咸陽成任墓地出土東漢金銅佛像科學(xué)分析

李建西 邵安定 宋俊榮 李 明 趙占銳

（1.陜西省考古研究院；2.漢景帝陽陵博物院）

陜西咸陽成任墓地東漢墓21XJM3015（以下簡稱M3015）出土的兩件金銅佛像，是迄今為止中國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的年代最早的單體金銅佛像。關(guān)于其時(shí)代及意義，在發(fā)掘簡報(bào)及相關(guān)研究文章中已有較深入的討論。本研究主要采用多種科學(xué)分析手段以獲取金銅佛像制作工藝、合金成分等方面信息，并對其作技術(shù)視角的討論，以期為相關(guān)研究提供參考。

一、工藝考察

工藝考察采用宏觀觀察、超景深顯微攝像、X光攝像等方法揭示兩件金銅佛像表面制作及使用痕跡、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等信息。

五尊佛像，編號M3015:9，為渾鑄而成。X光照片顯示五尊佛像為一整體，其中最上一尊佛左肩部可見一直徑約1.5毫米小孔，由于被銹蝕物覆蓋，尚未能確認(rèn)其性質(zhì)及其與鑄造工藝或使用功能之間的關(guān)系（圖一）。其背面可見橫豎兩個(gè)方向的輕微凸起以及模型修整痕跡（圖四）。

圖四 五尊佛像背面上部

圖一 五尊佛像X光照片

立佛像，編號M3015:10，主體與覆蓮座分鑄，以插接方式組合，在覆蓮座底部兩足對應(yīng)位置可見兩個(gè)突出榫頭（圖五）。背面凸榫外端平面略弧凸，周緣略外延，可能與背面佚失構(gòu)件的插接鉚固有關(guān)。立佛像左肩、左臂、袈裟左緣至左足跟外側(cè)可見斷續(xù)范線（圖三），立佛像右側(cè)亦見部分范線殘留，頭部及身軀背面殘留泥芯。在X光照片中可見頭部、身軀的背面空腔略左偏，并造成身軀左側(cè)厚度較?。▓D二）。立佛像頭部泥芯中可見植物遺存，其中一處提取出一顆植物種子（圖八）。

圖二 立佛像X光照片

圖三 立佛像左側(cè)范線

圖五 立佛像覆蓮座底部

圖八 立佛像頭部泥芯中植物種子（提取前后）

兩件佛像主體邊緣及覆蓮座底部邊緣均可見鑄后切割銼磨痕跡，其中五尊佛像右邊緣中部見有一處切割銼磨的卷曲毛刺殘留（圖六）。立佛像覆蓮座前后各有一個(gè)直徑3.5～4毫米的圓形小孔，其內(nèi)壁可見旋紋，可知小孔為鉆成（圖七）。前部小孔之后還有一直徑相同的圓形小坑，推斷是因?yàn)槠鞅谳^厚原因廢棄的鉆孔。

圖六 五尊佛像右邊緣銼磨痕及卷曲毛刺

圖七 立佛像覆蓮座后部鉆孔痕跡

二、原位成分分析

對銅佛像不同部位采用原位分析方式，使用掃描電子顯微鏡—能譜儀獲取器物表面銹蝕形態(tài)和成分?jǐn)?shù)據(jù)。儀器型號為TESCAN VEGA3掃描電子顯微鏡，配備OXFORD x-act能譜儀，工作電壓20kV，能譜工作距離15毫米，掃描時(shí)間60秒，結(jié)果如下。

兩件銅佛像表面普遍被厚薄不均的銹蝕沉積物覆蓋（圖九），在背散射像中可見灰黑的表面土銹混合沉積、亮白的鉛銹蝕產(chǎn)物集中沉積以及銹蝕較輕的灰白金屬基體（圖一〇）。選取五尊佛像背面3處和立佛像主體、背柱、覆蓮座的5處銹蝕較薄處，利用能譜分析獲取其成分?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理排除銹蝕引入的O、Cl及土壤污染附著的Si、Al等成分。結(jié)果表明兩件佛像主體不同部位的主成分均為銅、錫、鉛（表一）。

表一 銅佛像掃描電子顯微鏡-能譜成分分析結(jié)果

圖一〇 立佛像鼻子區(qū)域背散射像

圖九 立佛像上半身二次電子像

三、顯微組織及成分分析

選取銅佛像表面清理過程中獲得的基體銹蝕和泥芯樣品，以樹脂包埋，先后以600至2000目水砂紙、0.5μm金剛石懸濁液磨拋至光學(xué)顯微鏡下無明顯劃痕。使用ZEISS Scope.A1材料顯微鏡觀察樣品顯微組織形態(tài)，其中未銹蝕的青銅基體樣品以鹽酸氯化鐵溶液浸蝕。樣品經(jīng)重新磨拋后，噴覆碳膜，使用掃描電子顯微鏡—能譜儀獲取顯微組織及成分信息，儀器型號及測試條件同原位分析。

五尊佛像基體樣品顯微結(jié)構(gòu)為鑄態(tài)組織，α樹枝狀晶晶內(nèi)偏析明顯，少量島嶼狀（α+δ）共析體分布于樹枝狀晶晶間，鉛以較大顆粒和細(xì)小彌散狀顆粒形態(tài)不均勻分布（圖一二）。掃描電子顯微鏡—能譜分析表明五尊佛像樣品物相組成除α固溶體（灰色基體相）、（α+δ）共析體（島嶼狀灰白相）、鉛（亮白顆粒相）之外，還有一定量的夾雜物（灰黑顆粒相），以CuS為主（圖一三）。

圖一二 五尊佛像基體樣品金相顯微組織，鹽酸氯化鐵溶液浸蝕

圖一三 五尊佛像樣品背散射像

顯微觀察顯示立佛像樣品金屬基體嚴(yán)重銹蝕，內(nèi)部可見少量金屬殘留，銹蝕產(chǎn)物以氧化亞銅、孔雀石以及鉛礦物等為主（圖一四）。掃描電子顯微鏡背散射像也同樣顯示基體嚴(yán)重銹蝕，并可見基體銹蝕成分的不均勻遷移和堆積，其中鉛銹蝕產(chǎn)物在基體表面、附著沙土層之下富集沉積（圖一五）。

圖一四 立佛像銹蝕基體樣品暗場顯微照片

圖一五 立佛像銹蝕基體樣品背散射像

對以上兩個(gè)佛像基體樣品都使用能譜儀獲取了全截面平均成分，除立佛像樣品因銹蝕及土壤引入的成分外，兩個(gè)樣品主成分均為銅、錫、鉛（圖一一，表一）。

圖一一 五尊佛像基體樣品能譜

結(jié)合材料顯微鏡和掃描電子顯微鏡—能譜分析可知立佛像泥芯樣品絕大多數(shù)礦物顆粒粒徑在3～60μm之間，屬于粉砂質(zhì)，顆粒間除粘土礦物外還有以鉛礦物為主的銅佛像銹蝕產(chǎn)物填充（圖一六、一七）。結(jié)合能譜分析，可以判斷粉砂顆粒主要包括鈉長石、鉀長石、石英等礦物。

圖一六 立佛像泥芯樣品暗場顯微照片

四、制作技術(shù)與產(chǎn)地

1.鑄造技術(shù)

古代青銅雕像的鑄造主要有陶范法和失蠟法兩種。范線和背面殘留泥芯表明立佛像應(yīng)該為雙合陶范鑄造而成。立佛像以身軀一周為分型面，正、背面型腔分別位于兩塊陶范上，兩足跟的凸榫可能為澆冒口，合范后倒置澆鑄。立佛像泥芯為粉砂質(zhì)，分選較好，其中的少量植物遺存可能與提高透氣性或潰散性有關(guān)。泥芯材質(zhì)特征表明其制范技術(shù)較為成熟，前后型腔的錯(cuò)位以及明顯的范線殘留說明陶范法應(yīng)用于造像鑄造還不夠熟練。

五尊佛像呈片狀，背面大體為平面，周邊經(jīng)切割銼磨，應(yīng)當(dāng)是為了去除范線毛刺采取的工藝措施，推斷也是陶范法鑄造而成。五尊佛像鑄型較立佛像更為簡單，型腔位于一塊陶范上，澆口位于造像底端，與另一塊平板范組合后倒置澆鑄。

立佛像主體和覆蓮座分鑄而成，以插接方式組合。五尊佛像為渾鑄而成。兩件佛像成型后又經(jīng)過打磨、鉆孔處理。

2.合金成分

圖一七 立佛像泥芯樣品背散射像

鉛錫青銅在銹蝕過程中，銅、錫、鉛銹蝕產(chǎn)物因化學(xué)性質(zhì)差異存在不均勻遷移和沉積，銅佛像表面的原位成分分析數(shù)據(jù)只能說明兩尊造像不同部位的材質(zhì)均為銅錫鉛三元合金，即鉛錫青銅。五尊佛像包埋樣品基體未銹蝕，也未檢出氧、氯等銹蝕引入成分，是合金成分的真實(shí)反映。立佛像包埋樣品已經(jīng)嚴(yán)重銹蝕，鉛在表面集中沉積，為減少合金元素的不均勻銹蝕遷移造成的影響，基體成分的能譜分析針對包埋樣品整個(gè)觀測截面，同時(shí)排除銹蝕和土壤污染引入的成分，其結(jié)果相較于表面原位分析更能真實(shí)指示基體原始成分。兩件佛像包埋樣品的成分?jǐn)?shù)據(jù)均可反映其合金成分特征，其中鉛、錫含量相當(dāng)，都在8～11%之間，沒有明顯差別，指示兩件佛像很可能是同批鑄造。

3.產(chǎn)地

基于兩件佛像的時(shí)代和風(fēng)格，其來源只可能是中國本土鑄造或從古代犍陀羅地區(qū)輸入。立佛像頭部泥芯中發(fā)現(xiàn)的植物種子經(jīng)比對屬于狗尾草屬植物。狗尾草屬植物中的農(nóng)作物就是粟，粟的野生祖本即狗尾草。從外形來看，立佛像泥芯中發(fā)現(xiàn)的種子偏瘦，與粟較飽滿特征有差別，屬于狗尾草可能性更大。狗尾草屬植物在整個(gè)歐亞大陸廣泛分布。粟起源于中國北方，早在哈拉帕文化晚期就已經(jīng)傳播到印度河流域，同時(shí)南亞地區(qū)也有狗尾草屬植物的本土馴化現(xiàn)象。立佛像泥芯中發(fā)現(xiàn)的狗尾草屬植物種子不能作為指示其產(chǎn)地的證據(jù)。

制作技術(shù)和合金成分特征的對比能為器物產(chǎn)地的判斷提供關(guān)鍵證據(jù)。古代犍陀羅地區(qū)的銅佛像使用失蠟法鑄造，材質(zhì)為銅、錫、鉛、鋅含量不等的青銅或黃銅。文獻(xiàn)報(bào)道早期金銅佛像主要見于古代印度西北部的犍陀羅、斯瓦特和興都庫什等地區(qū)，其中早至公元1～2世紀(jì)的佛教銅造像只有3件公布有成分分析結(jié)果，分別是銅—鋅—錫—鉛四元合金1件和紅銅2件。該地區(qū)3～6世紀(jì)前后的佛教銅造像則有10余件成分報(bào)道，特征是普遍含有鋅，可能含錫和鉛（表二）。兩件銅佛像材質(zhì)為鉛錫青銅，與同時(shí)期古代犍陀羅及周邊地區(qū)僅見報(bào)道的少量銅佛像合金成分均不同。陶范鑄造的技術(shù)特征也與古代犍陀羅地區(qū)所使用的失蠟法鑄造技術(shù)不同。反觀中國青銅冶金技術(shù)傳統(tǒng)，銅錫鉛三元合金（鉛錫青銅）和陶范法的普遍應(yīng)用正是其最為顯著的兩大特征。成任墓地出土兩件銅佛像集這兩種技術(shù)于一體，是典型的中國本土青銅冶鑄技術(shù)產(chǎn)品。唐娜·斯特拉漢（Donna Strahan）在實(shí)物考察和文獻(xiàn)梳理基礎(chǔ)上指出中國發(fā)現(xiàn)的十六國至隋以前造像都是以塊范法（組合陶范法）使用鉛錫青銅鑄造的，是佛陀形象在中國本土冶鑄技術(shù)背景下的再造，成任墓地出土的銅佛像代表了這些早期銅佛像的技術(shù)源頭。

表二 中亞早期銅造像材質(zhì)

五、結(jié)語

綜合對比鑄造技術(shù)和合金成分特征，成任墓地出土兩件金銅佛像是在犍陀羅藝術(shù)影響下采用中國技術(shù)在中國本土制造的宗教藝術(shù)品。早期金銅佛像是古代絲綢之路沿線文化、技術(shù)互動(dòng)發(fā)展的重要實(shí)物證據(jù)。限于學(xué)力，本研究尚有不足之處，有進(jìn)一步深入的必要，在后續(xù)配合保護(hù)修復(fù)過程中將利用科技手段進(jìn)一步挖掘佛像礦料來源等內(nèi)涵信息。

附記：研究過程中，陜西省文物保護(hù)研究院助理研究員相建凱完成了X光像的拍攝，西北大學(xué)講師田多博士幫助鑒定了植物種子，碩士研究生陳俐文協(xié)助拍攝了部分顯微照片，謹(jǐn)致謝忱！