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唐墓壁画的保护研究

张群喜

                                                
  壁画艺术,是我国民族绘画的重要组成部分。考古资料证明商、周时代就出现了附着于宫殿庙堂建筑上的壁画①,西周墓中也发现了最早的墓葬壁画②。陕西境内墓葬壁画主要见之于西周、汉、唐、五代、元、明几个时期。但汉、唐墓壁画发现的数量、保存的状况,远远超越其他时代,尤其是唐墓壁画发现的数量之多,题材之丰富,保存之完善,历史价值与艺术价值之高,令世人惊叹。据不完全统计,随着本世纪50年代初期唐高品内侍苏思勖墓内的壁画发现以来,考古工作者在陕西乾县、礼泉、西安、长安、三原、咸阳等地已发掘和发现有壁画的唐墓近百座,并且不断有新发现,目前已揭取收藏的唐壁画墓有40余座,仅陕西历史博物馆就藏有从20余座唐墓中揭取的1000多平方米、500多幅唐墓壁画。这些壁画揭取的时间,加固修复的材料和方法,保存的状况各有不同。它们记录了我国不同时期墓葬壁画揭取保护修复的方法、工艺、材料,也反映了墓葬壁画揭取保护和修复技术不断提高的历史发展过程。
  唐墓壁画,大多绘制在草拌泥墓壁涂抹的石灰质地仗层上,或直接绘制在开挖的墓葬土壁上。由于壁画长期埋于地下,灰泥质地仗材料受潮或遇水而强度降低,导致壁画开裂、空臌、脱落,甚至坍塌。加入颜料层中的植物或动物胶质由于水解作用,失去粘结性使得颜料层起翘、粉化、脱落等。所以,在已发掘的所有绘制有壁画的墓葬中,壁画都有不同程度的破坏,有的甚至完全脱落,损失难以弥补。由于现场条件和壁画出土状况的限制,原址保护难度极大,所以当时人们在保护工作中,采取了揭取迁移、易地保护的方法将许多壁画从墓穴中抢救出来,送进博物馆保护收藏。这种方法也成为我国墓葬壁画保护的最主要的方法。但是随着时间的推移和研究的深入,壁画在新的环境中出现的一些新问题和历史上所采用的保护材料的局限性日益凸现。所以科学保护、抢救墓葬壁画这一人类文化的瑰宝已成为当务之急,并且刻不容缓。为此,本文特将我们在壁画保护研究实践中得到的经验和数据进行分析,通过对壁画材质和结构的科学分析研究,调查现存壁画的病害和问题,总结以往壁画揭取加固的方法和材料,以期探索更有效的保护思路和方法。
  一、唐墓壁画制作材料及工艺
  1.唐墓壁画制作工艺及结构:
  唐墓壁画的制作材料和工艺,一般通过实地发掘中肉眼观察,同时通过制作壁画样品的剖面(CROSS—section)借助体视显微镜或扫描电镜观察其绘制结构,或者将地仗材料研磨观察纤维,还利用X荧光和X衍射等科学手段来确定分析样品材料的化学成分③。通过对乾陵陪葬墓章怀太子、懿德太子、永泰公主等近二十座唐墓壁画地仗样品的科学分析后我们得出唐墓壁画所用材料和制作程序是:在处理平整的土壁或砖砌壁面上先敷一层带秸秆纤维的麦草或麦糠的黏土草泥层(草拌泥厚约0.5—2cm);再在其上抹一层白灰(CaCO2)一般厚0.2一1.2cm(其中加极少量植物纤维如:麻纤维、或棉纤维);然后在白灰层上绘制壁画。
  壁画是墓葬建筑的组成部分,它由支撑体、地仗层和颜料层构成。唐墓壁画的支撑体一般是土壁和砖壁;地仗层有4个类型:1.墓道和天井过洞部位,在修理平整的土壁上先抹一层麦草泥,再抹一层掺有麻纤维的白灰泥。2.在墓室和甬道砖砌的壁面上抹麦草泥,然后抹白灰泥皮。3.直接在处理平整的土壁上涂刷较稀薄的白灰水④。4.在处理平整的土壁上抹一层麦草泥,待泥层稍干后涂刷石灰水(如南里王村韦氏墓甬道壁画)。还有个别是双层壁画(如章怀太子墓甬道壁画、韦贵妃墓门吏图)。前两种类型较普遍存在,这种结构的壁画揭取保护相对容易。后两种类型是少数墓葬壁画的结构形式,而且揭取难度较大。
  唐墓壁画的绘制一般分为起稿、勾线、着色三个步骤。起稿的方法是“结合相对固定的绘画题材、定出相应的总体布局,根据小样在素壁上起稿”⑤。起稿的工具和方法历代有所不同,据观察唐代主要用淡墨起稿,施彩后再加深墨线。有时也用赭石块、硬土块、墨斗、尺子、颜料等材料起稿。
  2.唐墓壁画颜料的使用特征和胶质的种类研究通过偏光显微镜(PLM)、X荧光分析仪(XRF)、X衍射分析仪(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)以及红外光谱(FT—IR)、高压液相色谱(HPLC)等现代化科学仪器对陕西历史博物馆收藏的近十座墓的壁画样品分析后得出,唐墓壁画所使用的颜料基本上是天然矿物颜料(见表一),也有人造的铅丹等颜料。通过使用FT—IR、HPLC对颜料中有机物蛋白质中氨基酸的分析,得出颜料中使用了动物胶。    
  唐墓壁画所使用的颜色最普遍的是红色、黄色、绿色、黑色,蓝色较少使用。色彩多为暖色调,较符合唐墓壁画反映人们日常生活的绘画题材。恰与敦煌石窟为代表的石窟壁画大量使用蓝色颜料形成反差。唐墓壁画红色颜料中使用最多的是土红色,朱砂和铅丹次之。在这三种红色颜料中,土红色最为稳定,不易受外界因素影响而变色。黄色颜料主要使用密托僧,土黄也有使用,但未发现使用雌黄和雄黄。绿色以石绿为主,另外金箔和银箔在壁画中也广泛使用,最有代表性的是懿德墓阙楼图、章怀墓墓室天象图、节愍太子墓华装侍女图等。
  唐代张彦远在《历代名画记》卷二《论画体工用榻写》载:“武陵(湖南常德)水井之丹,磨嵯(福建建瓯)之砂(朱砂),越巂(四川西昌)之空青,蔚之曾青,武昌(湖北)之扁青(上品石绿),蜀郡之铅华(黄丹),始兴(广东曲江)之解锡(胡粉)研炼、澄汰、深浅、轻重、精粗,林邑昆仑(马来)之黄(雌黄),南海(广东)之蚁铆(紫矿,造粉,胭脂),云中(山西)之鹿胶,吴中(江苏)之鳔胶,东阿(山东)之牛胶,漆姑计炼煎,并为重采,礬而用之”⑥从以上记载推知,当时长安所用颜料应该是从全国各地运来的上品名贵颜料,说明当时使用颜料之讲究。此外文中提到胡粉主要是调色,以及胶矾水之妙用,对我们今天的研究具有很重要的参考作用。我们分析结果和以上记载基本吻合,文献提到的有机颜料藤黄、胭脂等也可能使用,但未能得到确定。这应该与唐墓壁画埋于地下上千年,有机颜料受到自然因素影响而老化,样品残留量小,提取分离难度大有一定关系。
  我们选取未揭布的铁红颜料和黑色颜料及白色地杖层壁画样品分别进行红外光谱分析,使用仪器为:HORIBA FT—210(FT—IR)红外光谱仪,分析结果,我们发现有颜料的样品的N—H健(氨基酸)吸收峰明显大于无颜料样品的吸收峰,而C—H健吸收峰则相当,从而可以初步判断壁画颜料所使用的胶结材料是动物胶(如骨胶、皮胶、牛胶等)。而普遍存在的植物胶则是揭取壁画所用的桃胶。
  高压液相色谱(HPLC)法是颜料胶质分析的有效手段⑦⑧,我们利用此项技术对没有任何干扰的唐惠陵李宪墓新出土壁画颜料中蛋白质氨基酸的组成和无颜料的地仗材料进行分析,结果,氨基酸相对含量如表二。由于有颜料的红色样品检测到动物皮所特有的羟脯氨酸(Hydroxy—proline)的存在,而无颜料的白灰层并未检测出,同样得出颜料中使用了动物胶,而壁画无颜料处并未使用的结论。这也就证明壁画在绘制时并未在画面层上先刷胶矾水,然后绘画。这与红外吸收光谱检测结果一致,要进一步确定是什么类型的动物胶,将要通过标准样品的氨基酸类似率的比对来确定。
  二、唐墓壁画的揭取保护
  唐代壁画墓主要分布于陕西关中地区,地处黄土高原。鉴于壁画所处的环境和壁画材料的特殊性,加之目前所发掘的唐墓绝大多数是因为被盗或基建而进行的抢救性发掘,所以现场保护的难度极大。针刘墓室壁画的材质及结构特点,经过文物保护工作者的探索和试验,前述的揭取——搬迁保护的办法,成为出土唐墓壁画保护的最佳选择,并一直沿用至今。
  1.墓葬壁画揭取保护技术
  墓葬壁画的揭取保护是一项系统工程,从揭取→运输→暂存→修复复原→存库或陈列展出,要经过数十道工序,而且对每一步所使用的材料、工艺和方法都有严格的要求,任何一步的不当操作和失误,都可能导致壁画损坏甚至是无法弥补。因为包装运输较容易解决,所以整个保护修复过程中主要有三方面工作,即:壁画揭取、修复复原、并创造适合壁画长期保存和陈列展示的良好环境。
  制定规范、科学的揭取方案是减少考古信息损失,抑制进一步劣变和协调壁画复原保护的关键所在。半个世纪以来,在壁画保护实践中对揭取和修复复原的方法人们不断进行完善、规范,目前比较认可揭取工艺过程为:考古现场原始记录→画面预处理(主要是画面清洗和补全)→确定分割线、制壁画夹板→烘干→加固、封护→涂胶→贴纸→贴布→烘干→切割画面→揭取→包装运输→暂存;
  壁画揭取迁移后,保护的主要问题是:1.创造良好的壁画保存环境,确保壁画材料免受环境因素的影响而引起风化、颜色褪变等。2。对壁画本身进行保护修复、复原加固,重做壁画的支撑体,消除壁画材料本身的病害因素,如壁画表面泥土等污染物、清除残留在壁画材质表面及内部的可溶盐、加固已酥碱风化的壁画,使其材料性质趋于稳定,使壁画能够得以陈列展览。修复复原也是全面还原与再现壁画这一特殊文化遗存中所有历史信息和艺术价值的根本途径,也是追求传统工艺与科学技术有机结合的具体体现。关于修复复原工艺过程,由于所用支撑体材料的不同有所不同,但基本工艺为:画背清理→画背加固→制作过渡层→粘接支撑体(主要有石膏、木龙骨、铝合金龙骨等)→去除画面贴布→清洗画面→填补缺失→作旧。近年来,由于新材料技术的发展,人们开始使用新型的蜂窝板轻型材料作为支撑体,针对这种加固材料便有了新的修复加固的操作步骤:即壁画画背清理→画背加固→粘贴化纤网纱→去除画面贴布贴纸、清理画面→粘接支撑体→修整画面→填补缺失、补色(根据实际情况和具体要求)→封护→支撑体背部加标牌→陈列(或保存)。重点是研究壁画保护处理的有效工艺和方法、更重要的是选择和研究合适的材料。
  2.壁画保存环境:以唐墓壁画保存量最大的陕西历史博物馆为例,该馆在建设时专门建立了唐墓壁画保存库房,设计为恒温恒湿(设计温湿度:夏季T20±2℃,RH55±5%;冬季T18±2℃,RH55±5%),照明光源采用无紫外线荧光灯,光照度值控制在50Lux,并设计了集保存和展示为一体的大型轨道式立体抽屉柜,这些条件极大的改善了唐墓壁画的保存环境,也使得以往“不见天日”的壁画对外展示成为可能。这些条件对于消除因环境温湿度和光线而引起的壁画变褪色、发霉、及加固材料所引起的变形等问题确实起到抑制作用。但我们通过对放置在壁画库中的30多种颜料色板颜色的监测后发现:颜色依然有褪变现象⑨。测量颜料色板不同颜色的色度值和不同时间颜料的光谱反射率可以看出:其颜色变化主要是由于环境中降尘(通过监测,我馆壁画库中TSP含量超标28—60%,降尘0.62g秤方米·月较大)所引起的,同时还有空气中的有害成分(Co2、So2等超标)的因素。通过研究放于壁画库中颜料色板的色度值(L*、a*、b*),进行对比,可以看出各颜料的色变规律⑩:A.色饱和度小(即a*、b*绝对值接近0)的中性颜色(灰白系列色),色差值小(如灰色);而色饱和度大的颜色,颜色变化大;B.几乎放入壁画库中的所有颜色的饱和度都有下降(即a*、b*的绝对值都变小)其明度值L*大于50的几乎都减小,小于45的几乎都增大,由于灰尘属于灰白系列的中性色调,其明度既不亮又不暗,所以他对颜色的影响是:使其色调降低,明度向灰尘的明度方向接近。
  所以,我们在创造良好保存环境时,既要考虑温湿度的恒定,使用无紫外线光源的情况下尽量减少光照度和照射时间;同时也要消除污染气体的进入和降尘量的减少。在设计上可以考虑通过绿色环保型建筑材料来调解温湿度,从而减少空调系统的运作周期和通风量。既节约能源,又能减少污染气体和降尘、霉菌的进入,使壁画存放空间尽可能相对稳定。
  陕西历史博物馆收藏的自上世纪50年代至90年代末西安及附近地区20余座唐代贵族墓葬揭取的540多幅,1000多平方米壁画。记录了我国传统壁画揭取保护修复不同阶段的各种技术和材料。也对我们评估过去传统壁修复加固技术、方法、工艺和材料提供了丰富的实物标本。
  十几年来,我们在对已揭取壁画藏品进行保护修复和研究中发现,壁画所出现的问题和病害是:壁画颜色褪变,有的出现粉化脱落;画面发霉;由于修复加固材料引起的壁画出现变形、空臌、裂缝、断裂等;画面泥土污染严重;同时缺少过去壁画揭取修复的原始资料。我们发现这些问题很大程度与保存环境、管理水平及当年所遵循的保护原则、设计的保护方案和选取的保护材料密切相关。如:(1)过去揭取修复突出的问题是,揭取工作未留下任何保护修复档案资料,造成“壁画揭取”与“壁画复原”的严重脱节。(2)画面泥土、污垢在揭取时未得到有效清理,再次清理难度加大,而且易造成对颜料的损伤。(3)揭取时直接在画面上贴粗布,造成画面留下布纹,几乎不可能清理干净。(4)采用桃胶贴布揭取的壁画,如果再使用环氧树脂+龙骨作为支撑体,画面不透气,很容易滋生霉菌,霉菌严重污染画面并使颜料变色,表面材质腐败。(5)自上世纪50年代到90年代,壁画修复复原的加固支撑体系不断提高改进,但同样带来很多问题:最初使用石膏加筋作为支撑体,这种壁画特别笨重,不易搬运和陈列,而且石膏易吸水产生物理化学性质变化,产生膨胀、断裂,并且破坏原来的石灰体壁画的材质性能。后来为了搬运,增加了木箱,但仍然笨重,画面受污染影响较大(如苏思勖墓壁画、永泰公主墓壁画);60年代后使用桐油或大漆帆布和木龙骨作为支撑体,之后为了增加强度又使用“环氧树脂+木龙骨”支撑体系,虽然减轻了重量,但由于木龙骨受潮易变形,加之木龙骨、环氧树脂和壁画材料的理化性能差异较大,所以产生变形、收缩、画面空臌、画面掉渣的情况较多。有些大型壁画还使用了钢管和角铁(如懿德太子墓壁画、章怀太子墓壁画)都有同样的问题发生;80年代后期为了克服变形的问题,减轻重量,使用了环氧树脂+铝合金龙骨结构体系(如南里王村韦氏墓壁画,霉变严重),并且增加了缓冲过渡层(缓解了因环氧树脂收缩所引起的变形),这种体系一直到现在很多地方还在用,但我们再处理这些壁画时同样发现由于操作工艺不同而出现变形,并且发现铝合金容易脱胶。而且这种“树脂+龙骨”的支撑体系中,壁画平面与龙骨粘结面毕竟是局部的,壁画材质、树脂胶、及龙骨本身力学性能差异,在他们的粘结处容易产生应力,同时环氧树脂老化后不易剔除,特别是污染到画面上很难去掉。(6)过去对揭取后的壁画所进行的修复复原加固,更多的重视背面支撑体的材料和工艺,很少研究和处理壁画画面,造成多年后壁画画面受到泥土、盐分、灰尘、霉菌等多种因素破坏,而难以修复,有的画面颜色已发生严重褪变。(7)以往的保护修复工作缺乏系统、科学的研究作为基础,所以容易产生人为操作、工艺方法、画揭取使用材料的失误和不当,造成不可弥补的损失。(8)传统墓室壁画修复方法忽视了壁画颜料及制作工艺研究,也不注重壁画保存环境的控制。所以十多年来我们通过保护处理这些壁画,同时加强和国际合作,引入科学保护唐墓壁画的理念,建立科学的指导原则,认真科学的研究和评估过去的方法、工艺和材料。总结经验教训,研究科学规范的壁画保护修复方法。在支撑体系中引入“丙烯酸类粘合+轻型蜂窝板”体系,利用该方法加固的壁画不仅有重量轻、整体刚性强、不易变形的特点,而且便于运输、陈列,同时还具有在对前一次修复工艺过程中出现的问题可再修正的功能,从而可实现对壁画的再次修复与保护处理,给以后操作留有空间,即满足可再处理原则。
  四、唐墓壁画的科学保护
  上世纪末我们和日本奈文研,意大利文化遗产部修复中心,开展唐墓壁画的科学保护研究。现在陕西历史博物馆正在建立现代化的唐墓壁画陈列馆和壁画保护修复中心,这使得我们将进入全面科学保护唐墓壁画的时代。将在“中国文物古迹保护准则”的指导下,加强科学管理与科学规划;控制环境使壁画免受环境因素引起的破坏;规范保护修复的程序,研究适合的保护修复的技术方法和工艺,特别是已揭取修复壁画的再处理方法和工艺,科学研究新材料;利用数字化技术实现壁画的数字化保护,建立科学的保护修复档案。
  1.创建良好的有效的壁画保存和陈列环境
  尽管目前陕西历史博物馆壁画库的条件已经是目前国内环境控制较好的库房之一,特别是在温湿度、光线控制方面更是严格国家文物局规定的环境参数而达标。然而研究结果表明空气中的总悬浮颗粒(TSP)和降尘量仍然影响着壁画的颜色褪变,并对壁画画面产生损害;同时空气指数还未完全达标⑩。加之空调的开放在控制温湿度的同时,能源消耗较大,运行成本很高,同时过多的换气又增加了外界因素对保存环境的干扰,破坏了相对稳定的环境,空气流动也对画面颜料产生影响。目前正在新建的唐墓壁画陈列馆,将壁画存放空间和观众参观区域分开,使壁画存放环境因素达到稳定而较少于预。同时引进“绿色建材”概念,尽量从建筑上做到对温湿度的调节控制,以便减少空调运作周期和控制强度,提高工作效率降低运作成本;保存空间密闭;增力口精细除尘过滤设备;消除空气污染。有效使用除氧封存技术保存壁画,用小气候控制环境,可以非常容易的消除降尘和污染气体的影响,而且又能隔绝紫外线,调节湿度,能长久保持稳定的环境状态。
  2.对现存壁画状况进行全面科学评估,制定科学保护规划,按照保护修复规范进行保护处理:
  根据中国文物古迹保护准则要求,“保护必须按照程序进行,研究工作应当贯穿在保护工作的全过程,所有保护程序都要以研究成果为依据”。壁画的保护修复是一项环环相扣的系统工程,包括现场揭取和室内修复两大步骤,两步骤间又有紧密相关的若干环节组成,综合考虑从壁画揭取、运输、暂存,到复原、保存环境、陈列及外展运输等过程中的保护问题,就需要制定和完善规范、科学的保护修复工艺,做的兼顾左右、避免脱节、注重实效、易于操作,以实现于忠实历史文物的原貌和避免考古信息丢失的最根本目标。
  3.积极开展壁画的数字化保护与修复技术应用研究,建立科学的壁画保护修复信息系统:
  唐墓壁画的价值体现了其历史性、艺术性和科学性,我们以往的文物保护技术实际上是通过保护文物的材质完整而达到保护其历史、艺术和科学价值。然而,一切物质在自然界老化变质是绝对的,不变是相对的,并且我们在实施保护修复中的任何干预都或多或少的对其产生负面影响。而数字化技术的进步使得应用于保护工作具有无损临摹、重复设置、无风险实验等优越性,在解决当前文物保护所面临的问题上可以帮助进行信息保存、文档管理、资料分析、可视化试验临摹和有效的流程管理等工作,是传统保护技术的强有力补充,能够为文物保护技术的研究和发展起到关键性的影响,这是文化遗产保护中的“无形遗产”的保护。此外,开展唐墓壁画的数字化信息的获取和复原,建立虚拟壁画墓室空间;建立科学的壁画保护辅助修复系统,壁画文物保护修复辅助系统可进行壁画病害标注、壁画病害调查分析、壁画环境监测、壁画虚拟修复、色彩虚拟演变模拟等功能。均为唐墓壁画科学保护中不可忽视的内容。
  张群喜 陕西历史博物馆副研究员
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  ①河南安阳殷墟商代晚期宫殿遗址中就发现有壁饰残片见《考古》1976年第4期。
  ②尹盛平主编,《唐墓壁画真品选粹》,陕西人民美术出版社,1991年6月
  ③张群喜,唐墓壁画颜料分析与研究,《陕西历史博物馆馆刊》,2001年
  ④张建林等,关中唐墓壁画残片分析,《文博》2000年。
  ⑤《后汉书、梁充传》
  ⑥(唐)张彦远,《历代名画记》,(卷2)
  ⑦李实,敦煌壁画中胶结构材料的定量分析,《敦煌研究》,1995年第3期
  ⑧苏伯民等,色谱法在古代绘画胶结材料分析中的应用,《敦煌研究》,2000年第1期
  ⑨张群喜等,从颜料色板的老化试验谈唐墓壁画的保护,《陕西历史博物馆馆刊》2002年
  ⑩张群喜等,陕西历史博物馆壁画库降尘成分分析与研究,《文物保护与修复纪实》2004岭南美术出版社
  



唐墓壁画国际学术研讨会论文集/陕西历史博物馆编.--西安:三秦出版社,2006.10

唐墓壁画国际学术研讨会论文集/陕西历史博物馆编.--西安:三秦出版社,2006.10

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