彩繪泥塑文物修復材料的篩選應用

摘要：新疆吐魯番阿斯塔那古墓群出土的彩繪泥塑文物在1970年代曾經過修復，目前文物出現了粘接部位松動、補缺部位脫落以及全色做舊的顏色發生了變化等情況，究其原因是當時所使用的修復材料出現了問題，如黏合劑老化造成粘接處的松動和脫落，顏料的質量問題使后期的色彩發生了變化，等等。鑒于上述材料已經無法繼續對文物實施有效的保護，需要運用科學的手段重新篩選新材料。在選擇新材料時，首先對其成分和性能及安全可靠性作了充分了解，以確保新材料在使用中和使用后對于所修復的文物無安全隱患并能夠起到真正的保護作用;其次是主要修復材料的質地與文物盡量保持一致。通過儀器檢測修復所需的泥土成分和性能，反復實驗滲透加固劑的速度、強度、深度、色澤，粘接劑的力度強弱，填補縫隙用料的可塑性以及顏料等，最終選擇新型材料和傳統材料相結合，作為修復彩繪泥塑文物的基本材料。

關鍵詞：彩繪泥塑文物;阿斯塔那古墓群;保護材料;滲透加固;粘接強度;土樣檢測

引言

受保存環境的影響，可移動文物受到侵蝕損害甚至殘缺不全的現象非常嚴重，因此需要對殘損文物進行搶救性的有效保護修復。隨著科學技術的進步，許多用于文物保護修復的新方法和新材料被研發出來，對于順利開展文物修復也起了積極推動作用。

1970年代，新疆的文物工作者開始修復吐魯番阿斯塔那古墓群出土彩繪泥塑文物，當時由于受各方面條件和認知的限制，在泥塑文物修復中均使用了符合當時條件的修復方法和材料。雖然時間僅過去了幾十年，但經過修復的泥塑文物保存狀況卻不是很理想，主要表現為粘接部位松動、補缺材料脫落、黏合劑老化以及全色做舊處的色彩變化等。據此可以推斷，主要是當時所用的修復材料出現了問題。因此這些問題（修復）材料已經不適用泥塑文物的修復，需要運用科學的方法對修復材料進行重新篩選，用篩選出的新材料來替換上述出現問題的老材料。

對于如何選擇修復彩繪泥塑文物的材料，把握它們的性能尤為重要。我們有針對性地根據阿斯塔那古墓群出土泥塑文物特點以及文物修復的基本要求和修復材料的篩選原則來確定修復材料。首先對修復所需的泥土進行肉眼觀察及儀器檢測，了解其成分和性能;其次將滲透加固劑的速度、強度、深度、色澤，粘接劑的力度強弱，填補縫隙用料的可塑性以及顏料的選擇等作為實驗內容，在對上述修復材料進行反復試驗后，最終選擇新型材料和傳統材料相結合，作為修復彩繪泥塑文物的基本材料。

一、選擇修復彩繪泥塑的泥料

經觀察，制作彩繪泥塑文物的原料黃土是一種淺黃色、含砂量小、雜質較少的黏土，為了使修復材料能更接近文物本體的材質，我們從吐魯番高昌故城附近、距阿斯塔那古墓群較近的黃土區域中，選取了2塊與文物泥胎色澤相近、黏性適中、可塑性較好的黃土作為檢測樣本，再采集1塊彩繪泥塑的泥胎也作為樣本送蘭州礦產資源監督檢測中心進行檢測（見表1）。對3塊土樣的分析檢測，結果見表2。

通過3個土樣的檢測比對數據可以看出，從吐魯番阿斯塔那當地所取土樣與泥塑胎體土樣中的礦物種類及含量均較為接近，說明制作阿斯塔那彩繪泥塑的泥胎土料是取自于當地的黃土，實驗選取的土樣可以作為修復彩繪泥塑文物的基本材料。

實驗過程中，用上述選定的黃土制作泥塊，作為滲透加固、粘接和填補縫隙的實驗對象：1）先用粉碎機把黃土塊打成粉末狀;2）再用200目的分樣篩分離顆粒細膩的黃土;3）將細黃土、短麻（或脫脂棉）和純凈水進行混合，用木槌敲打成膏狀（圖1）;4）用保鮮膜包裹膏泥燜制，待半干燥不沾手方便塑形時，用修復刀制作成實驗泥塊（圖2）。

二、斷面滲透加固劑的選定

出土泥塑文物斷裂的現象較為嚴重，為了使后續的粘接步驟能夠順利進行，要對斷裂面實施滲透加固以增強其硬度，那么選擇滲透加固的材料就顯得尤為重要。

本次實驗選用了三種滲透加固劑。第一種是在傳統修復泥塑文物時使用的酒精蟲膠溶液，配比一般在10%～15%;第二種是敦煌研究院在修復古代壁畫中使用的ZB-SE-1專用乳液黏合劑（又名“有機硅丙烯酸乳液加助滲劑”，以下簡稱“有機硅丙”），其配比為2%有機硅丙與純凈水的滲透加固劑;第三種是配比為8%的B72丙酮溶液。

將這三種不同的滲透加固劑分別以均量多次分時段滴注在不同的試驗塊上，結果顯示：B72丙酮溶液的滲透速度要快于蟲膠滲透加固劑和有機硅丙滲透加固劑。經觀察，在第三遍滲透加固時，B72丙酮溶液的滲透力依舊可以，蟲膠滲透速度已經明顯變弱而且在表面出現結膜現象，有機硅丙則已經出現飽和現象（圖3）。

待實驗塊表面完全干透后放置24小時，用修復工具刻劃并以80目砂紙打磨實驗塊的滲透表面，有機硅丙加固面打磨4次就觀察到有土末掉落，蟲膠乙醇加固面打磨7次觀察到土末掉落，而B72丙酮溶液加固過的表面需要10次打磨才有土末掉落。這里需要說明一下，在實驗過程中將有機硅丙乳液的濃度增大至4%時，其滲透的力度相對較弱，無法達到滲透的效果，所以放棄增大其濃度。

為了進一步證實此次實驗的結果，實驗選取了3塊沒有顏料層、無法與其他部位拼接的泥塑殘塊原件，用上述滲透加固劑進行了二次實驗（圖4）。

通過彩繪泥塑樣塊的滲透實驗發現，用2%的有機硅丙滲透加固的硬度效果欠佳，加大其滲透液的濃度至4%時，滲透的速度非常緩慢，干透后滲透面的硬度仍不理想;蟲膠加固劑干透后發現斷面色澤加深，其硬度相對適中;用B72丙酮溶液滲透加固的泥塑殘塊，滲透性強、加固后強度較大，雖然加固后斷面色澤略有加深，但是要淺于蟲膠乙醇溶液。

通過上述對實驗樣塊和泥塑殘塊斷面的滲透加固實驗，得到以下結論：

1.B72丙酮溶液具有無色透明特質，有良好的穩定性，不宜發黃。在對泥塑文物斷面進行加固時具有滲透性強、加固后強度大、硬度合適的特點，可用于中小型泥塑殘塊斷面的滲透加固。

2.蟲膠乙醇溶液的滲透速度快，且易揮發，對泥塑殘塊斷面進行滲透加固后，斷面的硬度也較適合下一步的粘接。但由于蟲膠乙醇溶液的滲透速度快，在對有許多縫隙的殘塊進行滲透時，溶液很容易從縫隙中滲出從而影響彩繪泥塑文物的外觀。所以該溶液可用于較大型的或無縫隙泥塑殘塊的滲透加固。

3.有機硅丙是用水作為溶劑，滲透速度較弱，且不易揮發，在對泥塑的殘塊斷面進行滲透加固時，由于長時間對文物本體進行浸泡，會造成文物本體斷面的膨脹和酥松，有機硅丙雖經干透，但其硬度仍不是很理想，達不到粘接的預期效果，故只能作為小塊斷面的滲透加固，且用量要少[1]。所以，以上三種滲透加固劑各有其特點，在工作中可根據實際情況謹慎選擇使用。

三、粘接材料的選定

在粘接材料篩選試驗過程中，我們還是通過傳統修復材料與新型修復材料進行多次試驗，從其中選取一種相對較適合泥塑修復的粘接材料。需要說明的是，粘接材料的選定實驗是一種以破壞性實驗所得到的結果為依據，在做拉力分離測試的時候會損傷測試塊，所以不能選擇彩繪泥塑原件作為實驗對象，而只能在實驗泥塊上進行。

1.環氧樹脂作為粘接劑在1980年代被廣泛用于文物修復，它是一種高分子材料，使用時須加入適量的乙二胺（固化劑）和二丁酯（柔軟劑）調配。

在進行粘接實驗時，首先將調制好的環氧樹脂膠涂抹在滲透加固后的實驗塊表面，與另一實驗塊對接，待膠質徹底固化后，發現粘接力度相當強，要用330N的力才能將實驗塊拉開。從斷裂處觀察，裂面是從滲透加固劑未達到深度的泥層處斷開，顯示環氧樹脂膠的粘接強度太高，硬度已經大大超過了實驗塊本體。根據粘接材料的硬度不宜大于被粘接物的要求，實驗放棄了使用環氧樹脂作為粘接泥塑文物的黏合劑。

2.ZB-SE-3A專用乳液黏合劑（改性丙烯酸乳液加助滲劑，簡稱“丙烯酸”），是一種新型的粘接材料，使用時以純凈水作溶劑按比例調配成所需的溶液，目前在壁畫修復方面使用較多[2]。

實驗階段，首先將50%的丙烯酸均勻地涂抹在分別滲透有B72丙酮溶液、蟲膠乙醇溶液和有機硅丙烯酸加固液的6個實驗塊上，同材料滲透過的實驗塊相互粘接為一組。待粘接劑固化干燥后，用小于9.8N的力可以拉開三組不同的實驗塊，發現斷裂是發生于實驗塊的表面處，也就是說這三組在使用粘接劑后相互黏合力度都很小，根本沒有起到黏合的作用（圖5）。

然后將純丙烯酸乳液涂抹在實驗塊表面待黏合劑干透后，發現表面形成了一層碎裂的鱗片狀干膜。原因是在丙烯酸乳液干燥過程中水分蒸發，致使純丙烯酸不斷收縮而形成的這種現象，所以對泥塑殘塊根本起不到粘接作用（圖6）。

通過上述實驗結果，發現用原液去粘接實驗塊非常不理想，所以接下來分幾種不同濃度的純丙烯酸乳液與加工過的細黃土混合成膠泥狀，進行粘接實驗。

實驗過程中發現，50%的丙烯酸乳液與黃土混合的粘接膠泥干燥后出現了開裂現象，這種情況很有可能是因為乳液濃度過高導致收縮過快造成的，這種開裂現象會嚴重影響粘接的牢固程度。為此在配制粘接膠泥時添加了適量的細沙、細麻或脫脂棉等纖維來改善開裂的情況。將四種50%、20%、10%、5%不同濃度的丙烯酸乳液加適量細黃土、細纖維等混合成膠泥，兩兩實驗塊進行粘接，分為A、B、C、D四個組（圖7）。

待粘接膠泥干燥后進行拉拔實驗，用5%和10%丙烯酸乳液調配成的粘接膠泥，用20N以內的力可將實驗泥塊拉開;20%的粘接實驗泥塊需要80N的力;50%的粘接實驗泥塊則需要100N左右的力（見表3）。

通過測試環氧樹脂、50%丙烯酸乳液原液、50%、20%、10%和5%丙烯酸乳液與黃土等混合膠泥的粘接拉力實驗可知，粘接泥塑殘塊的材料，選擇20%或者50%的純丙烯酸乳液與黃土、細纖維等混合成的粘接膠泥（A，B組），強度較為合適，二者濃度的選擇取決于殘塊斷面大小。

四、補塑材料的選擇和制作

拼對粘接后的彩繪泥塑文物，仍普遍存在局部殘缺現象。為了展現修復后泥塑文物的完整性且便于后續展陳，需要對局部殘缺部位進行有依據、有參照的補塑[3]。

殘缺部位的補塑材料，依舊使用經檢測的黃土和適量細纖維等材料混合，制作補塑泥。

首先將黃土加工碾碎，然后過200目的細篩，除去黃土中的砂粒和雜質，將過篩后的黃土放入容器中加純凈水浸泡數小時，再將浸泡后的黃泥置于木板上，把適量的脫脂棉花平鋪在黃泥上，用木槌將上述材料反復錘砸，制成軟硬合適的泥膏狀塑泥，參照文物的原件部位，對殘缺部分進行復原修復（圖8）。

補塑之前，需要先將補塑處的斷面用B72丙酮溶液進行加固處理，一方面可以增強斷面的硬度，另一方面可作為隔離層，以便必要時對補塑材料進行可逆性的去除。

五、裂隙、裂縫的填補材料選擇

阿斯塔那古墓群出土的彩繪泥塑文物本體表面存在大量的裂隙、裂縫病害，以及殘塊拼接后遺留的縫隙，這些縫隙的長短寬窄深淺程度均有不同。傳統工藝修復彩繪泥塑文物，曾使用過熟石膏。因為熟石膏具有固化時間短、收縮率低、不易出現裂縫、可塑性好等特點，故作為一種常見修復材料對缺損部位進行補全和縫隙的填補修復。但是熟石膏的水固化物應用在文物修復后，也有明顯缺點，例如固體機械強度低，質地脆弱，怕磕碰，受潮后易粉化等[4]。此外石膏用于修復泥塑文物，還存在補全內容與文物本體有色差的問題。

鑒于石膏的上述諸多缺點，我們嘗試改用有機硅改性丙烯酸乳液與其他材料混合制成的材料來填補裂隙。有機硅改性丙烯酸乳液具有抗沾污性、耐水性、透氣性等特點，將它與熟石膏、黃土混合進行了如下實驗：

首先用50%的有機硅丙烯酸乳液分別與熟石膏、黃土以3：1、2：1、1：1、1：2的配比混合制成實驗塊，待混合材料干燥后，發現實驗樣塊上均出現了裂縫，這說明乳液的濃度過大導致收縮過快而形成了裂縫。然后又將乳液濃度分別降低至20%和6%，再做相同的配比實驗。然后根據實驗結果，從樣塊是否開裂、樣塊的可修整性、與泥塑胎體的色澤相似度三個方面來選擇填補裂隙的材料（圖9）。

在實驗中發現用，20%有機硅丙乳液混合成的樣塊也出現了裂縫，究其原因也是溶液濃度過高造成的，此外是否開裂還取決于石膏含量多少。而濃度較低的6%未出現裂縫情況，說明可修整性也和溶液濃度及石膏含有量有關。而色澤方面完全取決于石膏與黃土的比例含量（見表4）。

通過上述實驗，我們確定選用6%有機硅改性丙烯酸乳液與黃土、石膏配比為2：1（即圖9、表4中的G）混合而成的材料對彩繪泥塑裂隙、裂縫處進行修補。

六、顏料的選擇

為了使粘接、修補、復原處塑泥的顏色與文物本體達到統一的整體效果且不影響文物研究和展陳，要對修復部位進行最小干預的全色做舊處理，那么顏料的選擇也尤為重要。

我們采集了彩繪泥塑文物上所施色彩各種樣本，經過儀器檢測，其成分大多為礦物質顏料[5]。故在對修復部位進行全色做舊時，也選擇了與上述顏料成分相同的礦物顏料，用純凈水加適量黏合劑調制，對部分修復補缺表面施以所需的色彩，最后再進行適當的做舊處理。做舊后的部位只是為了展陳時的整體效果，并不影響近距離的肉眼觀察或儀器識別。

根據上述對修復泥塑文物所使用材料的嚴格篩選，以及修復方法的調整改進，我們完成了“新疆博物館館藏阿斯塔那彩繪泥塑保護項目”87件文物的修復工作，各項指標均達到了國家文物修復保護的具體要求，通過了專家的評估和驗收（圖10）。

七、結語

隨著科學技術的進步，可用于文物保護領域的新型材料也不斷出現或被運用到文物修復工作中。對于本次阿斯塔那古墓群出土泥塑文物修復，新材料的使用經驗可歸納為以下幾點：

1.在使用新材料前，首先對其成分和性能及安全可靠性作了充分了解，確保新材料在使用中和使用后對于所修復的文物無安全隱患并能夠起到真正的保護作用，如有機硅丙烯酸和純丙烯酸乳液，是敦煌研究院用于古代壁畫修復的專用黏合、加固劑，是經過多次試驗論證后才開始應用的修復材料，也經過實踐檢驗安全有效。

2.目前修復泥塑文物所使用的材料與以前相比，如黏合劑、補缺材料、顏料等，有了本質上的不同。以前修復泥塑文物使用的復原和填充材料以熟石膏為主，與文物本體的材質相差甚遠;而現在使用與文物本體材質完全相同的黃土與植物纖維合成材料，我們認為使用這種材料修復泥塑文物更加貼切，肉眼觀察可與被修的文物完全“融為一體”。這種變化促使我們對于文物修復理念有了新的認識。這里需要說明的是，“融為一體”只是相對而言，不是不可識別，遠看似一體，但近距離觀察還是有一定的差別。

3.特殊的地理環境使吐魯番阿斯塔那古墓群隨葬的彩繪泥塑得到相對較好的保存，與國內其他地區出土的泥塑文物相比，在材質和前期保存環境方面均有很大區別，保護修復的方法也有所不同。因而在對這批泥塑文物進行保護修復過程中，基本上找不到接近且完全成功的修復案例作為參考，修復團隊主要是憑借對前輩修復技藝的傳承，經驗的積累以及平時對新材料和新方法的關注，針對出土泥塑文物的特殊性，不斷探索、試驗、研究，從中篩選出較適合的新材料，來解決泥塑文物的修復問題。

新材料的應用對于文物修復來說是一個新的挑戰。我們以保護文物而不傷害文物為目的，在新老材料中不斷探索、篩選，既不能盲目地推崇使用新材料，也不能完全拋棄傳統的修復材料，發現新型材料時選取其長處來補充老材料的不足，充分發揮新老材料各自的優點，根據不同材質的文物來選擇相對應且合適的修復材料，最后達到我們要進一步做好文物保護工作的真正目的。

參考文獻：

[1]姚書文.有機硅改性丙烯酸及純丙烯酸在泥塑文物修復中的應用[C]//中國文物學會文物修復專業委員會.文物修復研究（2015-2016）.北京：中國文聯出版社，2016：273-274.

[2]蘇伯民，蔣德強，馬想生，等.布達拉宮等處壁畫起甲原因的初步分析和修復材料的篩選[J].敦煌研究，2007（5）：39-44.

[3]李云鶴，李波.石窟彩塑壁畫的搬遷與復原技術探討——以敦煌南湖店洞窟搬遷復原為例[J].敦煌研究，2002（4）：38-44.

[4]戚軍超.文物修復中熟石膏的科學應用及發展趨勢[J].文物保護與考古科學，2020（3）;118-124.

[5]姚敏.吐魯番阿斯塔那出土彩繪泥塑文物材料的檢測分析初探[J].吐魯番學研究，2016（1）：112-113.

（責任編輯：孫秀麗）