四川平武報(bào)恩寺萬佛閣彩塑制作工藝分析*

惠任～ 馮圓媛 路智勇 傅倩麗 王展

（1.西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院；2.清華大學(xué)建筑學(xué)院；

3.中國磚石質(zhì)文物保護(hù)國家文物局重點(diǎn)科研基地；4.西北大學(xué) 國家教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；5.陜西省考古研究院；6.秦始皇兵馬俑博物館；7.陜西省文物保護(hù)修復(fù)研究院）

平武報(bào)恩寺，全稱為“敕修報(bào)恩寺”，位于四川省綿陽市平武縣東北角，占地27800余平方米，建筑面積約3500平方米[1]，1996年被國務(wù)院公布為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。平武報(bào)恩寺是我國保存最完整的明代古建筑群之一，為研究明代建筑的結(jié)構(gòu)形制及藝術(shù)風(fēng)格提供了重要實(shí)物資料。萬佛閣位于報(bào)恩寺建筑群中軸末端，坐西向東，分上下二層。閣內(nèi)一層有彩塑13尊，共計(jì)104.71m3，其中殿內(nèi)正中供有佛祖說法彩塑一組11尊（主佛釋迦牟尼和兩側(cè)“十大弟子”），主佛前還有2尊高大彩塑，為明代王璽、王鑒父子之像。經(jīng)初步勘察，萬佛閣彩塑存在顏料層脫落、地仗層脫落、裂隙、灰塵覆蓋等病害，整體保存狀況尚可；其主體結(jié)構(gòu)為明代所制，色彩鮮艷、形象生動、姿態(tài)各異，工藝技法在四川地區(qū)具有一定代表性。本文利用3D超景深顯微分析、偏光顯微分析、掃描電鏡能譜分析、拉曼光譜分析、X射線衍射分析等多種科學(xué)分析手段，對萬佛閣內(nèi)一層13尊彩塑的材質(zhì)及工藝進(jìn)行深入研究（圖一、二；表一），為進(jìn)一步探尋萬佛閣彩塑的文物價(jià)值，了解其病害的形成機(jī)理，以及為后期彩塑的保護(hù)修復(fù)奠定基礎(chǔ)。

一、樣品與儀器

（一）樣品

根據(jù)文物保護(hù)不改變原狀和最少干預(yù)原則，對13尊彩塑進(jìn)行分層采樣。主要采用拾取法和粘取法對報(bào)恩寺萬佛閣一層13 尊彩塑身上黑、白、黃、紅、綠、藍(lán)6種主要色系的顏料，和白粉層、白灰層、細(xì)泥層、粗泥層進(jìn)行取樣，選取其中12個典型樣品進(jìn)行綜合分析。同時還取了少量當(dāng)?shù)赝寥罉悠愤M(jìn)行對比研究。樣品詳細(xì)信息見表二。號為KH-7700；金屬鹵素冷光源， 100倍下觀察，201萬動態(tài)像素。偏光顯微鏡為德國徠卡公司生產(chǎn)，型號為Leica DMLSP；使用Leica Wild體視顯微鏡輔助分離樣品；單偏光、正交偏光500倍下觀察。掃描電鏡能譜儀為捷克TESCAN公司生產(chǎn)，型號為VEGA 3 XM；配美國伊達(dá)克斯公司Genesis 2000XMX型X射線能譜儀；使用鎢燈絲電子槍，二次電子或背散射探頭，500-1000倍下觀察，分析電壓為10-20kV。拉曼光譜分析儀為英國Renishaw公司生產(chǎn)，型號為invia；配備有Leica顯微鏡。氬離子激光器，激發(fā)光波長為514nm，物鏡放大倍數(shù)為50、100倍，信息采集時間為10s，累加次數(shù)2～5次。X射線衍射儀為日本理學(xué)株式會社生產(chǎn)，型號為 SmartLab 9kw智能型；銅靶（Cu），D/teX Ultra探測器；狹縫IS=1mm，RS=1mm；電壓為45kV ；電流為200mA。激光粒度儀為中國百特公司生產(chǎn)，型號為Bettersize2000LD；樣品折射率為1.630-

圖一 萬佛閣一層彩塑分布圖（文物編號為22-34）

圖二 萬佛閣一層彩塑分布示意圖

（二）儀器

3D超景深顯微鏡為日本浩視公司生產(chǎn)，型0.100i；使用介質(zhì)為水；介質(zhì)折射率為1.333；分析模式為2.35-通用；分布類型為體積分布。

表一 萬佛閣彩塑信息表

表二 萬佛閣彩塑取樣表

二、結(jié)果與討論

（一）彩塑制作結(jié)構(gòu)

依據(jù)萬佛閣彩塑前期勘察結(jié)果，并結(jié)合前人對歷代壁畫彩塑的研究成果[2～4]，推斷彩塑主要制作結(jié)構(gòu)為：木骨架—草胎—泥質(zhì)地仗—灰層—白粉層—顏料層。首先以木質(zhì)框架做骨架，然后在其上纏以草繩并加草胎對木質(zhì)骨架進(jìn)行保護(hù)，同時起到增大黏土附著力的作用以方便掛泥[5]。地仗以夾大量稻草的粗泥打底塑形，然后依次覆蓋含少量稻草的細(xì)泥和摻有棉花的灰層，最后涂刷白粉層并在其上繪制顏料層。萬佛閣一層彩塑共13尊，其建造年代相同，制作工藝相仿。根據(jù)少干預(yù)的文物保護(hù)原則，從部分彩塑殘損處探入內(nèi)窺鏡可看到內(nèi)部大致的基本結(jié)構(gòu)，其木骨架為楠木材質(zhì)，性能良好，不易因腐朽變形而影響彩塑穩(wěn)定性[6]，木骨架周圍覆有草胎。以13號彩塑為例，繪制出示意圖（圖三）。

圖三 萬佛閣彩塑結(jié)構(gòu)組圖

表三 萬佛閣彩塑顏料激光拉曼分析結(jié)果

（二）彩塑制作材質(zhì)

1.顏料層分析

取萬佛閣一層彩塑的黑色、白色、紅色、粉色、藍(lán)色、黃色、綠色9個樣品分別進(jìn)行偏光顯微分析及激光拉曼分析，分析結(jié)果見圖四和表三。

結(jié)果顯示，黑色顏料成分為炭黑，白色顏料成分為石膏夾石英，紅色顏料成分為朱砂，粉色顏料為朱砂與石英調(diào)制而成，黃色顏料為鐵黃，綠色顏料為人造綠銅礦，12、13號彩塑上的藍(lán)色顏料為現(xiàn)代染料酞菁藍(lán)，推測12、13號彩塑有后人補(bǔ)繪痕跡。

2.白粉層分析

使用掃描電鏡能譜分析，白粉層所含主要元素為 C、O、S、Al、Si、Na、Mg、K、Ca，其中S和Ca元素含量較高（圖五）。

進(jìn)一步使用X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)白粉層中含有石英、鈉長石、伊利石、斜綠泥石、石膏和草酸鈣石等主要礦物（圖六）。由于石膏是一種自然界分布較廣的白色礦石，在我國石窟壁畫、建筑壁畫和墓葬壁畫的顏料層和白粉層中極為常見[7，8]，所以判斷報(bào)恩寺萬佛閣彩塑白粉層中的主要成分為石膏，其他成分來源于伴生雜質(zhì)和下層地仗土。

圖五 萬佛閣彩塑白粉層SEM能譜分析結(jié)果

圖六 萬佛閣彩塑白粉層XRD分析結(jié)果

圖七 萬佛閣彩塑地仗灰層SEM能譜分析結(jié)果

圖八 萬佛閣彩塑地仗灰層XRD分析結(jié)果

圖九 灰層纖維超景深照片100×分析結(jié)果

圖一〇 灰層纖維SEM照片1000×分析結(jié)果

3.地仗層分析

（1）成分分析

灰層：由肉眼看，萬佛閣彩塑地仗表面灰層厚度為3～5mm，為青灰色，內(nèi)加白色、細(xì)長、柔軟植物纖維。掃描電鏡能譜分析灰層內(nèi)含C、O、Fe、Al、Si、Na、Mg、K 等元素，其中Al、Si含量較高（圖七）；X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)其主要物相組成為石英、白云母、鈣長石和斜綠泥石等，由于斜綠泥石的存在，使得灰層顯青灰色（圖八）；顯微觀察內(nèi)含植物纖維具有天然扭轉(zhuǎn)，橫截面呈不規(guī)則腰圓形，并含有中腔，有老化現(xiàn)象（圖九、一〇），與現(xiàn)代棉纖維樣品纖維結(jié)構(gòu)相似，符合棉纖維的顯微形態(tài)特征（圖一一）。棉是中國古代壁畫白灰地仗中常用的天然植物纖維，起到加固地仗、防止其收縮開裂的作用。

圖一一 現(xiàn)代棉纖維SEM照片1000×

圖一二 萬佛閣彩塑地仗泥層SEM能譜分析結(jié)果

圖一三 萬佛閣彩塑地仗泥層XRD分析結(jié)果

圖一四 泥層纖維超景深照片100×

圖一五 泥層纖維SEM照片1000×

圖一六 稻草纖維SEM照片1000×

圖一七 平武當(dāng)?shù)赝罶EM能譜分析結(jié)果

圖一八 平武當(dāng)?shù)赝罼RD分析結(jié)果

泥層：泥層分細(xì)泥層和粗泥層上下兩部分，前者較細(xì)膩，內(nèi)夾雜少量較粗植物纖維，后者顆粒稍大，內(nèi)含纖維較多。經(jīng)掃描電鏡能譜分析，兩層泥質(zhì)地仗元素組成基本一致，且與灰層主要元素相同（圖一二）； X射線衍射儀分析發(fā)現(xiàn)兩泥層的主要物相組成為石英、白云母、鈉長石、綠泥石等（圖一三）；顯微觀察內(nèi)夾雜纖維細(xì)胞一般都為細(xì)且短，兩端多呈尖削狀，胞腔較小，壁上有紋孔（也有無紋孔）和節(jié)紋（圖一四、一五），形態(tài)與典型的稻草結(jié)構(gòu)一致（圖一六）[9]。

為了進(jìn)一步探尋地仗成分來源，我們在平武當(dāng)?shù)兀仙狡拢┎杉艘恍┥盥衲嗤吝M(jìn)行成分對比研究（圖一七、一八）。從分析結(jié)果來看，當(dāng)?shù)赝恋脑睾臀锵嘟M成和報(bào)恩寺彩塑地仗成分極為相似，由石英、長石、白云母等礦物組成，為今后篩選彩塑填補(bǔ)、灌漿等修復(fù)用材奠定了前期研究基礎(chǔ)。

圖一九 萬佛閣彩塑地仗層白灰層粒度成分圖

圖二〇 萬佛閣彩塑地仗層細(xì)泥層粒度成分圖

圖二一 萬佛閣彩塑地仗粗泥層粒度成分圖

圖二二 報(bào)恩寺當(dāng)?shù)赝亮６瘸煞謭D

（2）粒度分析

為探究地仗各層成分的粒徑分布，用激光粒度儀分別對當(dāng)?shù)赝翗悠?、粗泥層樣品（WFG-7CS-DZ）、細(xì)泥層樣品（WFG-13CS-DZ）、白灰層樣 品（WFG-12CSDZ）進(jìn)行測試。分析結(jié)果按照我國常用粒組分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見圖一九、二〇、二一、二二和表四。

分析結(jié)果顯示，灰層的粒徑主要分布于0.0007～0.8mm的范圍內(nèi)，涵蓋了黏粒組、粉粒組（細(xì)粒組）和砂粒組（粗粒組），其中粉粒組和黏粒組占58.23%，砂粒組占41.77%，中值粒徑為0.05mm。細(xì)泥層、粗泥層和當(dāng)?shù)赝寥吡絽^(qū)間分布大體相同，粒徑均在0.0005-0.3mm的范圍內(nèi)，涵蓋了各級粉粒組和細(xì)砂組；從數(shù)據(jù)上看，泥層粒徑比灰層更細(xì)，94%以上為細(xì)粒組，中值粒徑為0.01 mm，其中當(dāng)?shù)赝磷罴?xì)，細(xì)泥和粗泥次之；結(jié)合成分分析結(jié)果，細(xì)泥層與粗泥層土質(zhì)相似，雖與當(dāng)?shù)赝林g存在微小差異（與采樣部位和隨機(jī)性有關(guān)），但總體上可以判斷源于就地取材。

由于細(xì)泥層和粗泥層中混有稻草，為測其稻草的占比又對樣品進(jìn)行了篩分稱重，得出粗泥層樣品中稻草含量為18.77%，細(xì)泥層樣品中稻草含量為3.27%，結(jié)合粒度分析和成分分析，說明粗泥層和細(xì)泥層土質(zhì)相似，僅稻草含量較高。

表四 地仗顆粒級配統(tǒng)計(jì)表（W%）

三、結(jié)論

報(bào)恩寺壁畫彩塑制作精良，是不可多得的明代藝術(shù)佳作，有著珍貴的文物價(jià)值和社會、文化價(jià)值。本文通過現(xiàn)狀勘察和儀器分析，對報(bào)恩寺萬佛閣一層彩塑的制作材質(zhì)和工藝進(jìn)行了綜合研究，得出以下結(jié)論：

（1）彩塑制作結(jié)構(gòu)：從內(nèi)至外依次為木質(zhì)骨架—草胎—泥質(zhì)地仗—灰層—白粉層—顏料層。

（2）彩塑制作材質(zhì)：①顏料層使用了黑、白、黃、紅、綠、藍(lán)6種主要色系的顏料，其中黑色為炭黑，白色為石膏夾石英，紅色為朱砂，粉色為朱砂夾石英，黃色為鐵黃，綠色為人造綠銅礦；12、13號彩塑上的藍(lán)色顏料為現(xiàn)代染料酞菁藍(lán)，判斷12、13號彩塑有后人補(bǔ)繪痕跡。②白粉層主要成分為石膏。③灰層主要成分為石英、白云母、鈣長石和斜綠泥石等，由于斜綠泥石的存在導(dǎo)致灰層成青灰色；加筋材料為棉。④泥質(zhì)地仗分粗細(xì)兩層，主要成分為石英、白云母、鈉長石、綠泥石等；粗泥層含有較多的稻草纖維；泥質(zhì)地仗與當(dāng)?shù)赝恋某煞旨傲椒植枷嗨疲袛嗥錇榫偷厝〔摹?/p>

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