黃梅縣博物館館藏青銅器病害調查與分析

童志軍 易澤林

摘 要：對文物病害的分析評估是文物科學研究的重要一環，也是文物保護的重點研究內容。發現病害、分析病害和防治病害是文物保護工作者處理病害問題的常規步驟。運用現代科學技術的理論、手段、方法分析研究文物，揭示文物內在價值和表象下的變化規律，是文物保護研究的重要前提，也是設計文物保護修復方案的重要依據。本文針對黃梅縣博物館館藏的61件青銅器，利用相關儀器設備對需保護的文物做全面的“健康檢查”，以確定其材質、工藝、微觀結構、病害原因、病害機理，給出具體的保護修復建議，確保文物病害得到科學有效的治理，同時盡可能地揭示這批青銅器的隱藏信息，增加其文物價值。

關鍵詞：館藏青銅器;病害調查;科技分析;修復

0 引言

黃梅縣博物館館藏青銅器風化破損嚴重，影響了該批青銅器的保存與展示利用。湖北省文物保護技術中心人員及北京聯合大學師生專門對黃梅縣博物館館藏青銅器病害進行了詳細調查。此批館藏青銅器共61件套，該批器物來源較為復雜，主要為征集和搶救性考古發掘。在地下埋藏多年的商周春秋戰國時期的青銅禮器、青銅兵器、青銅車馬器，兩漢、南北朝及唐宋各時期的銅鏡，明代銅佛坐像，清代仿明的香爐及民國時期銅地球儀、溫酒器等銅質文物受到地下埋藏環境中各種腐蝕因素的影響，已經發生了嚴重的銹蝕，加之出土后未及時采取有效的保護措施，導致腐蝕加劇。本文依照《館藏青銅器病害與圖示》（WW/T 0004-2007）調查該批器物的保存現狀，為后期文物修復提供基礎資料。

1 青銅器病害調查

本文依照《館藏青銅器病害與圖示》（WW/T 0004-2007）對該批器物的保存現狀展開了詳細的調查，發現該批青銅器在入藏時多已嚴重殘破、變形、銹蝕，同時由于歷史原因及保藏條件限制，部分文物腐蝕加重。另外，受庫房數量及面積限制，青銅器無法做到隔離存放，“點腐蝕”等青銅病害出現了蔓延跡象。受上述因素影響，目前相當一部分青銅器已呈現瀕危狀態，存在不同程度的點腐蝕、表面硬結物、通體礦化、穿孔等情況，特別是幾件極為珍貴的銅器的自然損毀情況極為嚴重，包括一件商代的提梁卣、一件戰國的銅鉦、一件六朝的三獸銅鏡和一件明代的座式毗盧銅像等，銅器上的銘文和精美的紋飾因銹蝕加劇和破裂嚴重而難以辨認。

2 青銅器的科技分析

2.1 表面顯微分析

為了了解樣品的銹層、銹蝕程度、鑄造工藝以及修復信息，我們采用便攜顯微鏡對文物的部分銹蝕進行了現場的纖維形貌的觀察，形貌圖如下：

通過觀察銅器表面微觀形貌，可以發現表面銹蝕產物顏色呈多樣化，有綠色、藍色、白色等銹蝕產物，整體的銹蝕產物分為堅硬和疏松兩類銹蝕，大部分是較為堅硬的銹蝕產物，如M1-43小口鼎表面綠繡、M1-8鼎蓋內部白色銹蝕及M1-33刀刃白色銹蝕等，有瘤狀的銹蝕產物，瘤狀物部分較為堅硬，如796劍表面瘤狀物，內部的銹粉較為疏松，如796劍表面粉狀銹。

2.2 XRF成分分析

為了了解器物基體和銹蝕等的成分，我們運用便攜式X射線熒光儀對器物表面或者殘斷后露出的內部基體進行了半定量分析。結果見表1。

測定時采用的是金屬模式，氧、氫和碳等較輕元素不能被測出。各個元素含量僅具有相對比較的意義，從中可以看出：檢測樣品為館藏文物，除949獅子銅地球儀樣品，其他器物銅、錫、鉛含量比例為7∶2∶1或6∶3∶1，結合相關研究，銅、錫、鉛配比符合東周晚期合金配比;M1∶1銅壺和M1∶49銅斧兩件器物，錫含量明顯高于銅含量，推測是因為遭到腐蝕，銅比錫優先腐蝕并且流失，所以檢測結果出現錫比銅含量高的現象。949獅子銅地球儀為民國傳世物，通過現場觀察及數據分析，地球儀成分主要為黃銅，且含鋅量小于35%，鋅能溶于銅內形成單相a，為單相黃銅，塑性好，適于冷熱加壓加工。751銅簋基體檢測出硅和鋁元素，推測為埋藏中土壤元素。銅器未檢測到Cl-的存在，但并不說明不存在Cl-，一方面可能是檢測部位恰好無Cl-，另一方面便攜式XRF無標樣半定量分析檢測限較高，含量低于檢測限就不能測出結果。如果存在Cl-，對青銅文物將是很大的威脅，會大大加快腐蝕速度，必須盡快進行粉狀銹去除，去掉Cl-。

2.3 銅器樣品銹蝕體的金相顯微觀察

751豆：銅與錫以α固溶體和（α+δ）共析體的方式存在，鉛以獨立相存在，呈顆粒狀，部分鉛已腐蝕脫落，腐蝕邊緣存留少量共析體。通過觀察樣品的暗場照片，可以發現腐蝕邊緣附著紅色銹蝕層、藍色銹蝕層以及白色銹蝕層。通過觀察金相，可知樣品為澆鑄青銅器。

2.4 偏光顯微分析

材料為M1：2銅壺頸部銹蝕，置于載玻片上并固結在蓋玻片下，儀器采用Leica DMLSP偏光顯微鏡。分析結果見表2。

通過偏光分析可知，該批器物的腐蝕產物總體有黑色和綠色兩種，其中黑色為氧化銅，綠色銹蝕產物基本成分為石綠和石青，有些銹蝕產物在石綠和石青的基礎上還有少量的氧化銅或赤銅礦與兩者共同存在。銹蝕產物中部分含有藍色、紅色及綠色銹蝕，藍色銹蝕產物是以藍銅礦Cu3（OH）2（CO3）2為主，紅色是氧化亞銅Cu2O，綠色是孔雀石Cu2CO3（OH）2;同時含有錫石。

2.5 掃描電鏡和能譜分析

使用HITACHI SUI510掃描電子顯微鏡對樣品進行分析檢測，并配合能譜測試其成分。分析結果見表3。

該樣品取自銅鼎的腹部，銹粉呈白綠色，通過檢測數據可以看出Si為土壤中的元素，初步推測其為堿式碳酸銅和錫、鉛的氧化物的混合產物。

該樣品取自銅盆的腹部，銹粉呈白色，通過檢測數據可以看出Al、Si為土壤中的元素，初步推測腐蝕產物為錫的氧化物。

該批器物的銹蝕產物有綠色、白色、白綠色、藍綠色、黑色及紅色，通過檢測分析進一步推測其綠色銹蝕產物可能為堿式碳酸銅，白色腐蝕產物為錫或鉛的氧化物，藍綠色為藍銅礦或孔雀石，黑色銹蝕產物可能為銅的硫化物，紅色銹蝕產物可能為氧化亞銅。該批器物的銹蝕產物大致為這幾大類，多數銹蝕產物較為穩定，對器物本體不會造成破壞。結合表面觀察和顯微分析，有部分銹蝕產物遮蔽了器物的紋飾，不利于后期的展示和研究，因此雖然其為無害銹，但也要去除，對于此類銹蝕產物要在修復的過程中根據具體情況具體分析，有針對性地保留或去除。同時在部分器物上有Cl-的存在，可以對其開展有害銹的去除工作。

3 病害調查結果及保護修復建議

通過表面觀察和顯微觀察，并配合偏光顯微鏡及掃描電鏡分析，得出該批青銅器的銹蝕產物分為堅硬和疏松兩類銹蝕，大部分為較為堅硬的銹蝕產物，有瘤狀的銹蝕產物，瘤狀物部分較為堅硬，內部的銹粉較為疏松，故在修復的過程中要有針對性地采取措施去除銹蝕產物。銹蝕產物有黃色、綠色、藍色、白色等，顏色呈多樣化，說明銹蝕物的成分差異較大。藍色銹蝕產物以藍銅礦Cu3（OH）2（CO3）2為主，紅色是氧化亞銅Cu2O，黑色為硫化銅CuS，綠色是孔雀石Cu2CO3（OH）2，同時結合金相分析的暗場照片可以看出除上述腐蝕產物之外還含有錫石。銹蝕產物主要為藍銅礦、孔雀石、氧化亞銅、鉛或錫的氧化物、堿式碳酸銅、銅的硫化物等相對穩定的銹蝕，但是有的銹蝕覆蓋了器物表面紋飾，需要利用物理或化學方法除銹;還有少量青銅器含有Cl-，需要去除有害銹，避免病害進一步加重，危害器物本體;有相當多器物已通體礦化，成為有形無強度的脆弱青銅器，在修復前需要加固。大部分的腐蝕產物為Cu、Mg、Si、Fe，有大量的Si元素，說明土壤對青銅文物腐蝕的影響較大，出土銅器附著的銹蝕較活潑，銹蝕有進一步發展及爆發點腐蝕等銅器病害的可能性，故在修復的過程中要極其注意有害銹的去除。

從能譜數據中可以進一步得出青銅器以銅錫青銅居多。

根據對該批銅器的金相顯微分析及XRF分析得出：該批銅器主要成分是銅、錫、鉛，銅與錫以α固溶體和（α+δ）共析體的方式存在，鉛以獨立相存在，比例推測為銅6錫3鉛1或銅7錫2鉛1，個別銅器鉛錫含量較高，推測為腐蝕所致，腐蝕邊緣處的（α+δ）共析體優先腐蝕。該批青銅器的鉛錫含量都較高，故該批青銅器的硬度較高，所以在整形過程中應采用加溫整形法，避免整形方法不正確而對器物造成傷害。

本文得出結論，為確保這些青銅文物具有的重要的文物價值，以及從穩定性和安全性考慮，迫切需要對它們展開科學的修復與保護。