吐魯番拜西哈爾石窟新發(fā)現(xiàn)壁畫的保護與研究

鄧永紅（吐魯番博物館 新疆吐魯番 838000）

藺朝穎（湖南省博物館 湖南長沙 410000）

徐東良（吐魯番學研究院技術保護研究所 新疆吐魯番 838000）

劉 亮（湖南省博物館 湖南長沙 410000）

引言

壁畫是指繪制于建筑物的墻壁和天花板上的畫，或先畫在布、紙等載體上，然后再貼于墻上的圖畫或圖案。我國古代壁畫一般以繪制場所的不同而區(qū)分，有殿堂壁畫、寺觀壁畫、石窟壁畫、墓室壁畫、民居住宅壁畫等[1]。作為我國最古老的繪畫藝術的實物遺存，壁畫是我國豐富的文化遺產(chǎn)中重要的組成部分[2]。

吐魯番是古代絲綢之路上的重鎮(zhèn)，是多種文化、多種宗教交流薈萃的地方。吐魯番以柏孜克里克、拜西哈爾等為代表的石窟群，統(tǒng)稱為高昌石窟[3]。拜西哈爾石窟坐落在火焰山北坡的一條溝壑中，距柏孜克里石窟西北約2公里處，其東部保存有較完整的烽燧遺址，北望烏江布拉克古城。拜西哈爾石窟也稱作“伯西哈爾”，“拜西”在維吾爾語中是“五個”的意思，顧名思義也就是有5個洞窟（圖1）。拜西哈爾石窟的3號洞窟為小型的中心柱式洞窟，主要是禮拜窟，其余4個洞窟皆為方形窟，頂部為橫券式或縱券式。其中3個洞窟有壁畫，保存壁畫面積約60平方米。洞窟前原有前庭，后來坍塌損毀。

2017年5～6月，吐魯番學研究院考古所對拜西哈爾石窟進行了維修前的考古發(fā)掘，在洞窟的前庭位置清理出一些新的壁畫殘片，合計約4平方米。這些壁畫為公元9世紀末至13世紀末期，屬于高昌回鶻時期，其見證了絲綢之路上東西方佛教文化藝術的交流，同時又極具地域特色、民族特色，是回鶻佛教藝術的重要組成部分，對研究古代佛教文化具有重要價值。參照吐峪溝石窟壁畫殘片保護的成功經(jīng)驗以及遵循壁畫保護的原則[4]，針對這些壁畫病害開展科學有效的保護措施，并運用現(xiàn)代先進科技檢測手段，分析古代制作壁畫的顏料和工藝，通過對這些珍貴的壁畫進行科學的保護和研究，從而延長壁畫的壽命，讓這些珍貴的文化遺產(chǎn)能更好地傳承下去。

一、新發(fā)現(xiàn)壁畫的保存狀況及內(nèi)容

拜西哈爾石窟新發(fā)現(xiàn)的壁畫大多已成殘塊，大小不等、畫面殘缺，其中保存較為完整、能辨識清楚的有6幅，其他因為是局部殘塊，不做太多介紹。

第一幅：回鶻供養(yǎng)人。壁畫有回鶻供養(yǎng)人的形象，4人一組，穿圓領窄通肩長袍，雙手合十作祈禱，手中握一枝花供養(yǎng)。這些供養(yǎng)人形象與柏孜克里克石窟回鶻人供養(yǎng)像基本相同。左側2人為男性，頭上帶有冠飾，用帶子從冠飾的兩側沿臉的側面系下來固定，披肩長發(fā)，左側第一人胡須黑而濃密，第二人胡須長而稀疏。左側起第三人應該是位女性，面部豐滿，頭發(fā)兩鬢包面，發(fā)髻隆起，這與柏孜克里克石窟回鶻女供養(yǎng)人形象很像。左起第四位頭上帶有帽子，帽頂突起，帽沿寬且平直，系帶子用于固定，披肩長發(fā)，帶有胡須。在柏孜克里克33號洞窟正壁《王子舉哀圖》中，有一位王子頭上帶的帽子和這件非常相似（圖2）。

第二至五幅：菩薩。在這里新發(fā)現(xiàn)了幾塊菩薩像，有的拼接起來可以看到較為完整的人物形象，有的只剩下頭部或上半身，我們將這些菩薩編號為BXHR-菩薩。

BXHR-菩薩-1：菩薩的頭部和身體保存下來，但已經(jīng)斷裂，臉部有裂縫。用線條勾勒出人物形象，菩薩面部圓潤，五官端正，頭梳高髻，頭上有冠飾，其中有一個桃形的飾物高高聳起，這些飾物還沒有上色。菩薩的頭部有綠色的頭光。菩薩體態(tài)豐滿，上身半裸，細腰，下束錦裙，具有女性的體態(tài)特征，但又顯得穩(wěn)重、健壯（圖3）。

BXHR-菩薩-2：這幅壁畫只保存了菩薩的頭部，但相對完整清晰。菩薩面部豐滿，眉毛細長而稍帶彎曲，鼻梁高且直，雙眼睜開，嘴角上翹，表情溫和。黑色頭發(fā)，頭飾較為繁雜（圖4）。

BXHR-菩薩-3：菩薩面部飽滿，唇部上有明顯的紅色，頭發(fā)繞于耳后，耳垂部有花形的飾物，上身裸體，較為豐滿，頸部有項圈，項圈中部有花形飾物。畫面用線條勾勒出人物形象，身體部分位置上色，但面積不大，大多保留著白色粉底（圖5）。

BXHR-菩薩-4：菩薩面部及上半身保存較好，頭部殘留有光圈。用線勾勒出菩薩的五官及形體，面部飽滿、五官端正，頭飾已毀，有花形耳飾。上身半裸，肩膀?qū)掗?，上臂有臂釧，雙手合十，作虔誠的祈禱（圖6）。

第六幅：化生童子。童子有黑色頭發(fā)，沒有頭飾，五官端正，著紅色衣袍，端坐在一朵蓮花上。蓮花有綠色的葉片，與另一朵蓮花相交。《佛說無量壽經(jīng)》中這樣記載：虔誠地口誦阿彌陀佛，臨終時會去往西方極樂凈土，從蓮花中化生出世。壁畫形象地表達了這一內(nèi)容，在蓮花上坐著一位童子，這也是人們對西方極樂世界的向往（圖7）。

新出土的壁畫用線描勾勒出人物形象，線條起落變化不大。壁畫以白色為粉底，部分上色，主要有紅、綠、土黃、白色及少量的藍色，運用平涂的方式進行了添色，色塊較為呆板，并且沒有經(jīng)過暈染，色調(diào)上沒有明暗變化，人物形象缺少凹凸起伏的立體感。部分壁畫只是用線勾勒出人物形象。壁畫中回鶻供養(yǎng)人、菩薩、童子的形象，面部保存較完整，五官及身體比例比較協(xié)調(diào)。

二、壁畫的科學分析檢測

為了研究古代壁畫制作工藝和顏料成分，吐魯番學研究院、吐魯番博物館與湖南省博物館合作，利用湖南省博物館的儀器設備，分析壁畫外觀形態(tài)、內(nèi)部結構、植物纖維及顏料的主要礦物成分，對這些壁畫開展科學的檢測與分析。

（一）實驗儀器及分析方法

為了獲得該壁畫的表面和斷面形態(tài)、顏料層下層植物形貌以及壁畫顏料的化學成分，本實驗使用以下檢測儀器：

KEYENCE VHX-1000系列3D視頻顯微鏡：顏料及植物纖維的形貌觀察與分析；

JEOL JCM-6000plus臺式掃描電子顯微鏡（SEM）及JEOL JED-2300能譜儀（EDX）：壁畫顏料化學成分分析和顏料層下層植物纖維的形貌觀察。

本實驗具體的研究步驟：首先將所有壁畫樣品依次放置在不同倍數(shù)的3D視頻顯微鏡和掃描電鏡下進行觀察，從而了解其表面形貌、色彩分布、斷面結構以及壁畫下層的植物纖維的形態(tài)。再利用掃描電鏡與能譜聯(lián)用儀對壁畫顏料的化學成分進行分析，進一步推斷出顏料中礦物顏料的主要化學成分。

（二）石窟壁畫顯微形貌分析

1.表面顯微形態(tài)觀察

拜西哈爾石窟壁畫的顏色有白（圖8）、藍（圖9-12）、黑（圖13-15）、紅（圖16-18）、橘色（圖19-21）、綠（圖22-24）六種，在實驗中將不同顏色的壁畫顏料樣品放置在不同倍數(shù)的數(shù)碼顯微鏡下進行觀察，結果如下：

通過分析顯微鏡觀察結果可以發(fā)現(xiàn)，紅色和綠色的保存狀況最佳，而藍色、黑色和橘色都存在一定程度的剝落現(xiàn)象，其中黑色和橘色有大塊狀剝落，藍色表面顏色分布不均，且已經(jīng)露出下方的粉底層，但所有壁畫顏料表面都未發(fā)現(xiàn)裂紋存在。

2.斷面顯微形態(tài)觀察

在本實驗中將綠色壁畫樣品斷面放在100倍光學顯微鏡下進行觀察，發(fā)現(xiàn)壁畫由粉底層與顏料層組成，顏料層與粉底層厚薄不均，壁畫下層由植物纖維與泥土混合而成，粉底層與顏料層總厚度在99.08～171.36um左右（圖25）。

3.壁畫中的植物纖維觀察

在實驗中對壁畫顏料為綠色的顏料層下層（非地仗層）的植物纖維進行清洗之后，利用光學顯微鏡和掃描電鏡對其進行觀察，圖26-29為光學顯微鏡觀察結果，圖30-31為掃描電鏡觀察結果。通過觀察發(fā)現(xiàn)纖維表面較光滑，無轉(zhuǎn)曲，豎向條紋明顯，推測其可能為麻纖維。

（三）壁畫顏料化學成分分析

在壁畫制作材料中，顏料是重要的使用材料，查明顏料的成分對壁畫保護和考古研究都具有十分重要的意義[5]。

本實驗利用掃描電鏡與X射線能譜聯(lián)用儀對壁畫顏料的化學成分進行分析，從而初步判斷壁畫顏料的礦物成分。表1為壁畫樣品顏料化學成分的檢測結果。

如表1所示，白色顏料樣品中含有C、O、Al、S、Ca、Cu六種元素，其中Ca、S的含量最高，因此推斷白色顏料樣品中的礦物顏料應為石膏。其中的C元素可能是樣品在運輸過程中地仗層的物質(zhì)覆蓋在了樣品表面，雖然檢測之前做過一定處理，但由于顏料層較薄，處理的程度較輕微，因此還是有少量的地仗層物質(zhì)殘留。

在黑色顏料樣品中C、O含量較高，且黑色顏料樣品中C的含量遠遠高于其他顏色顏料樣品中的C含量，因此，黑色顏料樣品中的顯色成分應為炭黑。

對于藍色顏料樣品，通過數(shù)碼顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)其顏色分布不均，且已經(jīng)露出下方的粉底層，再者X射線具有一定的穿透性，因此在利用SEM-EDX對其進行檢測時，很容易造成檢測結果中白色礦物顏料成分偏高，而藍色顯色顏料成分偏低的現(xiàn)象。通過反復多次實驗檢測以及分析檢測結果發(fā)現(xiàn)，藍色顏料中常含有Na元素，且Cu元素的含量也稍微偏高，因此推斷藍色顏料中的礦物顏料成分應為青金石與石青的混合物。

從紅色顏料樣品的檢測結果分析，發(fā)現(xiàn)其中Fe的含量很高，O的含量次之，由此可知該樣品中的礦物顏料成分應為赭石，即赤鐵礦，其成分主要為三氧化二鐵，顏色一般為紅色或暗棕紅色、灰黑色。

在橘色顏料樣品中，Pb的含量最高，O的含量次之，且其中含有少量的As元素，因此推測其顯色的主要成分應為鉛丹，并在其中添加少量的雌黃。鉛丹是一種色澤鮮艷、廣泛使用的顏料，也被稱為黃丹、鉛華等，顏色為橙紅色或橙黃色。而雌黃的顏色呈檸檬黃色，有時因混有雄黃而呈橙黃色。

由表1可知，綠色顏料樣品中含有C、O、Al、Si、Ca、Cu、Cl七種元素，其中Cu元素的含量最高，O、Cl次之，因此推斷其顯色的化學成分應為綠銅礦。綠銅礦，又稱銅綠，是銅礦的次生產(chǎn)物，是古代常用的一種綠色顏料。

通過以上科學的檢測與分析，發(fā)現(xiàn)壁畫表面顏料的保存現(xiàn)狀存在較大差異，壁畫中的粉底層和顏料層厚薄不均，總厚度波動范圍也較大，壁畫下層的植物纖維豎條紋明顯，無橫節(jié)。結合SEM-EDX檢測結果推測出了白、黑、紅、綠、橘、藍六種顏料的礦物成分，其中橘色與藍色可能為兩種礦物顏料的混合物。

表1 壁畫樣品中各顏料的SEM-EDX測試結果

三、新發(fā)現(xiàn)壁畫的科學保護

石窟壁畫病害可分為脫落、空鼓、酥堿、起甲、霉變、煙熏、污染、裂縫及劃痕等九種[6][7]。

拜西哈爾石窟新發(fā)現(xiàn)的壁畫大多已成為殘塊，大小不等、畫面殘缺，因年代久遠，存在泥漬覆蓋、顏料層脫落、起甲、點狀脫落、地仗層脫落、裂隙等病害（圖32）。

（一）顏料層表面的清理

由于壁畫時間較長，再加上雨水浸蝕，造成壁畫表面有灰塵，有頑固的污漬和泥漬。對于表面的灰塵，用小兒吸痰器對浮塵進行吹拭，所選壓強為0.03mpa或者用洗耳球以適當?shù)牧Χ却凳酶m；對于頑固的污漬或者泥漬，用棉簽蘸取配置好的75%的乙醇溶液在其上輕輕滾動；脆弱的顏料層則附著一層宣紙，再蘸取乙醇輕輕滾動；要在同一區(qū)域滾動，防止串色（圖33）。

（二）顏料層和地仗層的加固

針對壁畫顏料層表面存在顏料脫落、粉化以及地仗層松動的情況，一般采取滴滲加固的方法：地仗層的加固，根據(jù)壁畫情況用注射器吸取1%或2%的明膠進行均勻滴滲加固。滴滲前，先用乙醇將壁畫表面潤濕疏通毛細孔。滴滲的速度要慢，讓溶液慢慢滲入到內(nèi)部，并觀察滲透的速度和擴散的面積?？傻螡B兩至三次，待前一次膠液半干至全干時，再進行下一次操作（圖34）。

（三）壁畫顏料層起甲的處理

用注射器吸取2%明膠溶液或者2%的AC33對起甲顏料部分滴滲加固；再用保鮮薄膜貼敷起甲區(qū)域，在半干的時候用壓舌板將起甲的顏料層回貼；等待膠液固化過程中，在保鮮膜上放置沙袋，保濕，待其穩(wěn)定。

（四）壁畫表面石膏的去除

在壁畫制作之前，一般先在墻上涮白色的粉底層。有的地方涂抹不均勻，會形成塊狀附著在壁畫表面，白色粉層里摻入了石膏。石膏是人類常用的建筑材料，其成分為CaSO4·2H2O，它在長期的高溫和干燥的條件下脫水，變?yōu)闊o水硫酸鈣，也就是硬石膏。根據(jù)石膏遇水變軟的特性，先用清水將石膏潤濕，再用小竹簽或者手術刀輕輕將石膏清除（圖35）。

（五）壁畫的拼接和補泥

保持壁畫的完整性是修復的一個重要目的。在拼接時要注意將各個殘塊斷面、形狀線條、繪畫風格完全吻合。先對能拼合的小殘塊進行拼接，后整體拼接，先用2%的明膠溶液對地仗層斷面進行加固，再將白乳膠均勻涂抹在斷面上，最后進行拼接粘合。

根據(jù)要補的部位不同、斷裂程度不同，所用的補泥材料和方法也有所不同。

第一種：取事先和好的泥（經(jīng)過脫鹽脫堿）用滴管滴加適量明膠溶液或者白乳膠，并用玻璃棒攪拌均勻，使泥土變稀且較為黏著備用。對于懸空顏料層的補泥，先用和好的泥填充到顏料層下，并用棉簽或者小鏟刀將其壓實；對于壁畫裂隙的填泥，取適量的泥填入裂縫中并抹平，填泥高度約低于壁畫2～3毫米。

第二種：對于壁畫斷裂處或拼接的地方補泥，取事先和好的泥（經(jīng)過脫鹽脫堿，加入適量白乳膠、宣紙、羊毛）置于掌心，用刮刀在手上攤平并按實，用刀刮取少量泥，采取分層填泥的方法，輕輕按在需要填補的地方壓平，補泥平面與顏料要相距 2～3毫米。

（六）壁畫殘塊的平整回軟

有的壁畫殘塊表面彎曲變形，要讓它平整，不能用力掰或使勁壓，因為壁畫殘塊已經(jīng)脆弱。對這種殘塊的修復，首先將表面不平整的壁畫殘塊顏料層朝下置于脫酸紙板上，其次在壁畫殘塊地仗層上用小刷子刷上清水浸潤，然后再上面覆蓋用水浸濕的海綿（飽和吸水但不滴水），最后用保鮮膜或者密封袋密封。用這種方法，是讓壁畫殘塊的地仗層慢慢地吸水，使殘塊回軟，讓表面變形的部分恢復到平整。在韓國首爾國立博物館，那里的專家修復變形的大塊壁畫時，是把壁畫顏料層向下，然后在壁畫的地仗層上，放一些重物來壓，使殘塊慢慢地變平整（圖36）。

（七）制作支撐體

在蜂窩鋁板上繪出以正方形（邊長3厘米）為單元的方格，用電鉆對方格的交點處進行鉆孔，并用打磨器將孔洞粗糙邊緣打磨光滑；最后測量保護修復壁畫殘塊的尺寸，長和寬兩邊預留4厘米，對于壁畫殘缺部分要預留出一定距離，根據(jù)測量的尺寸，用電鋸切割蜂窩鋁板。

粘接支撐體：（1）用毛刷蘸取純的改性丙烯酸樹脂溶液均勻涂抹在蜂窩鋁板打磨過的光滑面上，在其上均勻灑滿細砂，使得蜂窩鋁板粘接面變得粗糙，增加摩擦力，增強粘接效果。（2）在蜂窩鋁板上（撒砂粗糙面）測量壁畫殘塊的尺寸，并標記出輪廓。用攪拌均勻的泥作為粘接劑對壁畫進行粘接；用宣紙覆蓋在壁畫顏料層之上，從壁畫殘塊中間向四邊按壓，使壁畫殘塊與蜂窩鋁板緊密結合（圖37）。

修復這些新發(fā)現(xiàn)的壁畫，遵循了兩個規(guī)則：一是可逆性，即使用的材料和工藝，在將來的修復中一定是可以改變的；二是既不改變文物的原狀，又使文物處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。經(jīng)過科學的保護修復，壁畫殘塊變得結實，改善了壁畫存在的病害。

結論

1.壁畫承載了許多古代歷史信息、科學信息和藝術信息，具有非常重要的意義。壁畫的保護修復是一個系統(tǒng)工程，涉及文物研究、科學分析和保護修復，需要多學科人員共同完成?？茖W分析的數(shù)據(jù)為制定保護修復方案提供了科學依據(jù)，在此基礎上采取成熟安全的技術手段去除病害，最大限度的保留文物信息。

2.從壁畫所使用的顏料，可以推斷出拜西哈爾石窟應該為民間寺院。盡管它距離柏孜克里克石窟很近，但不是回鶻高昌王室寺院，因而沒有得到高昌王國在政治、經(jīng)濟上的大力支持，同時由于距離高昌城遠，缺少高昌城民的供養(yǎng)，所以石窟規(guī)模較小，壁畫所使用的顏料遠不及柏孜克里克石窟那么珍貴。

3.采取75%的乙醇溶液對顏料層表面進行清理，1%或2%的明膠對顏料層和地仗層進行加固，2%明膠溶液或2%AC33對起甲顏料進行滴滲加固，用濕海綿覆蓋壁畫殘片，然后用保鮮膜密封，對壁畫殘塊進行平整回軟等保護措施，恢復了壁畫的原貌，達到了預期效果。