神奇的巖畫顏料

鄺國敦

左江兩岸重巒疊嶂、青山碧水、風(fēng)光綺麗。規(guī)模宏大、風(fēng)格粗獷的巖畫，繪于懸崖絕壁之上，那萬綠叢中的片片赭紅，更為左江流域的山光水色增添了神秘與瑰麗的色彩。千百年來，左江花山巖畫這一壯族先民的光輝遺作，伴隨著各種神話和傳說，以口頭文學(xué)的形式在民間流傳，幾乎不為外界所知曉，直至宋代，地方史志上始有記載。中華人民共和國成立后，黨委、政府多次組織、指派專家和考察隊進行考察研究，撰寫論文，始引起社會上的關(guān)注。論題論及作畫民族、作畫目的、作畫年代、顏料制作等諸多方面，而繪制巖畫用的是什么顏料，竟能經(jīng)歷千年而不褪色、不剝落，更引起人們的興趣和好奇。

初次看到花山巖畫的人，都會對這一跨越千年時空畫面的宏大氣勢和大片濃艷的赭紅色彩留下深刻印象，自然也會提出疑問，古人到底是用了什么顏料而達到這樣的效果？兩千多年，這不是一個短的時間段，要知道，在日曬雨淋、風(fēng)刮霜凍的條件下，再耐久的油添如橋梁保護漆、輪船防銹漆等，也只能保持十多年至數(shù)十年，有的還達不到。我們從事地質(zhì)工作，經(jīng)常在野外用油漆在巖石表面標上各種標記，其所處環(huán)境、條件與花山巖畫相似，有些標記標在巖壁凹處或巖塊下方可以擋雨遮陽的地方，但保持時間也多不了幾年，而且大多只見到字痕，油漆顏色早已褪去，花山巖畫竟能歷經(jīng)2000余年而不掉色，真是讓人驚嘆。

對花山巖畫顏料制作方面的研究相關(guān)資料很少，20世紀八九十年代曾有專題研究。 30多年前的1985年，由自治區(qū)人民政府組織開展的花山巖畫多學(xué)科考察和由自治區(qū)民族研究所承擔(dān)的《廣西左江流域崖壁畫考察與研究》課題成果展示與驗收在南寧舉行。我很幸運受邀全程參加了該次活動。該項目重要的研究內(nèi)容和最終結(jié)論，民族研究所相關(guān)專家都做了全面展示和說明，如：作畫民族是壯族先民駱越，畫面表現(xiàn)內(nèi)容為祭祀活動而非戰(zhàn)爭或慶豐收，其社會功能為祈福避災(zāi)等。對此結(jié)論，大家都表示贊同。在作畫年代和顏料制作方面，自治區(qū)民族研究所委托有關(guān)專業(yè)單位進行專題研究，其中北京大學(xué)考古系年代測定實驗室通過對多組畫有巖畫的鐘乳石和覆蓋在巖畫上的鐘乳石的碳14年齡測定，經(jīng)綜合分析，認為作畫時間大約在公元前5世紀至公元2世紀，即戰(zhàn)國至東漢時期。這一時間段與現(xiàn)今已出土的古代文物的年代基本一致，現(xiàn)今對巖畫上所畫器物的判別和認知，也基本上已被接受，如巖畫上器物最多的是銅鼓，其次為環(huán)首刀，還有少量短劍、羊角鈕鐘……出土的器物中，就有2000余年前的，和巖畫上器物繪制時間的推斷相吻合，巖畫與實物互相印證，比較有說服力。顏料制作方面的研究，相關(guān)單位認為其主要成分為赤鐵礦類粉末混合膠結(jié)劑，初步推斷為以動物膠為主的動物蛋白質(zhì)類化合物。我們認為這結(jié)論可能過于簡單，赤鐵礦為天然礦物，性能穩(wěn)定，不會變色，但其黏合劑怎能經(jīng)歷千年而不老化、脫落？這種顏料的配制，肯定還有我們當(dāng)今不知曉的奧秘。為此，我們在巖畫點的崖壁低處，在有顏料層局部脫落的地方，用10倍放大鏡觀察，發(fā)現(xiàn)其表面為略顯粗糙、混濁的灰色，而其旁側(cè)無紅色顏料層剝落的地方則較干凈光滑，當(dāng)時便意識到這一落層灰色層可能就是問題的關(guān)鍵。為進一步弄清此問題，我們向文化部門要了一片從崖壁掉下、其上還黏有紅色顏料層的巖石碎片，拿到實驗室制片車間垂直其表面切開，制成0.03毫米至0.04毫米厚的巖石落片，然后用顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)顏料層與崖壁面呈3層結(jié)構(gòu)，最表面為紅色鐵礦層，厚0.15毫米至0.2毫米，中間灰色半透明層厚0.2毫米至0.3毫米，看不清是什么礦物，其下為石灰?guī)r（即崖壁面）。果然問題關(guān)鍵就在中間灰色層上，該層將紅色層和崖壁面緊緊黏連在一起，層間還摻雜有零散的赤鐵礦顆粒，我們可能已經(jīng)抓住這一謎團的“線頭”。顏料層不只是紅色鐵礦層，還有其下緊連難分的灰色層，共同組成顏料層，為雙層結(jié)物，密不可分。

我們將這些新發(fā)現(xiàn)上報了組委會，得到重視和支持，下?lián)軐？罱M建了廣西地礦局左江巖畫區(qū)域地質(zhì)?？瓶疾礻牐瑢r畫區(qū)沿江和陸地崖畫點進行全面調(diào)查，觀察其地形地貌及巖畫點的分布規(guī)律，并在適當(dāng)部位補采顏料樣品進行分析研究，在寧明花山和扶綏吞平山巖畫點各采了兩組共4個樣品。采樣時，表面紅色層和中間灰色層分開采取，用刀片小心把紅色層刮下作1號樣品，再將其下的灰色層刮下作2號樣品，然后送地礦部門實驗室分析化驗。1號樣品分析結(jié)果與預(yù)期基本一致，成分以赤鐵礦為主，2號樣品取一部分進行光譜分析，結(jié)果和以往沒有什么差別，主元素還是鈣、鎂，但具體仍無法確定，此路不通。用其他方法也沒有進展，經(jīng)苦苦思索無果，我們再次找來技術(shù)人員商議，劉大章高工提出對此類結(jié)晶礦物，或可用X射線衍射分析法試一試。我們之前在已制成0.03毫米厚的巖石落片上見到，構(gòu)成顏料層的中間層雖有些模糊不清，但仍可看出似有結(jié)晶現(xiàn)象。終于，幾經(jīng)測試、分析，發(fā)現(xiàn)了水草酸鈣石。為了進一步確認水草酸鈣石的存在，我們做了差熱分析，差熱圖譜表明，在185℃有一明顯吸熱谷，在466℃有一放熱峰，這些特征與水草酸鈣石的特征基本吻合，結(jié)果證明水草酸鈣確實存在。綜合多項分析化驗結(jié)果，我們認為顏料層并非單層結(jié)構(gòu)，其表層為以赤鐵礦為主的紅色薄膜層，該層之下緊連著的則是水草酸鈣石層，水草酸鈣石層之下才是崖壁面（碳酸鈣石），即顏料層由前兩層構(gòu)成，為雙層結(jié)構(gòu)。對顏料層的分析結(jié)果表明，其組成成分除主要的含鐵礦，還含有鋁、硅及鎂、鈣等，這與該地區(qū)鐵礦石的特征相符。水草酸鈣石的發(fā)現(xiàn)使大家喜出望外，此等結(jié)果應(yīng)在情理之中又在意料之外。草酸鈣的發(fā)現(xiàn)和確認，花山巖畫顏料層歷經(jīng)千年而不老化、不脫落之謎團宣告破解。

水草酸鈣石的發(fā)現(xiàn)使我們十分驚奇，這是經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物，眼睛也看不見，我們在現(xiàn)代科技已發(fā)展到高水平的環(huán)境下，還反復(fù)折騰了好久才幸運地解開這個謎團，我們的先人在2000余年前的偏遠山區(qū)是怎么知道的？遙想當(dāng)年的祭祀活動，我們的先人在調(diào)制好的顏料漿液中加進足量的草酸，讓它發(fā)生化學(xué)作用，生成草酸鐵，氧化鐵被溶解（衣物粘上鐵銹跡可用草酸洗掉），當(dāng)把此漿液涂上崖壁面，因草酸的酸性比碳酸強得多，而鈣的活潑性又明顯超過鐵，草酸根便奪取碳酸鈣中的鈣而生成水草酸鈣石，緊緊附著在崖壁面上，其中的鐵質(zhì)被還原變回氧化鐵附著或混雜在水草酸鈣層上，這不是一般涂料靠黏合劑黏連附著，而是“蝕”進崖壁表面，其牢固程度更高；最重要的是水草酸鈣石不會老化，含鐵的水草酸鈣就更為堅硬，更抗溶蝕，千百年來崖壁面有石片掉落，幾乎都是巖片與顏料層一起掉落，極少有顏料層自身剝落的。

從古至今，繪畫顏料百種、千種，無可計數(shù)，但絕大部分可歸為以下兩大類：水性顏料和漿性顏料。水性顏料靠“滲”，漿性顏料靠“黏”即借助黏合劑黏連?；ㄉ綆r畫顏料初看似屬“漿”類，但最終其顏料層又不是依靠黏結(jié)劑黏在崖壁上，而是顏料漿液中的草酸與崖壁產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成水草酸鈣石而“蝕”進崖壁面，紅色顏料層是附在或混雜在水草酸鈣石上，赤鐵礦是“沾”了水草酸鈣石的“光”。這是迄今世界上最為奇特的唯一的一種繪畫顏料，令人叫絕。這種顏料漿液如果涂在非碳酸鹽類巖石上或其他基質(zhì)上，就不起作用了。如此深妙的機理，當(dāng)代人不多下一點功夫還弄不清是怎么回事，古人又是如何知道的？這一謎題，什么時候才能解開？