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重庆丰都两件汉代鎏金青铜器的保护修复

时间:2024-05-20

顾来沅 杨小刚 叶 琳 金普军 孙少伟

(1.重庆市文化遗产研究院,重庆 400013;2.陕西师范大学,陕西 西安 710062)

受重庆市丰都县文物管理所的委托,重庆市文化遗产研究院承担了该所部分青铜器的保护修护工作。本次保护修复的两件汉代鎏金青铜器属于三峡库区出土文物[1],由于常年埋藏于地下,受土壤及地下水中的可溶性盐、微生物、有机酸等诸多腐蚀因素的影响,文物器身绝大部分被泥土和各种锈蚀物包裹[2,3],只有极少处隐约可见鎏金痕迹,亟需进行保护修复。

一、修复前器物保存状况

1.鎏金青铜盒(文物编号9276),盛食器,青铜胎,口径19.5厘米,高20厘米,重1862克。该器上下两部分形状相同,为子母口,直壁,斜腹,平底,圈足,外壁鎏金(除器底外),底部和顶部有浮雕柿蒂纹饰。盒上半部分有约10厘米长的不规则裂缝,下半部分口沿残损约三分之一,底部有裂隙,口、腹部及残损破裂处轻微变形,部分鎏金层脱落(图一,1)。

2.鎏金青铜锺(文物编号9273),盛酒器,青铜胎,口径13厘米,足径17.2厘米,残高46厘米,重1921克。该器直口微侈,细颈,鼓腹,肩部有铺首衔环,高圈足,圈足外撇呈喇叭口状,通体鎏金。出土时被压变形,颈部中段凹陷,腹部下段残缺且与底部断裂,圈足底变形,部分鎏金层脱落(图一,2)。

图一 保护修复前的鎏金青铜器

两件器物出土后未做过保护处理,通体被大量硬结物及锈蚀物覆盖,只能从局部裸露位置看到有鎏金残留。若不及时采取针对性保护措施,可能造成进一步损坏。

二、分析检测

为了解这两件器物的本体材质和锈蚀物特征,明确锈蚀物类型,制定科学的保护修复方案,我们在器物的不同部位采集了多份锈蚀物样品,利用扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)进行了形貌观察和元素分析,同时利用X-射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FTIR)检测其组成物质。

1.样品显微照片与能谱元素分析检测

图二的超景深显微照片显示,9276-1号锈蚀样品以浅绿色为主,夹杂了蓝色、白色和土黄色颗粒;9273-1号锈蚀样品以绿色为主,夹杂了白色、土黄色颗粒。

图三、四分别为9276-1样品和9273-1样品的元素分析区域及能谱图。表一为二样品的元素能谱检测数据。可知,鎏金青铜盒鎏金青铜锺的锈蚀物除了常见的铜氧化物成分和土壤元素之外,并没有检测到Cl元素。

2.样品的红外光谱分析

图五分别是9276-1、9273-1号样品的红外光谱图。在9276-1号样品的红外光谱图中,3405 cm-1和3320cm-1附近,属-OH对称伸缩振动所致;1507 cm-1和1396cm-1附近,属非对称伸缩振动所致;910cm-1附近,属-OH弯曲振动所致。在9273-1号样品的红外光谱图中,1030 cm-1,属-OH弯曲振动所致。在以上二份样品的红外光谱图中,900—600cm-1范围内的几个弱吸收峰,属于弯曲振动,其中818cm-1附近的吸收峰属于面内的振动,669cm-1附近的吸收峰属于面外的CO32-振动;在470 cm-1附近的吸收峰,是由Cu-OH伸缩振动所致。这些红外吸收特征峰与孔雀石基本一致。

图二 样品的超景深显微照片

图三 9276-1号样品元素分析区域及能谱图

图四 9273-1号样品元素分析区域及能谱图

表一 样品元素能谱检测数据(Wt%)

3.样品的X-射线衍射分析

图五 样品的红外光谱图

图六为样品的X-射线衍射图。由9276-1号样品的X-射线衍射图显示,14.97°、17.70°、24.20°、29.66°、31.28°、31.84°、37.86°、43.48°、46.68°和56.56°等处衍射峰为孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]衍射特征峰,20.88°和26.72°等处衍射峰属于石英(SiO2)的特征峰,36.54°、42.44°和61.64°处出现赤铜矿(Cu2O)的衍射特征峰。由9273-1号样品的X-射线衍射图显示,在14.84°、17.64°、24.12°、29.44°、30.10°、39.46°、42.52°、43.96°和60.14°等处的衍射峰为孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]衍射特征峰,14.11°、27.94°、33.94°、36.54°、50.14°和64.43°处的衍射峰属于钠长石[Na(Al-Si3O8)],20.88°和26.66°等处的衍射峰属于石英(SiO2)。

4.分析检测结果

按照以上操作流程,我们共对5份样品进行了分析检测,结果如表二所示,显示主要为铜和铅的锈蚀物和土壤成分,没有检测到含Cl元素的有害锈蚀物。

三、保护修复

根据两件鎏金青铜器锈蚀物的分析检测结果和保存现状,我们制定了合理的保护修复方案。在修复过程中根据具体情况,不断调整改进修复工艺。

1.建立修复档案

分别填写两件器物的保护卡片详细记录器物的编号、名称、质地、来源、尺寸、器物的形状、纹饰、病害情况等基本信息;拍摄修复前的照片,绘制文物病害图。

2.清洗除锈

鎏金层表面锈蚀物的清除是保护修复的关键环节,要尽可能选用对文物本体干扰小的方法和材料[4,5],尽量避免对鎏金层造成损害。根据这两件鎏金器物的造型、体量、锈层致密程度和厚薄等差异,我们分别采用凝胶清洗法和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)贴敷法,局部使用玛瑙刀除锈。

图六 样品的X-射线衍射图

(1)鎏金青铜盒较小,且表面无纹饰,在简单清洗后,表面露出了致密的锈蚀层。我们针对该器物的特点,根据以往凝胶清洗剂去除铜锈的经验[6],调整了原来的配方,降低黏度,减少凝胶附着力。同时,改进了凝胶的去除方法,除乙醇清洗外,还增加了棉柔巾(主要成分为天然纤维素)贴敷法。经多次贴敷,直至器物表面的凝胶完全清除。这样既不伤害鎏金层,又避免了凝胶残留,效果很好。

(2)鎏金青铜锺较大,且肩部有铺首衔环,在简单清洗后仍有较厚土锈覆盖。我们采用了以1%的乙二胺四乙酸二钠为主的贴敷方法。该方法主要是以棉柔巾为载体,乙二胺四乙酸二钠作为螯合剂,与器物表面的钙、镁、铜等化合物进行反应,形成新的可溶性盐,最后用去离子水洗去。操作时需严格控制溶液用量,以刚好浸湿棉柔巾不滴漏为准,贴敷时间不超过5分钟;对于局部少量顽固的锈蚀,采用2%的乙二胺四乙酸二钠点涂擦拭;不反应的疏松锈蚀层可用玛瑙刀清除。清理完成后,器物鎏金层得到了完好保存。该方法较凝胶清洗简便易行,但主要是用于土锈较多的情况,且乙二胺四乙酸二钠浓度不能太大,每次贴敷后必须用去离子水冲洗干净。处理完毕后,我们用便携式合金分析仪的镀层检测模式检测了这两件器物的残存鎏金层厚度,检测发现鎏金层越亮,其残存厚度相对越大,具体检测结果如表三所示。

3.矫形

采用机械方式矫形,依照金属文物自身胎体情况,采用钣金、挤压和顶撑等方式操作,灵活使用捆扎、撬压等方法逐渐增强压力,使其缓慢恢复到原状。值得注意的是,由于器物质地较脆,在顶撑、挤压的时候,一定要注意力度,切忌造成新的断裂或损伤。

4.拼对粘接

根据器物表面装饰、胎体厚度、茬口关系,将破碎残片用胶带或热熔胶组装,确定缺损补配量及正确的组装顺序和粘接位置。粘接时采用室温快速固化环氧树脂胶黏剂HY-914。操作时要注意,为避免环境相对湿度对粘接效果的影响,先用电吹风将断面略微烘干,调配胶液均匀涂抹在断面上,再用电吹风垂直吹拂断面,促使胶液浸润断面,增加粘接强度。

表二 锈蚀物的矿物组成

表三 鎏金层厚度检测结果

图七 保护修复后的鎏金青铜器

5.补配打磨

根据器物的残缺情况,使用聚氨酯环氧树脂补配等方法制作出与残缺部位形状相同的残片,再使用粘接手法填充残缺部位。对残缺部位较少的空洞和裂隙,或基体已发生严重锈蚀、极其脆弱的部位,采用E44环氧树脂与聚酰胺固化剂依照1∶1配比,用电吹风机进行适度加温,使树脂呈黏稠液态,充分浸润补配部位,待填满空洞后,用手术刀等工具将多余树脂去除。对于分散缺损不规整的残缺部位,采用E44环氧树脂与聚酰胺固化剂依照1∶1配比衬以玻璃纤维布,加无机矿物填料(200目滑石粉),制成玻璃钢模块进行粘接补配最后采用电动打磨机、锉子、砂纸等对补配部位多余的填料进行打磨,使其与原器协调即可。

6.封护

为达到长期保存的目的,选用

Paraloid B72丙酮溶液作为封护剂。在通风橱内使用软毛刷均匀涂刷1%浓度的封护剂,自然干燥1小时后取出。

7.作色

作色前要将补配区域按照器物表面纹饰、弧度打磨平滑,用矿物颜料调出与器表颜色相近的混合颜料,反复以点、涂、弹、拨等方式对补配的部位进行上色处理,使器物整体颜色及形态尽量协调一致。至此这两件器物的保护修复完成(图七)。

[1]杨小刚,肖碧瑞,邹后曦.重庆峡江地区鎏金铜器发展史研究[J].重庆文理学院学报,2016,35(1):63—69.

[2]徐军平,郑捷.两件鎏金青铜器的腐蚀分析与保护[C]//中国文物保护协会.中国文物保护技术协会第四次学术年会论文集.北京:科技出版社,2007.

[3]叶琳.鎏金青铜文物表面洁除的新方法[J].文物鉴定与鉴赏,2010(9):49—52.

[4]宋艳.两件汉代青铜器的分析研究与保护修复[J].文物保护与考古科学,2009(1):63—70.

[5]王萍.西夏鎏金铜佛像的研究及其保护[J].敦煌研究,2000(1):103—111.

[6]顾来沅,叶琳,贾一鸣.鎏金青铜文物的凝胶清洗技术[C]//中国文物保护技术协会,重庆市文化遗产研究院.中国文物保护技术协会第九次学术年会论文集.北京:科技出版社,2018.

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