作，使文物恢复原貌并收藏展示，上海博物馆运用视频显微镜、X射线荧光光谱仪（XRF）、广域X射线荧光扫描成像仪（Macro-XRF）和拉曼光谱四种无损检测手段，对画心绢本和部分颜料进行了检测分析。结果表明，《清明上河图》绢本画心用绢组织结构紧密，使用朱砂、石青、石绿等传统颜料绘制，并揭示了画心背面涂白的绘画技法。

关键词：《清明上河图》；无损检测；视频显微镜；XRF；Macro-XRF；拉曼光谱

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2023.07.010

上海博物馆馆藏明代《清明上河图》是以故宫博物院院藏北宋张择端《清明上河图》卷为蓝本，于明代晚期在江苏苏州一带完成的商品画。用笔兼工带写，设色清雅，采用鸟瞰式全景法构图，再现了当时社会大众的生活面貌。由于该卷书画存在装裱脱落缺失、折裂脏污、画意缺损、钤印模糊等病害，急需进行修复重裱。在修复工作前期，利用多种无损检测手段对《清明上河图》的部分绘画颜料和画心绢本进行了检测分析，并在此基础上经过“洗、揭、补、托、全”的修复工序，使画卷恢复原貌，重现华彩。

1 《清明上河图》及保存现状

在现藏于北京故宫博物院北宋张择端的宋本以外，还存世有数量较大的《清明上河图》，其中最多、最常见的便是绢本青绿设色、风格近仇英的作品，通常被归入“苏州片”的范畴，也有称为“通行版本”的①。上海博物馆所藏的便属于后者。该版本的《清明上河图》在明中期直至清末甚至民国间广为流传，数量惊人，仅藏于全球各大博物馆和其他收藏机构中的已逾百幅，私人藏家手中的更不可胜计②。这一版本画卷的传播也使得涉及《清明上河图》的文献从明中期以后开始爆发性增长。单国霖先生于2020年编著出版的《张择端、仇英〈清明上河图〉释惑解读》，以大量史料为依据对宋张择端《清明上河图》和仇英《清明上河图》（辛丑本）进行了考订，对在美术史中存在的许多重要问题、《清明上河图》的艺术价值和历史意义进行了梳理和认识③。

上海博物馆所藏的仿摹本，画心横666.5cm，纵29.5cm，原以绫镶纸包边手卷形式装裱，入藏时存在装裱脱落缺失、画面有大量折裂脏污、画意缺损、钤印模糊等病害，急待修复。为了达到更好的修复和展示效果，为文物保护和书画研究提供依据，在修复工作前期利用视频显微镜、X射线荧光光谱仪（XRF）、广域X射线荧光扫描成像仪（Macro-XRF）和拉曼光谱仪对书画画心、书画颜料、绢本材料等进行了无损分析。

2 书画无损分析

无损分析技术能在不损伤文物本体的前提下，观察和分析文物的组成、结构等信息，进而为研究文物的制作工艺、病害、老化状况等提供信息。随着现代科技方法和手段的不断进步，能够应用于文物上的无损和原位分析技术越来越多，仪器操作逐渐简化，获得的信息也越来越丰富和准确，其中视频显微镜和XRF已经成为最常用的文物无损分析方法。

2.1 视频显微镜

使用日本Keyence公司VHX-5000型超景深三维显微系统，配备2m长的光纤和定焦环，手持镜头放大倍数为20～200倍可调，选择合适的倍数直接对书画表面进行显微观察。

2.2 XRF和Macro-XRF

使用德国Bruker公司Tracer 5i型便携式XRF和CRONO成像光谱仪对书画上部分颜料元素进行无损测定。前者的测试光斑大小约为3mm，可以对文物表面需要检测的部位进行测定，检测时可直接手持使用，也可以使用三脚架固定仪器进行检测（图1）。本次检测所使用的测试电压为40kV、电流为20mA、测试时间为30s。后者可以对文物上平整区域进行较大面积快速的元素成像扫描，最大扫描范围可达600mm×450mm，本次检测中的测试为电压50kV、电流200μA，扫描的画面面积为272mm×425mm（图2）。

2.3 拉曼光谱仪

使用Renishaw Invia Reflex显微共聚焦激光拉曼光谱仪对文物部分颜料进行测定。由于文物面积较大，无法直接在样品台下进行检测，因此使用配有50倍长焦镜头的光纤探头对书画进行原位检测（图3），激发波长为532nm和785nm，曝光时间和激发能量根据光谱信号强弱调整。

3 结果与讨论

3.1 显微观察

视频显微镜能够帮助我们更好地观察文物表面显微形态，包括颜料形态、绘画技法细节和局部的病害情况等。目前超景深显微镜已被大量应用于各类文物表面的显微观察，不仅能够用于一般的平面类文物，使用超景深功能进行3D合成也能观察青铜器、陶瓷等立体文物，结合手持式显微镜头和光纤还能用于各类大型文物表面的显微观察。

本次检测中主要使用视频显微镜对《清明上河图》的画心绢本织物、颜料形态和绘画细节进行了观察，为修复材料的挑选和修复工作提供信息。绢本书画修复时，需要选配到合适的补绢材料，最理想的是質地、厚度、经纬密度、纹理、光泽等各方面与画心用绢相近的绢料④。通过视频显微镜观察和对比原画心绢本织物与备选的补绢材料，选取了质地结构最为接近的补绢进行后续修补工作。图4为原画心绢本放大50倍时的显微照片，可以观察到该件文物原画心用绢组织结构较为紧密。图5为修补后补绢和原画心绢本接口处50倍的显微照片，选取的补绢与原画心绢本非常接近，修补效果很好。图6为画面中一位蓝色人物20倍显微照片，能够观察到人物脸部五官以及衣物等绘画笔触和细节，对于后续修复接笔和研究有参考价值。图7为该蓝色人物放大200倍后的显微照片，能观察到明显的矿物颜料颗粒和部分颜料脱落的现象。

3.2 画心颜料分析

XRF是一种无损的元素分析手段，利用高能X射线激发待测样品的特征荧光，从而进行物质的元素成分分析，适用于检测各类无机质文物，如青铜、陶瓷和石质类文物等。便携式仪器的出现也使得大型文物和考古现场检测变得越来越便捷。对于书画文物而言，XRF主要用于矿物颜料的测定，如对于朱砂和铅丹这两种颜色相近的红色颜料，朱砂的主要元素为Hg，而铅丹的主要元素为Pb，使用XRF能够迅速分辨这两种颜料。而对于只含有C、H、O元素的动植物类有机颜料，XRF的检测结果也可作为一种反证。

拉曼光谱是一种散射光谱，能够对分子结构进行分析，其检测结果可以与XRF互相补充和印证，解决一些含有相同致色元素、颜色相近、分子结构不同的颜料分辨问题。如传统石青颜料和现代酞菁蓝颜料都是呈蓝色，且颜色相似，两者也都含有Cu元素，但分子结构不同，可以利用拉曼光谱来分辨这两种颜料。目前拉曼光谱仪也被广泛应用于各类文物的分析检测中⑤，并且已有常用礦物颜料的拉曼光谱数据库可供参考⑥。

《清明上河图》部分颜料的XRF检测结果显示：红色颜料的主要元素为Hg和S元素，蓝色和绿色颜料为Cu元素，白色颜料为Pb元素，棕色颜料为Fe元素，推测分别为朱砂、石青、石绿、铅白和赭石颜料。拉曼光谱的部分检测结果也印证了这一推测：红色颜料的拉曼光谱特征峰（图8）为257cm-1、346cm-1，绿色颜料的拉曼光谱特征峰（图9）为251cm-1、404cm-1、1099cm-1、1580cm-1，与拉曼标准数据库对比，分别为朱砂和石绿。

Macro-XRF在XRF的基础上，通过逐点扫描待测区域并对数据进行成像处理，能一次性获取颜色复杂的文物多种元素分布的图像信息，有助于对文物进行整体了解同时避免点分析技术可能出现的遗漏。近几年来随着技术的发展，实验室X射线源及探测器技术的进步使得实验室MA-XRF装置和成熟的商用设备陆续研发并成功应用于多种类型的文物研究中⑦。图10为扫描的画心部分，画面主要为一座拱桥和各色人物。图11为原画心部分与Cu、Pb、Hg元素分布图叠加后的效果图，可以直观地反映出画面中红色、蓝色、绿色、白色衣服颜料的主要元素构成，分别是朱砂颜料的Hg元素、石青和石绿颜料的Cu元素以及铅白的Pb元素。值得注意的是，这一画面中的拱桥是由铅白在画心背部进行打底的，因此整座桥面都显示有Pb元素的分布，而这一特殊绘画技法只有在揭裱之后才能从画心背面观察到。

4 结论

通过视频显微镜、XRF、Macro-XRF和拉曼光谱这四种无损检测手段，对上海博物馆馆藏明代《清明上河图》进行了无损分析。该《清明上河图》画心用绢组织结构紧密，通过视频显微镜放大观察和比较，选取了合适的补绢进行修补，修复效果良好。画心颜料使用了朱砂、石青、石绿、赭石等传统颜料绘制。使用Macro-XRF扫描成像仪对画心局部进行了元素分布扫描，成像结果直观地反映了颜料使用和分布情况，同时也揭示了画中的特殊绘画技法，即在画心背面涂白以增强画心正面的质感，而这一技法只有在对书画进行揭裱后才能从画心背面观察到。随着分析技术和仪器制造技术的发展，尤其是各类便携式仪器和成像仪器的出现，文物的检测分析变得越来越便捷和直观，在修复和保护中的使用也越来越普遍，这些仪器分析的检测结果也能辅助我们更好地开展文物修复和研究工作。

注释

①陈婧莎.通行版本《清明上河图》的出现及其与宋本关系的猜想[J].美术学报，2021（6）：50-60.

②陈婧莎.《清明上河图》的版本与声名[J].美术观察，2018（10）：25-27.

③张玮.张择端、仇英《清明上河图》的释惑解读[J].中国书画，2020（10）：126.

④黄瑛.绢本书画文物的修复与保护[J].文物鉴定与鉴赏，2022（12）：32-35.

⑤吴金涛.无损检测分析技术在彩陶研究中的应用[J].文物鉴定与鉴赏，2022（15）：56-59；张娇娇，宋绍富，焦龙.无损检测技术在纸张检测应用中的研究进展[J].造纸科学与技术，2022（5）：4-12；郭瑞，王丽琴，杨璐.拉曼光谱法在彩绘文物分析中的应用进展[J].光散射学报，2013（3）：235-242；沈大娲，郑菲，吴娜，等.拉曼光谱在文物考古领域的应用态势分析[J].光谱学与光谱分析，2018（9）：2657-2664.

⑥Lucia Burgio，Robin J.H Clark. Library of FT-Raman spectra of pigments，minerals，pigment media and varnishes，and supplement to existing library of Raman spectra of pigments with visible excitation[J].Spectrochimica Acta Part A：Molecular and Biomolecular Spectroscopy.，2001（7）：1491-1521；王继英，魏凌，刘照军.中国古代艺术品常用矿物颜料的拉曼光谱[J].光散射学报，2012（1）：86-91；刘照军，王继英，韩礼刚，等.中国古代艺术品常用矿物颜料的拉曼光谱（二）[J].光散射学报，2013（2）：170-175.

⑦段佩权，李广华，陈垚，等.基于广域X射线荧光扫描成像技术（MA-XRF）的文物科学分析[J].文物保护与考古科学，2021（1）：81-87.