麦积山石窟131窟壁画材质及制作工艺研究.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月文物保护与考古科学 .收稿日期:修回日期:基金项目:甘肃省文物局文物保护科学和技术研究课题资助()天水师范学院 年麦积山石窟艺术研究项目()资助作者简介:文 娟()女 年硕士毕业于西北大学文物保护学专业讲师主要从事文物分析及保护研究 :.文章编号:():././.麦积山石窟 窟壁画材质及制作工艺研究文 娟徐博凯胡军舰李 鑫张宏英(.天水师范学院化学工程与技术学院甘肃天水 .天水麦积山石窟艺术研究所甘肃天水.西北大学文化遗产学院陕西西安 .天水市博物馆甘肃天水)摘要:麦积山石窟保存的大量壁画是研究石窟壁画艺术与佛教文化的珍贵实物资料 利用悬浮沉淀法、纤维形貌观察法结合 射线
2、荧光、射线衍射、激光粒度分析、拉曼光谱等检测方法对麦积山 窟壁画残块地仗层及其添加物、颜料层进行科学检测分析 分析结果表明:窟壁画地仗层使用的黏土应该是麦积山周边稍远地区的天然细质黄土且粗、细泥层中均人为添加有砂粒但粗泥层中添加砂粒较细泥层更多、颗粒较大且颗粒度不均匀粗泥层中添加纤维为麦衣、麦秆细泥层添加麻纤维 壁画烟熏污染物主要显色物质为燃料燃烧产生的炭黑红色颜料主要是铅丹、朱砂、铁红白色底色层的成分是方解石 研究结果不仅为探讨麦积山石窟壁画材质与制作工艺提供了基础数据而且对后期壁画的保护修复也具有一定的指导意义关键词:麦积山石窟 窟材质制作工艺中图分类号:.文献标识码:引 言麦积山石窟位于
3、甘肃省天水市 年被列入第一批全国重点文物保护单位 年作为“丝绸之路长安至天山廊道的路网”一处遗产点列入世界文化遗产名录 石窟始建于十六国后秦时期西秦、北魏、西魏、北周、隋、唐、宋、元、明、清各代都有开凿和修缮现存洞窟 个石窟数量多、规模大保存有 身泥塑石雕约 多平方米壁画造像壁画时代特色鲜明内容丰富题材广泛保存有最早最完整的西方净土变、维摩变、涅槃变、法华变等大型经变画 是中国北朝佛教艺术嬗变的杰出代表能全面反映 世纪天水地区传承不断的佛教思想和信仰 现存北魏时期窟龛数量 余个是石窟营造的高潮时期极大地促进了麦积山石窟造像的繁荣北魏时期造像壁画题材多样以多种组合形式的三世佛为主还包括有二佛并坐
4、、说法佛立像、弟子授记像、千佛造像等法华造像、经变壁画等 对于研究古代陇右石窟文化、佛教文化发展及石窟壁画艺术提供了十分宝贵的实物资料在古代石窟寺文化史研究中具有重要地位麦积山石窟 窟开凿于北魏晚期洞窟正壁保存有佛造像一身(图)、左右壁各保存佛造像一身佛像手部、腿部有残缺四壁贴有影塑佛、供养菩萨及弟子应为三世佛造像 该洞窟可能长期用作生活窟洞窟内泥塑、壁画表面均覆盖有很厚的烟熏污染物无法观察到壁画画面内容(图)病害调查表明近 的壁画已经完全脱落保留下来的壁画也已经出现了严重的空鼓、脱落保存状态堪忧 从洞窟内保存壁画脱落边缘部位(图)观察可知 窟壁画是直接在凿刻好的崖体上涂覆粗泥层找平厚度 然后
5、涂细泥层厚度 最后绘制颜料层 壁画没有重修、重绘现象完整保留了北魏晚期壁画制作材料、制作工艺等原始信息以麦积山 窟采集的壁画残块为分析对象使用多种分析测试方法对壁画样品剖面结构、地仗层土砂质量比及壁画原料成分等进行科学分析探第 期文 娟等:麦积山石窟 窟壁画材质及制作工艺研究 讨麦积山 窟壁画原料成分和制作工艺 该研究有助于了解麦积山石窟北魏晚期壁画制作工艺并为后期壁画病害机理研究、筛选保护修复材料及保护修复工艺提供依据()主佛造像()正壁保存的泥塑壁画()边缘空鼓壁画图 麦积山石窟 窟主佛造像及泥塑壁画保存现状.样品和方法.实验样品.壁画残块样品此次实验采集 窟内正壁及左右壁已经脱落壁画样品
6、残块 块分别编号为、(图)样品粗泥层、细泥层层次结构完整表面覆盖有黑色烟熏污染物无法观察烟熏层底部是否存在颜料层烟熏层局部脱落部位能观察到白色底色层和地仗层粗泥层厚 细泥层厚 粗、细泥层添加纤维明显不同图 窟壁画残块样品图片.自然沉积土样麦积山石窟周边分布的主要是紫红色砂砾土黏土中包含有较多大小不一的岩石碎屑 世纪 年代壁画地仗修复用泥筛选实验中发现石窟周边红土相比细质黄土制作的地仗层试块收缩性更强与崖体粘性低干燥时极易开裂不适合用作壁画、泥塑地仗层修复材料 为了进一步了解 窟壁画制作使用的黏土原料及其来源为后期地仗层修复用土选择提供参考依据结合石窟周边常用取土地点依据由近及远原则筛选麦积区麦
7、积镇麦积村黄土坎黄白细粒土(距石窟约 )麦积区马跑泉镇甸子村砖厂黄白细粒土(距石窟约 )麦积区社棠镇社棠村砖厂黄白细粒土(距石窟约 )剥离表层土样后直接采集细质坚硬的黄土块分别编号为、文物保护与考古科学第 卷.仪器及实验条件基恩士 超景深显微镜用于壁画颜料层保存现状、剖面分析及纤维形态观察放大倍数 倍高亮度 光源大范围高精度表面观察 激光粒度仪(英国马尔文仪器有限公司)分析粗、细泥层中土砂颗粒粒径测试条件为:分散剂为水分散剂折射率 全自动湿法进样测试量程 遮光度范围 日本岛津 衍射仪用来分析地仗层中黏土的主要物质成分 靶狭缝电压 电流 扫描范围 连续扫描扫描速度 型便携式 射线荧光光谱仪高性能
8、微型 射线管 靶 探测器电压 电流 模式分析时间 直接在壁画样品表面测试法国 公司生产的 拉曼光谱仪获取烟熏污染物颜料层与底色层颜料物质信息 采用氩离子激光器激发光波长 物镜放大倍数 倍信息采集时间 累加次数 次功率 在体视显微镜下挑取粉末样品放在载玻片上直接分析.土砂比例分析 参考王丹阳对须弥山 窟泥塑样品土砂比例的分析检测方法采用悬浮沉淀法对 窟壁画粗泥层、细泥层及采集自然土样做土砂比例分析从壁画残片边缘部位精确分离粗、细泥层样品各 置于烧杯中 烘干至恒重使用陶瓷研杆轻轻捣碎较大块土样将样品中的纤维拣选出来一定注意不要研磨样品 拣选纤维时发现有较多老化断裂严重的细小纤维无法拣选为避免细小纤
9、维对土砂粒度测试产生影响在粗、细泥层样品中加适量蒸馏水浸泡轻微搅拌使纤维分散开 震荡 后静置将悬浮在水中的纤维拣选出来重复震荡直至将纤维拣选干净后将粗、细泥层中沉淀的土、砂样品转移至具塞比色试管中备用分别称量自然土样 装入具塞比色试管中加适量蒸馏水固定后 震荡 静置记录上下层土、砂体积 然后加入适量蒸馏水震荡将上层悬浮液倒出多次震荡直至上层溶液澄清将所有样品中土砂完全分离后恒温 烘干至恒重称量记录.地仗层添加纤维鉴定参考纤维横截面切片技术将粗、细泥层中拣选出来的纤维清洗干净烘干至恒重用无水乙醇清洗室温晾干将细小纤维完全分散后置于滴有甘油的载玻片上用盖玻片覆盖后进行纤维纵向形貌观察 将较大较完整
10、的纤维排列整齐用硝基清漆包裹固化 后将样品放入哈氏切片器卡槽中用刀片迅速切片切下的薄片立即置于滴有甘油的载玻片上使用盖玻片覆盖切片样品用于纤维横截面形貌观察 结果与讨论.制作工艺分析将壁画残块表面黏附的灰尘吹除后观察可知:壁画样品表面覆盖了一层致密的黑色烟熏污染物且烟熏层存在较严重的龟裂问题(图)部分烟熏层出现脱落脱落部位可以观察到白色底色层和地仗层 使用手术刀刮除烟熏层污染物后暴露的颜料层呈现红褐色(图)图 窟壁画样品显微照片.第 期文 娟等:麦积山石窟 窟壁画材质及制作工艺研究 壁画残片样品剖面显微形貌结构观察可知样品表面烟熏层厚约 结构致密底色层连续分布厚度不均匀较厚部位约 颜料层分布不
11、连续厚度不均匀较厚部位约 (图)结合现场调查与样品剖面分析可以确定窟壁画依次为粗泥层、细泥层、白色底色层、红色颜料层层次结构完整 窟壁画先在岩体表面涂敷一层较厚粗泥层找平后涂较薄的细泥层细泥层表面整体涂刷白色底色层然后用颜料绘制图案与丝绸之路莫高窟、甘肃泾川罗汉洞、克孜尔、炳灵寺等石窟壁画制作工艺基本相同 壁画表面由于人为因素覆盖了一层较厚的烟熏污染物紧密黏附在颜料层与底色层上烟熏层与颜料层、颜料层与底色层中间都存在明显的内部空鼓现象(图、图)这种空鼓是造成壁画表面颜料层、底色层脱落的严重隐患图 窟壁画残块剖面显微照片.地仗层及其添加物分析.土砂比例分析古代石窟壁画地仗层使用的黏土原料一般“就
12、地取材”会进行淘洗、添加砂砾等加工处理措施 窟粗、细泥层与自然土样分析所得土和砂的体积比、质量比见表 分析结果显示 窟粗泥层的土砂质量比小于细泥层和自然土样说明粗泥层中含沙量高于细泥层 细泥层中土砂质量比低于黄土坎和甸子村土样但高于社棠村土样无法体现黏土中沙砾人为添加情况及淘洗处理等后期加工信息 莫高窟第 窟地仗层仅使用自然沉积澄板土无人为添加砂砾相比莫高窟、克孜尔石窟、榆林窟、武威天梯山石窟、炳灵寺石窟麦积山石窟壁画地仗层含沙量最高一般在 左右麦积山石窟周边采集的自然土壤线缩率 体缩率为 缩限为 收缩系数为 具有较明显的干燥收缩性地仗层中较高的含沙量可以很好地降低黏土的收缩性但同时会降低黏土
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