海洋出水凝结物的研究与处理——以“南海I号”为例.pdf
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1、海洋出水凝结物的研究与处理以“南海号”为例张枝健【摘要】随着我国水下考古的发展,海洋出水凝结物已经成为我国水下考古和出水文物保护急需解决的问题。本文通过对南海I号出水凝结物类型进行分类,闸述当前凝结物分析研究的方法,结合近年来的相关研究进展、保护措施和南海I号凝结物的现场处理方法,为解决海洋出水凝结物问题带来保护经验和处理思路。【关键词】南海I号凝结物处理14/15学引言海洋出水文物由于长期经受海底泥沙、海洋有机质生物残骸、矿物质以及船上其他货物形成腐蚀产物的侵蚀和污染,在打捞出水时常常伴随着海洋出水凝结物。凝结物的出现会给文物带来一定的损害,轻微的情况是成点滴状或者形成片状沉积膜粘附于文物表
2、面,掩盖着文物原来的纹饰和颜色,影响文物美观。严重时表现为由于多种因素共同作用形成的硬质外壳,导致一个或多个文物与凝结物连成一个整体,结成团块状复合体,使瓷器、铁器和木质船体等文物难以被分开,同时在凝结物形成过程中可能会给瓷器造成不可逆的损害,促使出水文物保护技术难度增大。此外,因为这些生物沉积是疏松多孔的结构,导致海水当中的可溶性盐聚集其中,容易对凝结物内藏的瓷器造成很大的威胁。随着瓷器被打捞出水面,原有的环境平衡被强制打破,使得这种威胁变成一种致命的的伤害。因此,如何处理出水凝结物带来的问题,已经成为我国水下考古和出水文物保护急需解决的问题,本文通过对海洋出水凝结物常见处理方法的闸述分析,
3、对南海I号海洋出水凝结物进行了分类,展示南海I号现场凝结物的处理方法,为解决出【收稿日期】2 0 2 3-0 5-0 4【作者简介】张枝健,男,广东阳西人。任职于广东海上丝绸之路博物馆,助理馆员,研究方向为水下考古。水凝结物的问题带来保护经验和处理思路。一、海洋出水凝结物常见处理方法目前最常见的处理凝结物带来问题的方法主要有以下几类:(1)机械去除法:器物的分离:主要使用电钻结合刻刀、锤子和凿子等工具等进行分离:表面凝结物和沉积物的去除:喷砂法、激光清洗法、超声清洗法等进行去除“。机械去除法在处理凝结物时效率高,清洁能力强,但是对操作要求高,容易对陶瓷器釉面造成损伤。因此许多学者对此展开研究改
4、善,提出新的清理方法。2 0 1 1 年张月玲等人指出激光清洗技术具有一定清洗效果,但是瓷器表面铁质凝结物的激光清洗效果不理想。(2)化学试剂法:通常采用无机酸、有机酸和鳌合剂等化学试剂进行浸泡或贴敷,例如EDTA-2Na、草酸、柠檬酸、氨基乙酸钠和盐酸等。但是化学法对凝结物进行软化去除有一定的局限性,一是化学试剂普遍对瓷器文物有一定的危害,对软化时长的把握较难。二是配置化学复合溶液需要大量水资源。因此使用化学试剂法时必须科学合理地术园地客家文博评估后选择适当浓度、试剂和施工工艺。在化学试剂清洗法最新研究中,李乃胜等人5提出一种海洋出水陶瓷器周体凝结物的软化清洗专利方法,先利用质量比3%-5%
5、的盐酸溶液中浸泡,去除部分软化凝结物后再用质量比3%-6%的EDTA-2Na和1%-4%的柠檬酸的混合溶液浸泡,最后进行清洗。(3)低温液氮法:利用铁基体和凝结物膨胀系数的差异,对铁器凝结物进行初步去除,常用于清理铁器凝结物。(4)电解法:通过外接电流于循环水中使凝结物中的正负离子按一定规律加速运动,利用电场对盐离子的牵引作用加速器物内部盐分的溶出。(5)2 0 1 7 年朱铁权等人 6 发明一种新的海洋出水文物剥离凝结物的专利方法,利用凝结物自身特性,使用水浴锅和电子恒温干燥箱,改变陶瓷凝结物的温度、湿度,使凝结物内部孔隙进一步加大、疏松程度进一步加深,从而达到更好剥离凝结物的目的。目前,海
6、洋出水凝结物处理方法虽有新的研究进展,但是大多数方法仍处于起步阶段,没有形成大范围的规范使用,因此仍需要进行更多实验和文保工作者的研究,为出水凝结物带来更高效和安全的处理方法。二、海洋出水凝结物的分类近年来,随着国内的南海号、南澳I号和华光礁I号等沉船被打捞出水,海洋出水文物越来越多,海洋出水凝结物对出水文物的影响愈发明显。在处理凝结物带来的问题前应对出水凝结物进行分类,一般根据处理连接方式、面积和体积大小、凝结物凝结的物质和处理难易程度进行。以南海I号为例,出水凝结物带来的问题主要分为两类,一类为文物表面沉积类凝结物(图1 和图2),另一类可视为几种不同物质形成的复合体硬质凝结物(图3-图7
7、)。两者相比表面沉积类凝结物比硬质凝结物处理相对容易,表现为呈小面积粘附在文物表面上,对文物损伤相对较小。表面沉积物根据附着物类型主要是金属凝结物、泥沙类凝结物及形态各异、种类繁多的生物附着物 7 。海洋出水凝结物更具体来说指的是第二类复合体硬质凝结物,其形成是一个更加复杂的过程,包括自然和人为共同影响,在海水长期浸泡,海洋生物遗骸和海泥等钙质侵蚀物的影响致使沉船货载陶瓷器,金属和漆木器等逐渐胶结成致密并且不规则、形状各异的硬质复合体。以南海I号为例,复合体硬质凝结物可分为以下几类:(1)以生物附着物型(图3):(2)与金属文物胶结型的金属凝结物(图4、图5);(3)瓷器瓷片石灰质复合凝结物(
8、图6);(4)具有沉船出水特色的瓷器船板有机质遗骸形成的复合凝结物(图7、图9)。IFRAO图1 表面沉积着铁锈凝结物的南海I号出水的龙泉菊瓣碟图2 表面沉积着凝结物的南海1 号出水的青白釉双系罐科学的分类有利于解决海洋出水凝结物带来的问题,可根据凝结物的种类与材质选择更合适的方法,为后续的保护和处理研究提供理论支持和技术支撑。三、海洋出水瓷器文物凝结物分析研究图3以贝壳珊瑚生物等遗骸附着物粘附的南海1 号沉船石锭图4南海1 号出水铜钱胶结而成的金属凝结物图5 南海I号铁锅胶结而成的金属凝结物图6 南海I号出水瓷器瓷片石灰质复合凝结物图7 南海I号出水瓷器船板有机质遗形成的复合凝结物海洋出水凝
9、结物的分类研究手段主要从两方面开展。一方面是从宏观层面展开,利用肉眼或借助光学显微镜等观察形式,通过凝结物颜色、外层瓷器与瓷片、生物遗和钙质结块等组成和类型进行判断分类。另一方面从微观展开,利用拉曼光谱仪、能谱仪、X荧光衍射、X射线衍射和扫描电镜等分析手段,对凝结物的化学成分、元素组成、微观形貌观察及表面元素等物相和晶相不同角度进行分析。不同凝结物内的物质组成不同,其中以石膏白铅矿、针铁矿、磁铁矿、石英、铁白云石、镁方解石、纤铁矿等为代表普遍存在,铁质凝结物主要以磁铁矿、纤铁矿、针铁矿等的形式存在1。凝结物主要元素含量包括Fe、S、S i、C a、K、Ba、Mn、Mg等元素。其中,Ca、Fe、
10、S i 元素普遍含量较高。以南海I号为例,结合南澳I号和华光礁I号出水凝结物展开对比分析,结果如表1所示7 1-1,从凝结物的颜色、主要物相和主要元素入手。凝结物的颜色主要由白色、黄色、青色、棕色到黑色等由浅到深色不同程度的类型。白色凝结物最主要的物相成分为方解石(CaCO)和文石(CaCO,),主要元素含量为钙,此时凝结物形成主要原因是贝壳类、海螺类等海洋生物遗骸沉积,该类凝结物较为坚硬,坚硬程度随着钙的含量上升而变大,处理难度大。当凝结物二氧化硅(S i 0,),硫铁等有色元素含量增多时,凝结物的颜色会逐渐加深。青色凝结物主要元16/17学术园地客家文博素含量为钙和硅,与钙质占绝大比重的凝
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