内蒙古多伦县山西会馆壁画制作材料分析

李俊林 乌兰图雅 康贵彬

（呼和浩特市文物保护与考古研究中心）

多伦县山西会馆位于内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县旧城西南部，于清乾隆十年（1745 年）由山西地区商人筹资兴建，至今已有270 多年的历史，因其供奉的主神为关羽，所以又称“关帝庙”，是当年晋商在塞外多伦地区聚会、娱乐及议事的场所。在当时也是塞外地区唯一的外省会馆，遂被称为 “塞外商埠”。

山西会馆迎街，坐北朝南，由四进院落组成，主要建筑有大山门和大戏楼，一进院西配房、仪门、三过殿、东西长廊、关公殿及耳房、东西配殿及三圣殿等（图一）。2006 年同多伦县兴隆寺、娘娘庙（即碧霞宫）、城隍庙等9 个建筑群组成多伦诺尔古建筑群，共同成为第六批全国重点文物保护单位。

山西会馆壁画主要分布在东配殿内北、东、南三面墙壁上，绘制年代推测为清代建馆期间，内容主要为三国人物故事画，现存面积约43 平方米，保存状况较好。

山西会馆作为明清时期晋商崛起与发展的历史见证，在全国范围内分布广、数量多，尤其从清代1644 年至1912 年的二百多年中，由内地到边塞，由大城到小镇，可谓星罗棋布、纵横密布。而多伦县山西会馆作为一座清代中前期晋商与塞外民族进行商业交流的场所，延续二百多年，更具代表意义①。目前学界对山西会馆的研究大多与晋商文化的发展相关联，从广义上的山西会馆文化到狭义上的山西会馆建筑美学，涵盖民族融合、商业往来②、建筑功能、供奉关帝的信仰文化及周边文化产业开发与研究③等方面，而较少去关注这一清代建筑群内遗存下来极少的、更加珍贵的壁画。目前关于山西会馆壁画的研究文献极少，对其壁画颜料及工艺的研究更加稀缺，但因其独特的历史、工艺价值和保护需求，逐渐为文物保护学界所重视。本文通过对多伦县山西会馆东配殿壁画颜料进行取样检测，从科学的角度对其壁画的制作工艺和材料作出分析，为多伦县山西会馆壁画的修复和后期的维护等工作提供了一定依据。

一、材料与方法

（一）样品采集

山西会馆东配殿壁画的基本结构包括支撑体、地仗层（含粗泥层和细泥层）、白粉层及颜料层。本研究首先选取壁画颜料层不同颜色的区域进行取样，取样位置均选在非主要画面颜料层脱落处边缘或裂隙两侧等，尽可能减小对壁画的损害，共选取6 个样品；其次针对壁画下部出现的酥碱病害，选取1 个地仗酥碱样品；最后针对地仗层选取粗泥层和细泥层各1 个样品。取样位置及样品情况见表一，取样流程见图二、图三。

图二 壁画样品现场采集流程图

图三 山西会馆东配殿壁画部分取样照片

（二）分析方法与仪器

1.形貌与结构观察

形貌与结构观察采用超景深三维显微系统和扫描电子显微镜及能谱仪（SEM-EDS），设备参数及测试条件见表二。

表二 形貌与结构观察设备参数及样品测试条件

表三 岛津HIC-10A super IC 离子色谱系统设备参数

表四 阴离子测试条件

表五 阳离子测试条件

2.物相分析

（1）显微共聚焦激光拉曼光谱仪（RAM）：HORIBA XploRA 全自动显微共聚焦激光拉曼光谱仪，激光器为532nm、638nm、785nm，1200gr/mm 光栅，配有Olympus 光学显微镜，测试使用物镜为10-100 倍，空间分辨率小于1μm，光谱分辨率在532nm 为1.8cm-1，785nm 为1.1cm-1。

（2）X 射线衍射仪（XRD）：日本理学Smartlab 型衍射仪。将样品研磨，在样品槽内压成平面测试，粉晶测定条件：Cu 靶，功率：9kW，扫描速度：20°/min，2θ 扫描范围：5°-80°，微区测试条件：Cu 靶，0.8mm 准直器，功率：9kW，扫描速度：2°/min，2θ 扫描范围：5°-60°。

3.化学成分分析

离子色谱仪（IC）：用Shimadzu HIC-SP 型抑制柱高效离子色谱对样品进行测试。离子色谱仪采用日本岛津公司生产，型号为HIC-10A super IC 的离子色谱系统，组成设备型号及参数见表二—五。色谱系统控制、数据采集和处理使用LCsolution Ver. 1.21 sp1 色谱工作站。离子色谱仪测试中，氯离子（Cl-）、硫酸根离子（SO42-）、钠离子（Na+）、钾离子（K+）、镁离子（Mg2+）、钙离子（Ca2+）标准样品均为100mg/L，购自国家标准物质研究中心。碳酸钠（Na2CO3）及硫酸（H2SO4）均为分析纯。高纯水外购自专业公司，电阻值大于18 MΩ·cm。将一定质量的样品和已知质量的高纯水中，配成水的溶液，超声15min，静置48 h，取上层清液使用一次性水系针头式过滤器过滤后，直接进样测定。一次性水系针头式过滤器购自天津奥特赛恩斯仪器有限公司，孔径0.22μm，直径13mm。

二、分析结果

（一）剖面显微分析

1.分析测试方法

剖面显微分析采用超景深三维显微系统和扫描电子显微镜两种仪器。选用样品中结构层较为完整的蓝色颜料样品（sxhg3#）和黑色颜料样品（sxhg4#），利用超景深三维显微系统观察上述样品的剖面结构；选取粗泥层样品（sxhg9#），利用超景深三维显微系统观察其中加筋材料的形貌；选用蓝色颜料样品（sxhg3#），利用扫描电子显微镜及能谱仪（SEM-EDS）对该样品进行元素分析。分析结果见表六、表七及图四~图六。

表六 剖面显微分析参数表

表七 sxhg3#样品能谱分析结果（wt%）

图四 sxhg3#样品剖面结构及各层厚度测量图

图五 sxhg3#扫描电镜显微形貌图

图六 sxhg4#样品剖面结构及各层测量图

2.分析结果

（1）壁画蓝色颜料样品（sxhg3#）在超景深三维显微系统下放大500 倍时，壁画各部分结构分层较明显，分别为颜料层、白粉层和地仗层，测量得出蓝色颜料层厚度10-20μm，白粉层厚度55-57μm，地仗层厚度60-100μm。

对sxhg3#样品剖面进行扫描电子显微镜及能谱仪选取元素分析，其中区域1、2 为颜料层，结果显示蓝色颜料主要含有Cu 元素；区域3 为地仗层，含有O、Al、Si、K、Ca、Fe 元素。

（2）壁画黑色颜料样品（sxhg4#）在超景深三维显微系统下放大200 倍和1000 倍时，壁画各部分结构分层较明显，分别为颜料层、白粉层和地仗层，测量得出黑色颜料层厚度15-22μm，白粉层厚度45-65μm，地仗层厚度450-500μm。

（3）通过对sxhg9#壁画粗泥层样品进行显微分析，可观察到样品中有粗细各异的加筋材料，类似麦秸等纤维物质，长度从1cm 到2、3mm 不等，推测是制作地仗层时加入，以提高壁画地仗层的柔韧性及强度。

（二）物相分析

1.激光拉曼光谱分析

采用显微共聚焦激光拉曼光谱仪（RAM）对红色颜料样品（sxhg1#）、绿色颜料样品（sxhg2#）、蓝色颜料样品（sxhg3#）、黑色颜料样品（sxhg4#）、白色颜料样品（sxhg5#）及粉色颜料样品（sxhg6#）进行物相分析（图七）。经分析可知山西会馆东配殿壁画结构从外到内依次为颜料层-白粉层-地仗层，其中颜料有红、绿、蓝、黑、白、粉六种颜色，红色颜料为朱砂，绿色颜料为石绿，蓝色颜料为石青，黑色颜料为炭黑，粉色颜料为铁红，白色为石膏（表八）。

表八 1#～6#样品能谱分析结果（wt%）

图七 各颜料层样品激光拉曼分析图谱

2. X 射线衍射分析

利用X 射线衍射分析（XRD）对细泥层样品（sxhg8#）和粗泥层样品（sxhg9#）进行分析（图八），发现sxhg8#样品在2θ 角为20.9°、26.7°、36.5°、39.5°、40.3°、42.4°、45.8°、50.1°、50.6°、54.9°、60.0°，出现的衍射峰与二氧化硅标准图相应的位置相符合，说明样品中含有石英。发现sxhg9#样品在2θ 角为20.6°、26.7°、36.5°、39.4°、40.4°、42.5°、45.7°出现的衍射峰与二氧化硅标准图相应的位置相符合，2θ 角为22.1°、23.1°、23.5°、24.4°、25.6°、27.9°、36.5°、39.5°、40.4°、42.4°、45.7°，出现的衍射峰与钠长石标准图相应的位置相符合，说明样品中含有石英和钠长石。

图八 地仗层中粗、细泥层X 射线衍射图谱

（三）离子色谱分析

采用离子色谱仪（IC）对发生酥碱病害的地仗层样品（sxhg7#）进行分析，其水溶液中阴阳离子的含量分析结果见表九，根据表中各元素含量，Na+、Cl-、NO3-、SO42-含量均较高，推测酥碱样品中的可溶盐应与Na+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO4

表九 酥碱样品（sxhg7#）离子色谱分析结果（μg/g）

2-离子的迁移、富集于酥碱区域中有关。

三、结论与讨论

（一）壁画制作工艺初步分析

我国目前发现的壁画大多为干壁画，基本结构层包括支撑体、地仗层、白粉层及颜料层。其中寺庙壁画的传统工艺以青砖或砌石（片石、毛石等）作为支撑体，用添加麦秸秆的大苒泥作为粗泥层，用添加麻、毛等制作的细泥作为细泥层，上面涂刷白粉层（一般以石灰、钛白、石膏等成分为主），再在其上作画。颜料大多以矿物颜料为主，自秦至清大致相同，近代少数壁画颜料出现有机颜料。宋代建筑家李明仲在其所著的《营造法式》中明确规定了壁画地仗的制作工艺（卷十三“泥作制度画壁”），显示宋代壁画材料的选用及制作工艺已经趋于纯熟。

山西会馆东配殿外部支撑体为青砖，本次利用显微镜观察的方法可知山西会馆东配殿壁画结构从内到外依次为地仗层—白粉层—颜料层。地仗层又包含粗泥层和细泥层，粗泥层中添加了大量的麦秸秆，细泥层则以麻刀为主，与现场调查可见的壁画结构层相符（图九）。说明山西会馆的壁画结构层较为完整，与北方地区大部分寺观壁画的结构层相同。壁画制作工艺为：在青砖壁上抹一层加入麦秸、细沙的粗泥地仗，上面施一层加入麻刀、细沙的细泥层，之后在细泥层上涂刷一层石膏作为白粉层，最后在白粉层上作画，采用的颜料为红色、绿色、蓝色、粉色、黑色等。

图九 山西会馆东配殿壁画结构层示意图

（二）壁画颜料层成分分析

通过前述分析可知，壁画颜料包含朱砂、石绿、石青、炭黑、铁红；白粉层为石膏；地仗层分为细泥层和粗泥层，细泥层含有石英，粗泥层含有石英和长石，粗泥层中还添加有类似麦秸的加筋材料。从现场观察，细泥层中含有麻刀。

1.红色颜料

红色颜料为朱砂，也称辰砂，其主要成分为硫化汞。朱砂的红色非常纯正、鲜艳，其化学性质也比较稳定，一般情况下不会产生严重的变色现象，是古代壁画中常用的红色矿物颜料。于宗仁等人在马蹄寺、天梯山石窟及炳灵寺石窟内的壁画中均发现朱砂等红色颜料④，敦煌莫高窟各个时期的壁画均发现以朱砂作为颜料⑤。内蒙古呼和浩特市大召乃春庙壁画、鄂尔多斯新庙法相殿壁画（清代）均使用了朱砂作为红色颜料。山西大同观音堂观音殿壁画（清代）⑥、大同浑源北晋庄龙王庙壁画（清代）⑦及大同地区其他寺观壁画⑧亦检测出部分红色样品成分为朱砂。

2.绿色和蓝色颜料

绿色颜料为石绿，蓝色颜料为石青，两种颜料均为古代壁画中的常用颜料。

石绿产于天然矿物孔雀石，石青又名蓝铜矿，两者常以矿物共生的方式存在，均是古代较为昂贵的矿物颜料。石绿和石青在绘画中的运用，可以追溯到秦汉时期的墓室壁画，在壁画中大量使用是在北魏时期，至唐代达到顶峰。例如秦始皇兵马俑即发现使用石青作为蓝色颜料，使用石绿作为绿色颜料⑨。敦煌莫高窟各个时期的壁画均发现以石青和石绿作为蓝色和绿色颜料，其中从初唐开始应用较为广泛，至晚唐才逐渐为其他颜料所代替⑩。在内蒙古和山西地区，四子王旗锡拉木伦庙壁画（清代）中绿色颜料检测出石绿成分，大同观音堂观音殿壁画（清代）⑪也通过技术手段发现绿色颜料中含有石绿，山西大同地区少量寺观壁画中蓝色颜料检测出石青成分⑫。内蒙古地区目前尚未发现以石青作为蓝色颜料的文字记录，究其原因，一方面可能因目前内蒙古地区壁画颜料成分检测工作刚刚起步，还未形成一定的成果进行发布，另一方面石绿和石青两种矿物颜料在古代运输、使用均成本较高，大部分以绿铜矿、滑石等较易获得的、价格相对低廉的颜料代替。随着巴黎绿的传入和群青的人工合成，逐步取代石绿和石青，成为清代中后期壁画的常见颜料。

表一〇 壁画各颜料分析结论

3.黑色颜料

黑色颜料为炭黑，炭黑是古代颜料中较为常用的一种矿物质，目前各个时期壁画中黑色颜料大多为炭黑，这与炭黑的取用方便、经济实惠和性质稳定有关。

4.粉色颜料

粉色颜料为铁红，铁红又名赭石，本为暗红色或红褐色，在东配殿壁画中显粉色，可能与取样位置裸露，出现粉化病害后发生光的漫反射效应、不能完全反射红色光谱有关，产生视觉上颜色变浅的现象。铁红作为颜料的使用历史较早，在敦煌早期洞窟的壁画和彩塑中应用最多，也最普遍，至晚唐五代以后赭石颜料已经可以从赤铁矿中大量制得。在内蒙古包头市美岱召⑬和山西大同地区的寺观壁画⑭中均发现掺以铁红作为红色颜料。

5.白色颜料

白色样品为石膏，根据取样位置，白色样品为白粉层，以石膏作为白粉层的壁画多出现在新疆和甘肃地区，如新疆和田达玛沟佛寺遗址出土壁画⑮、克孜尔石窟⑯、敦煌莫高窟⑰等；北方地区现存壁画利用石膏作为白粉层的较少，当中较典型的为山西太原地区发掘的北齐徐显秀墓，墓道内壁画使用石膏作为白粉层⑱。在内蒙古地区还未发现以石膏作为壁画白粉层的文字记录，仅包头市美岱召检测出棕色颜料为石膏和铅丹的混合成分⑲，但石膏是作为颜料进行调色还是作为白粉层在采样时与铅丹黏在一起，并未进一步研究，因此本文在一定程度上拓展了内蒙古地区壁画白粉层成分的研究。同时推测，清代内蒙古地区的游牧民族就地开采天然石膏的可能性较小，应为晋商从中原地区引入，也是蒙晋商业交流的一个佐证。

附记：本文为多伦县山西会馆壁画保护修复项目阶段性成果，本文的相关样品检测分析由北京科技大学郭宏老师指导实验人员完成，样品由内蒙古壁画保护中心武晓怡主任协助提供，在此一并表示诚挚的感谢！