黃梅縣博物館館藏青銅器病害調(diào)查與分析

童志軍 易澤林

摘 要：對(duì)文物病害的分析評(píng)估是文物科學(xué)研究的重要一環(huán)，也是文物保護(hù)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。發(fā)現(xiàn)病害、分析病害和防治病害是文物保護(hù)工作者處理病害問題的常規(guī)步驟。運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論、手段、方法分析研究文物，揭示文物內(nèi)在價(jià)值和表象下的變化規(guī)律，是文物保護(hù)研究的重要前提，也是設(shè)計(jì)文物保護(hù)修復(fù)方案的重要依據(jù)。本文針對(duì)黃梅縣博物館館藏的61件青銅器，利用相關(guān)儀器設(shè)備對(duì)需保護(hù)的文物做全面的“健康檢查”，以確定其材質(zhì)、工藝、微觀結(jié)構(gòu)、病害原因、病害機(jī)理，給出具體的保護(hù)修復(fù)建議，確保文物病害得到科學(xué)有效的治理，同時(shí)盡可能地揭示這批青銅器的隱藏信息，增加其文物價(jià)值。

關(guān)鍵詞：館藏青銅器;病害調(diào)查;科技分析;修復(fù)

0 引言

黃梅縣博物館館藏青銅器風(fēng)化破損嚴(yán)重，影響了該批青銅器的保存與展示利用。湖北省文物保護(hù)技術(shù)中心人員及北京聯(lián)合大學(xué)師生專門對(duì)黃梅縣博物館館藏青銅器病害進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。此批館藏青銅器共61件套，該批器物來源較為復(fù)雜，主要為征集和搶救性考古發(fā)掘。在地下埋藏多年的商周春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的青銅禮器、青銅兵器、青銅車馬器，兩漢、南北朝及唐宋各時(shí)期的銅鏡，明代銅佛坐像，清代仿明的香爐及民國(guó)時(shí)期銅地球儀、溫酒器等銅質(zhì)文物受到地下埋藏環(huán)境中各種腐蝕因素的影響，已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的銹蝕，加之出土后未及時(shí)采取有效的保護(hù)措施，導(dǎo)致腐蝕加劇。本文依照《館藏青銅器病害與圖示》（WW/T 0004-2007）調(diào)查該批器物的保存現(xiàn)狀，為后期文物修復(fù)提供基礎(chǔ)資料。

1 青銅器病害調(diào)查

本文依照《館藏青銅器病害與圖示》（WW/T 0004-2007）對(duì)該批器物的保存現(xiàn)狀展開了詳細(xì)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該批青銅器在入藏時(shí)多已嚴(yán)重殘破、變形、銹蝕，同時(shí)由于歷史原因及保藏條件限制，部分文物腐蝕加重。另外，受庫房數(shù)量及面積限制，青銅器無法做到隔離存放，“點(diǎn)腐蝕”等青銅病害出現(xiàn)了蔓延跡象。受上述因素影響，目前相當(dāng)一部分青銅器已呈現(xiàn)瀕危狀態(tài)，存在不同程度的點(diǎn)腐蝕、表面硬結(jié)物、通體礦化、穿孔等情況，特別是幾件極為珍貴的銅器的自然損毀情況極為嚴(yán)重，包括一件商代的提梁卣、一件戰(zhàn)國(guó)的銅鉦、一件六朝的三獸銅鏡和一件明代的座式毗盧銅像等，銅器上的銘文和精美的紋飾因銹蝕加劇和破裂嚴(yán)重而難以辨認(rèn)。

2 青銅器的科技分析

2.1 表面顯微分析

為了了解樣品的銹層、銹蝕程度、鑄造工藝以及修復(fù)信息，我們采用便攜顯微鏡對(duì)文物的部分銹蝕進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的纖維形貌的觀察，形貌圖如下：

通過觀察銅器表面微觀形貌，可以發(fā)現(xiàn)表面銹蝕產(chǎn)物顏色呈多樣化，有綠色、藍(lán)色、白色等銹蝕產(chǎn)物，整體的銹蝕產(chǎn)物分為堅(jiān)硬和疏松兩類銹蝕，大部分是較為堅(jiān)硬的銹蝕產(chǎn)物，如M1-43小口鼎表面綠繡、M1-8鼎蓋內(nèi)部白色銹蝕及M1-33刀刃白色銹蝕等，有瘤狀的銹蝕產(chǎn)物，瘤狀物部分較為堅(jiān)硬，如796劍表面瘤狀物，內(nèi)部的銹粉較為疏松，如796劍表面粉狀銹。

2.2 XRF成分分析

為了了解器物基體和銹蝕等的成分，我們運(yùn)用便攜式X射線熒光儀對(duì)器物表面或者殘斷后露出的內(nèi)部基體進(jìn)行了半定量分析。結(jié)果見表1。

測(cè)定時(shí)采用的是金屬模式，氧、氫和碳等較輕元素不能被測(cè)出。各個(gè)元素含量?jī)H具有相對(duì)比較的意義，從中可以看出：檢測(cè)樣品為館藏文物，除949獅子銅地球儀樣品，其他器物銅、錫、鉛含量比例為7∶2∶1或6∶3∶1，結(jié)合相關(guān)研究，銅、錫、鉛配比符合東周晚期合金配比;M1∶1銅壺和M1∶49銅斧兩件器物，錫含量明顯高于銅含量，推測(cè)是因?yàn)樵獾礁g，銅比錫優(yōu)先腐蝕并且流失，所以檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)錫比銅含量高的現(xiàn)象。949獅子銅地球儀為民國(guó)傳世物，通過現(xiàn)場(chǎng)觀察及數(shù)據(jù)分析，地球儀成分主要為黃銅，且含鋅量小于35%，鋅能溶于銅內(nèi)形成單相a，為單相黃銅，塑性好，適于冷熱加壓加工。751銅簋基體檢測(cè)出硅和鋁元素，推測(cè)為埋藏中土壤元素。銅器未檢測(cè)到Cl-的存在，但并不說明不存在Cl-，一方面可能是檢測(cè)部位恰好無Cl-，另一方面便攜式XRF無標(biāo)樣半定量分析檢測(cè)限較高，含量低于檢測(cè)限就不能測(cè)出結(jié)果。如果存在Cl-，對(duì)青銅文物將是很大的威脅，會(huì)大大加快腐蝕速度，必須盡快進(jìn)行粉狀銹去除，去掉Cl-。

2.3 銅器樣品銹蝕體的金相顯微觀察

751豆：銅與錫以α固溶體和（α+δ）共析體的方式存在，鉛以獨(dú)立相存在，呈顆粒狀，部分鉛已腐蝕脫落，腐蝕邊緣存留少量共析體。通過觀察樣品的暗場(chǎng)照片，可以發(fā)現(xiàn)腐蝕邊緣附著紅色銹蝕層、藍(lán)色銹蝕層以及白色銹蝕層。通過觀察金相，可知樣品為澆鑄青銅器。

2.4 偏光顯微分析

材料為M1：2銅壺頸部銹蝕，置于載玻片上并固結(jié)在蓋玻片下，儀器采用Leica DMLSP偏光顯微鏡。分析結(jié)果見表2。

通過偏光分析可知，該批器物的腐蝕產(chǎn)物總體有黑色和綠色兩種，其中黑色為氧化銅，綠色銹蝕產(chǎn)物基本成分為石綠和石青，有些銹蝕產(chǎn)物在石綠和石青的基礎(chǔ)上還有少量的氧化銅或赤銅礦與兩者共同存在。銹蝕產(chǎn)物中部分含有藍(lán)色、紅色及綠色銹蝕，藍(lán)色銹蝕產(chǎn)物是以藍(lán)銅礦Cu3（OH）2（CO3）2為主，紅色是氧化亞銅Cu2O，綠色是孔雀石Cu2CO3（OH）2;同時(shí)含有錫石。

2.5 掃描電鏡和能譜分析

使用HITACHI SUI510掃描電子顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行分析檢測(cè)，并配合能譜測(cè)試其成分。分析結(jié)果見表3。

該樣品取自銅鼎的腹部，銹粉呈白綠色，通過檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出Si為土壤中的元素，初步推測(cè)其為堿式碳酸銅和錫、鉛的氧化物的混合產(chǎn)物。

該樣品取自銅盆的腹部，銹粉呈白色，通過檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出Al、Si為土壤中的元素，初步推測(cè)腐蝕產(chǎn)物為錫的氧化物。

該批器物的銹蝕產(chǎn)物有綠色、白色、白綠色、藍(lán)綠色、黑色及紅色，通過檢測(cè)分析進(jìn)一步推測(cè)其綠色銹蝕產(chǎn)物可能為堿式碳酸銅，白色腐蝕產(chǎn)物為錫或鉛的氧化物，藍(lán)綠色為藍(lán)銅礦或孔雀石，黑色銹蝕產(chǎn)物可能為銅的硫化物，紅色銹蝕產(chǎn)物可能為氧化亞銅。該批器物的銹蝕產(chǎn)物大致為這幾大類，多數(shù)銹蝕產(chǎn)物較為穩(wěn)定，對(duì)器物本體不會(huì)造成破壞。結(jié)合表面觀察和顯微分析，有部分銹蝕產(chǎn)物遮蔽了器物的紋飾，不利于后期的展示和研究，因此雖然其為無害銹，但也要去除，對(duì)于此類銹蝕產(chǎn)物要在修復(fù)的過程中根據(jù)具體情況具體分析，有針對(duì)性地保留或去除。同時(shí)在部分器物上有Cl-的存在，可以對(duì)其開展有害銹的去除工作。

3 病害調(diào)查結(jié)果及保護(hù)修復(fù)建議

通過表面觀察和顯微觀察，并配合偏光顯微鏡及掃描電鏡分析，得出該批青銅器的銹蝕產(chǎn)物分為堅(jiān)硬和疏松兩類銹蝕，大部分為較為堅(jiān)硬的銹蝕產(chǎn)物，有瘤狀的銹蝕產(chǎn)物，瘤狀物部分較為堅(jiān)硬，內(nèi)部的銹粉較為疏松，故在修復(fù)的過程中要有針對(duì)性地采取措施去除銹蝕產(chǎn)物。銹蝕產(chǎn)物有黃色、綠色、藍(lán)色、白色等，顏色呈多樣化，說明銹蝕物的成分差異較大。藍(lán)色銹蝕產(chǎn)物以藍(lán)銅礦Cu3（OH）2（CO3）2為主，紅色是氧化亞銅Cu2O，黑色為硫化銅CuS，綠色是孔雀石Cu2CO3（OH）2，同時(shí)結(jié)合金相分析的暗場(chǎng)照片可以看出除上述腐蝕產(chǎn)物之外還含有錫石。銹蝕產(chǎn)物主要為藍(lán)銅礦、孔雀石、氧化亞銅、鉛或錫的氧化物、堿式碳酸銅、銅的硫化物等相對(duì)穩(wěn)定的銹蝕，但是有的銹蝕覆蓋了器物表面紋飾，需要利用物理或化學(xué)方法除銹;還有少量青銅器含有Cl-，需要去除有害銹，避免病害進(jìn)一步加重，危害器物本體;有相當(dāng)多器物已通體礦化，成為有形無強(qiáng)度的脆弱青銅器，在修復(fù)前需要加固。大部分的腐蝕產(chǎn)物為Cu、Mg、Si、Fe，有大量的Si元素，說明土壤對(duì)青銅文物腐蝕的影響較大，出土銅器附著的銹蝕較活潑，銹蝕有進(jìn)一步發(fā)展及爆發(fā)點(diǎn)腐蝕等銅器病害的可能性，故在修復(fù)的過程中要極其注意有害銹的去除。

從能譜數(shù)據(jù)中可以進(jìn)一步得出青銅器以銅錫青銅居多。

根據(jù)對(duì)該批銅器的金相顯微分析及XRF分析得出：該批銅器主要成分是銅、錫、鉛，銅與錫以α固溶體和（α+δ）共析體的方式存在，鉛以獨(dú)立相存在，比例推測(cè)為銅6錫3鉛1或銅7錫2鉛1，個(gè)別銅器鉛錫含量較高，推測(cè)為腐蝕所致，腐蝕邊緣處的（α+δ）共析體優(yōu)先腐蝕。該批青銅器的鉛錫含量都較高，故該批青銅器的硬度較高，所以在整形過程中應(yīng)采用加溫整形法，避免整形方法不正確而對(duì)器物造成傷害。

本文得出結(jié)論，為確保這些青銅文物具有的重要的文物價(jià)值，以及從穩(wěn)定性和安全性考慮，迫切需要對(duì)它們展開科學(xué)的修復(fù)與保護(hù)。