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    遗产保护

    五年完成五百余件青铜器的保护修复

    ——随州文峰塔曾国墓地出土春秋晚期至战国中期青铜文物的保护修复研究

    发布时间:2018-01-05​湖北省文物考古研究所 李 玲 卫扬波

    文峰塔墓地位于湖北省随州市东郊的义地岗东南部,为东周时期曾国的贵族墓地。2012至2013年湖北省文物考古研究所在此地进行了一次大规模抢救性发掘,发掘墓葬66座、车马坑2座,清理出青铜文物500余件,其中铜礼器200余件,包括鼎、簠、簋、方壶、缶、甗、盘、匜等。这批铜器的时代处在春秋晚期至战国中期,从出土青铜文物上发现了大量标明国属与器主人的铭文,这对研究曾国春秋晚期至战国中期的历史文化、科学技术发展水平以及艺术成就具有极高的价值。

    在多学科、多维度的调查、分析、研究、保护、修复的合作模式下,历经长达5年多的时间,按方案设计的目标完成了500余件青铜器的保护修复研究工作。

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    文峰塔出土青铜文物的保存状况

    文峰塔出土器物从功能上分有礼器、食器、酒器、水器、兵器、车马器及日用品,从材料组成上分有铜锡铅青铜、锡青铜、铅青铜、青铜锡复合器、青铜铁复合器。春秋晚期至战国中期青铜器制作技术有了很大的发展,不同器物功用反映在制作工艺上也有所不同,因此文物的保存状况也有所差异。

    1.通过调查及直接观察

    复合器中金属元素活泼性强的材料大多因腐蚀而损坏,如M18:34铁足铜鼎的铁足的残损矿化、M29:10铜鼎铅锡足器物的铅锡足矿化等。

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    2.用X射线成像分析及金相检验

    用金相显微镜观察此批青铜文物,大多数文物基体存在腐蚀不均、隐形裂隙及大量腐蚀孔洞现象。

    用电子显微镜观察此批青铜文物,多数器物腐蚀严重、保存状况较差。如铜簋M33:5盖部残片:基体在明场下可见外部边沿完全锈蚀,往内层锈蚀逐渐减轻,未腐蚀基体部分呈现α+(α+δ)树枝晶铸造组织,共析体互连成网状,基体有较多锈蚀孔洞和锈蚀斑块。暗场下可见外部完全锈蚀,部分呈蓝绿色,其主要成分为蓝铜矿和孔雀石,再往内层可见有红色斑块锈蚀物,其主要成分为Cu2O,黑色部分为铜器未锈蚀基体。


    文物的价值评估

    1. 时代界定

    从考古年代学的维度进行研究,文峰塔墓地 2012至2013 年发掘的主要铜器墓地时代可以大致分为两期。第一期相当于春秋中晚期之际至春战之交,根据是否随葬浴缶分为两组,A 组包括 M35、M32,时代相对较早,基本组合为箍口鼎-簠(盏)-方壶-盘-匜,B 组包括 M29、M33、M36、M49 等,具有完整的箍口鼎-簠-浴缶组合。部分级别较高的墓葬还伴出升鼎-方座簋-鬲的组合。第二期是战国中期,时代接近或略晚于擂鼓墩 M2。

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    2.制作技术

    浑铸与分铸  文峰塔出土青铜器制作技术主要以范铸法为主。随着青铜器制作技术发展以及对基体材料组成科学认识的加深,不同时期、不同年代有着明显的技术进程。春秋中晚期至战国中期,对结构复杂、纹饰繁缛的青铜器制作技术已经有了失蜡法、铸接法、焊接法等不同的制作技术方法,在器物上都会留下独特技术信息,这些信息可以通过各种观察手段获取并做出技术判断。

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    青铜器制作技术的研究方式以工艺观察最为基本,配合 X 射线成像,在无损的前提下了解铜器的制作技术信息。东周时期青铜容器的制作技术日益丰富,浑铸逐渐被分铸铸接或焊接等新工艺取代,合范步骤不断简化,铸后装饰趋于多样,并且对器物形制与风格产生影响。

    文峰塔出土的文物,器物主体依然以合范铸造技术为主,对于造型复杂的器物及附件制作通常采用分铸后铸焊和焊接新技术得以实现。

    分铸铸造的青铜器部件相对于浑铸而言是将制作难度分散到各个部件,最终再将分铸部件铸焊或焊接到一起。文峰塔出土青铜器物分铸铸造主要体现在器物的耳、鋬上,后来逐渐扩展到器物的足上。

    锻制  文峰塔墓地出土青铜器经金相检测确定为锻制的青铜器有29件。包括盘、匜等容器,过滤器、勺等用器及一些饰物,其中盘、匜有8套之多。29件锻制器的铅含量均不超过5%;锡含量不超过15%。锻制的容器器壁很薄,器壁均在0.3~0.7mm 范围内,平均厚度为0.5 mm,但硬度高。锻制器素面无纹饰,看不到铸造留下的范缝及芯撑的痕迹,器型简单,大多平底或圆底,器耳或鋬也都是通过后铸的方式铆接到基体上。

    表面装饰技术  青铜器纹饰是青铜器表面的一种装饰艺术,涵盖着先民对自然、人、社会的认识,是集科学技术、文化发展水平的一种信息传递和表达,代表社会文明进程中审美价值的取向,有着深厚的物质文化和精神文化内涵,同时有着极高的艺术价值。

    文峰塔出土的春秋中晚期至战国中期的纹饰主要是蟠虺纹、几何纹、勾连纹。从考古类型学的角度判断具有明显的时代特征。纹饰制作技术门类众多,有模印法、范铸法、失蜡法、镶错法等。

    文峰塔墓地所见运用镶嵌工艺的青铜器共有9件,所用镶嵌工艺包括镶嵌红铜、镶嵌绿松石和错金属丝三类。镶嵌红铜的器物有M33:30(炉)盘、M46:15车軎。进入战国时期,随着错金银工艺技术的发展,M18东室出土的战国中期错金器盖,表面用纤细的金线构成繁复的花纹,体现了较高的工艺水平。M18-2镶嵌绿松石罍表面纹饰与青铜器胎体同时铸造而成,表面纹饰规整并虚实镂空相间,镂空处嵌入绿松石,未嵌满区域用白铅矿等填料压实并磨光。这种镶嵌方式在浇铸前不需要考虑在器物表面留出嵌槽,使镶嵌工序完全与铸造分离,有利于铜器制作工序的简化。

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    青铜文物基体材料研究

    对文峰塔出土的497件青铜文物进行了取样,样品中包括容器356件、车马器65件、兵器41件、生活用器11件、棺饰等杂件 24 件,基本涵盖了文峰塔墓地所出青铜器的各类别,具有较好的代表性。取样部位:基体、芯撑、补铸块、铸焊料和焊料。对 186 件无锈样品的成份进行统计,青铜容器中的元素为铜、锡、铅。锡含量为 14.1%、铅 5%,绝大部分器物为铅锡青铜与锡青铜。铅青铜与铅锡青铜的界限非常显著,含锡量低于 8%的器物很少,只占 2%。其中 M18 东:12 鉴缶上的圈毛刺锡含量为 1%,为铅青铜。低锡合金配比的还有一件 M18 提梁壶,锡含量为 2.3%,远离其他样品分布范围。采用这一合金范围,与器物纹饰的设计有关。

    对照器物成分分析数据,结合墓葬时代研究表明,自文峰塔M35(春秋晚期早段)至M36、M29(春秋晚期中段),青铜容器的锡含量平均升高了3%,锡含量低于 10%的铜器则完全消失了。这一时期相当于春秋晚期早中段,绝对年代大致在公元前550年至公元前500年。自M29 至 M33(春秋晚期晚段)、M49(春战之交)、M18(战国中期),青铜容器中的锡平均含量维持在15%上下,仅在14.5%至15.3% 这一狭小的区间内波动。合金配比规律是铜和锡有6:1的比值,即锡含量围绕在 14.5%分布,各墓差异很小,铅含量在5%上下波动。

    文峰塔为春秋晚期至战国中期曾国贵族墓地,是春秋战国时期的一个重要姬姓古国,其中心区域位于汉东地区的今随州市,在M21号墓中除出土了一批带曾字铭文的铜器外,还发现了一件带有“随”字铭文的铜戈,这是1949年以来首次经科学发掘出土的第一件随国铜器,铭文“随大司马獻有之行戈”,“随”字在此无疑作国名。因此这批随国青铜器的发现,对探讨曾随之谜有重大的学术价值。曾、楚墓葬的同时发现,对确立楚灭曾的确切年代提供了重要依据。

    通过对出土青铜文物合金材料的研究,青铜容器中主要元素为铜、锡、铅,锡的平均含量为 14.1%,含铅5%,绝大部分为铅锡青铜与锡青铜。曾国青铜器的合金配比在春秋晚期中段(绝对年代在公元前 520至 500 年前后)发生了迅速而显著的变化,而在之后的大约 100 年间保持了稳定,因此可以认为,曾国在铸造青铜器时对青铜铸造材料配比是有标准的,锡15%、铅5%,铜和锡配比为 6:1 ,这一标准的确定,代表着曾国春秋中晚期对青铜铸造材料科学认知水平,有着极高的科学价值。

    文峰塔墓地出土青铜文物的分铸、铸焊和焊接技术的发展使造型复杂器物的制作更为简单,大大提高生产力发展水平和技术水平。早期锻制青铜容器的出现,虽然合金成分受到传统铸造合金成分配比的深刻影响,合金配比的范围并不完全适合锻制加工,但新技术的出现体现了铜器制造业的发展,锻造技术延续至战国时期,加工技术和合金配比均已成熟、合理。

    文峰塔墓地出土青铜文物表面装饰工艺包括镶嵌红铜、镶嵌绿松石和错金,体现了较高的工艺水平,具有极高的艺术价值。

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    文峰塔青铜文物的保护修复

    保护修复目标

    利用科学技术手段了解文峰塔出土青铜文物的价值内涵、病害状况以及影响青铜文物保护的因素,采用现代保护技术方法和传统青铜器修复方法相结合的技术路线,消除对青铜文物保存产生影响的因素,治理病害,有效保护,揭示并体现文物的价值,达到长久保存的目的。

    案例:文峰塔M18方缶的保护修复研究

    出土地点:随州文峰塔M18,出土时间:2012年11月,时代:战国中期

    器形:器物方口、平沿、器盖上有四竖耳、器腹鼓、下收,兽耳与器身铸焊,器身及器盖饰网格纹,网格纹间镶嵌绿色孔雀石及白色填充物。

    出土时状况:器形保存基本完整,但全面腐蚀;器耳与器身连接榫之间的铸焊锡材料因腐蚀膨胀使得器耳部开裂变形,同时也造成局部缺失;耳部铭文处表面存在酥粉的高锡氧化物;器身镶嵌部分绿松石已脱落;器物通体覆盖蓝绿色锈蚀物,器表纹饰模糊。

    从X光片观察:器物基本完整,器物局部存在腐蚀不均情况。器盖四竖耳与盖连接处分界明显,应为分铸。盖内可见数枚芯撑及部分铭文笔画。器身内底可见分布不均的铸造缩孔及数枚芯撑。

    通过X荧光、XRD、热裂解等技术手段对器物胎体合金成分腐蚀产物、镶嵌物、黏结材料等分析可知:器物胎体合金成分为铜76.93%、锡14.96%、铅 6.81% ;方缶耳部的焊接料为95%锡和5%铅,器物外壁纹饰中镶嵌物为绿松石,绿白色填充物为碳酸铅,器表面蓝色锈蚀物为蓝铜矿。纹饰与器物胎体的黏结材料为大漆和干燥油。

    器物铸造工艺:器物胎与表面装饰铸造而成。表面纹饰为铜丝、铜片虚实相间的镂空纹样,镂空处用绿松石嵌入铜丝框内,未填满的区域用白铅矿等填料压实并磨光。器耳与器身采用套榫铸焊连接。

    基于对方缶的保存状况、腐蚀产物、工艺技术等方面的研究,对方缶的保护具体体现为铭文、纹饰的揭示和器耳开裂变形、局部缺失部分的修整复原。

    方缶的修复工艺及流程:首先是对器耳部的铭文进行揭示处理。采用含5%三乙醇胺溶液的棉纱对掩盖铭文的蓝铜矿敷贴溶解清除,当铭文显现后采用纯净水纸浆多次敷贴清除化学残留物,在判断器物上无化学残留物后,采用饱含无水乙醇脱脂棉进行交换,去除水分,耳部干燥后用渗透性强的乐泰601加B72加固材料对铭文处进行加固。对耳膨胀变形处的修复采用牙科工具清理掉器物耳内部分氧化膨胀腐蚀产物,选用夹具将器耳膨胀变形处进行矫形恢复。采用环氧树脂材料对拼合好的残片进行加衬粘接复原修复。

    对于器身纹饰的揭示,主要采用物理和化学方法相结合技术手段交替使用进行纹蚀表面锈蚀产物的清除,当纹饰全部显现后,对其表面采用2A溶液进行洁净处理,之后用3%的B72有机溶液对器物表面进行加固封护,此工艺过程不仅对松动的镶嵌的绿松石起到加固作用,对器物表面也起到封护作用,有效地隔绝空气中有害气体对器物的再次侵害。


    结   语

    对于考古出土文物的研究,目的是透过文物本体所承载的信息,了解或还原古代社会历史原貌,包括:社会组织形态,经济、文化发展,科学技术水平等。因此,考古出土青铜文物的保护与修复不仅要使文物益寿延年,同时也要使文物的价值得以揭示和体现。如青铜器铭文是判断时代、国属、墓主人身份甚至重大历史事件的重要信息,纹饰也具有鲜明的时代特征,代表着时代风尚及古人的精神,也是集技术、艺术成就于一体的价值体现,若这些信息被锈蚀物掩盖,将大大影响文物的价值研究,因此文物保护要做的工作就是清除锈蚀物。青铜文物的冶金铸造,就是它的科学技术价值,对它的修复更多地是要关注内部的冶金技术,青铜器金相结构是判断青铜文物铸造工艺的最直观影像。青铜修复是对残破变形青铜器物的修整复原工作,是恢复并保证文物艺术品完整性的重要手段。

    文峰塔出土青铜文物考古整理过程中采用了文物保护、实验室考古、考古与现代科学技术有效结合的工作模式,充分展现文物保护从发现到考古整理到实验室工作的连续性。展现了考古发现出土文物一体化的保护、修复体系的独特性和优越性,极大缩短考古发掘与出土文物保护修复的时间间隔,提高了文物保护有效性。这种模式不仅直接服务和促进考古科研可持续发展,也为文物保护和展示利用提供极大帮助。在这种模式中,文物保护修复工作通过对文物所承载信息的揭示以及对文物本体的修整复原,极大提高了对考古出土文物内涵的深刻认识,充分体现对考古出土文物价值的正确评估,充分体现文物保护对考古学科建设的帮助和促进,充分体现文物保护研究与考古研究人员参与的必要性和重要性。

    编辑陈梅