汾陽(yáng)劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)制作材料及工藝研究

摘 要：制作材料和制作工藝研究是對(duì)壁畫(huà)科學(xué)認(rèn)知的基礎(chǔ)，通過(guò)研究可以掌握壁畫(huà)使用的傳統(tǒng)材料和工藝，為科學(xué)保護(hù)提供依據(jù)。因此，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)研究劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)的制作材料和工藝，具有重要意義。文章通過(guò)X射線衍射、拉曼光譜、離子色譜、粒度分析、顯微鏡等分析手段，對(duì)劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)進(jìn)行研究，較全面地了解了劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)的制作材料及工藝，為研究山西寺觀壁畫(huà)豐富了資料，為后期保護(hù)修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：壁畫(huà)；制作材料及工藝；檢測(cè)分析；關(guān)帝廟

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2023.14.027

1 壁畫(huà)內(nèi)容

劉家堡關(guān)帝廟創(chuàng)建于清順治乙酉年（1645），康熙、乾隆、嘉慶、光緒、宣統(tǒng)年間均有增建或修葺。除重建的馬王殿外，其余建筑均為清代遺構(gòu)。正殿內(nèi)保存有壁畫(huà)約40.89m2，主要分布在正殿西壁北側(cè)、西壁南側(cè)、北壁及北壁山花、南壁及南壁山花處，根據(jù)壁畫(huà)繪制技法的不同，可以分為水墨畫(huà)和重彩工筆畫(huà)。正殿水墨壁畫(huà)分布在南壁山花和北壁山花位置。南壁山花壁畫(huà)分為東、西兩塊，東側(cè)壁畫(huà)繪制三國(guó)“張飛橫矛當(dāng)陽(yáng)橋”的典故，西側(cè)壁畫(huà)已全部脫落，僅存后世所補(bǔ)白灰（圖1、圖2）。北壁山花壁畫(huà)也分為東、西兩塊，西側(cè)壁畫(huà)因雨水沖刷，畫(huà)面內(nèi)容已漫漶不清。東側(cè)壁畫(huà)已全部消失，僅存后世所補(bǔ)白灰。

正殿內(nèi)重彩工筆壁畫(huà)由兩部分組成，分布在南、北壁和西壁三個(gè)區(qū)域。從壁畫(huà)的布局來(lái)看，南、北壁的壁畫(huà)遙相呼應(yīng)，西壁壁畫(huà)分布在東、西次間壁面上，以明間作為中心相對(duì)應(yīng)，總體呈現(xiàn)出一種對(duì)稱、均衡和協(xié)調(diào)的格調(diào)。

第一部分重彩工筆壁畫(huà)由南、北壁兩面墻壁組成。壁畫(huà)分布在南、北壁下部呈長(zhǎng)方形的方正區(qū)域內(nèi)。每面墻壁的壁畫(huà)均由18塊構(gòu)成，18小塊壁畫(huà)分為四層，一、三層為4小塊壁畫(huà)，二、四層為5小塊壁畫(huà)，每層之間以祥云隔開(kāi)，每層橫向相鄰故事之間以樹(shù)木隔開(kāi)。整壁壁畫(huà)外面鑲以黑色長(zhǎng)方形邊框，形成一種小塊壁畫(huà)界限分明、整壁壁畫(huà)和諧統(tǒng)一的布局。整體畫(huà)面連續(xù)生動(dòng)，以連環(huán)畫(huà)的形式展開(kāi)，無(wú)榜題（圖3、圖4）。第二部分重彩壁畫(huà)分布在正殿西壁上，由南、北次間西壁壁畫(huà)組成。壁畫(huà)繪制內(nèi)容為《燕樂(lè)圖》，主要表現(xiàn)了圣母的后宮生活，是圍繞圣母生活營(yíng)造的一個(gè)場(chǎng)景，是整個(gè)圣母神像的整體烘托（圖5、圖6）。

2 制作材料及工藝研究

利用X射線衍射、拉曼光譜、粒度儀、離子色譜、顯微鏡等分析手段。對(duì)劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)的制作材料與工藝進(jìn)行分析。

2.1 實(shí)驗(yàn)方法及儀器測(cè)試條件

X射線衍射儀（XRD）：使用日本理學(xué)Smartlab 9Kw型X射線衍射儀，將樣品研磨，在樣品槽內(nèi)壓成平面，測(cè)定條件：Cu靶，功率9kW，掃描速度20°/min，2θ掃描范圍5～80°，譜圖分析軟件Jade 6.5。

離子色譜儀（IC）：使用Shimadzu HIC-SP型抑制柱高效離子色譜儀，準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的絕干樣品放入確定質(zhì)量的高純水中浸泡24h，抽取水溶液，經(jīng)一次性水系針頭式過(guò)濾器過(guò)濾后，直接進(jìn)樣測(cè)定。

激光粒度儀：使用瑞士萬(wàn)通激光粒度儀，稱取1.0g土樣，置于干燥的25mL燒杯中，加入15mL去離子水。將燒杯放在超聲振蕩器上振蕩30min。用注射針頭過(guò)濾器（孔徑0.45μm）過(guò)濾上部清液，將上部清液倒出，待土樣干燥后注入0.3g土樣進(jìn)行激光粒度儀分析。

便攜式數(shù)碼顯微鏡：使用Keyence VHX-600型便攜式數(shù)碼顯微鏡觀察壁畫(huà)表面微觀形貌。鏡頭型號(hào)為VH-Z20R（20X-200X），自帶照明燈。

2.2 分析結(jié)果

2.2.1 支撐體

劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)的結(jié)構(gòu)組成從里到外依次為支撐體—粗泥層—細(xì)泥層—白底層—顏料層（圖7）。壁畫(huà)的支撐體是建筑青磚砌體，壁畫(huà)局部地仗脫落處可見(jiàn)裸露的支撐體（圖8）。

2.2.2 地仗層

編號(hào)LJB-B-1和LJB-B-2的樣品的取樣位置在北壁破損邊緣處。下文關(guān)于地仗層分析檢測(cè)的樣品的來(lái)源，均取自于于此處。

根據(jù)圖9、圖10的XRD解譜結(jié)果可知，劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)地仗層LJB-B-1樣品成分有石英、方解石、長(zhǎng)石、綠泥石、云母、菫青石，LJB-B-2樣品成分為石英、方解石、長(zhǎng)石、綠泥石、白云母，此類成分與黏土礦物的化學(xué)成分基本相符。使用便攜式顯微鏡觀察壁畫(huà)地仗層破損處，可見(jiàn)粗泥地仗層和細(xì)泥地仗層均有植物纖維，推測(cè)粗泥地仗層中的纖維為麥秸（圖11），細(xì)泥地仗層中的纖維為麻刀（圖12）。IC測(cè)試結(jié)果顯示（表1），劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)粗泥地仗層含Na+、NH4+、K+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42-；細(xì)泥地仗層含Na+、NH4+、K+、Cl-、SO42-。

2.2.3 粒度分析結(jié)果

樣品經(jīng)過(guò)酸蝕去除包含的有機(jī)物類雜質(zhì)后，用去離子水清洗至中性，烘干，過(guò)篩，分選出沙粒和土粒。其中，粒徑小于200目（d≤75μm）的部分為粉土顆粒，大于200目（d≥75μm）的部分為砂顆粒，分別稱量土砂的質(zhì)量后進(jìn)行粒度分析。

對(duì)LJB-B-1樣品激光粒度分析（表2），所含顆粒粒徑：1#至46#數(shù)據(jù)顯示，粒徑為0.011～5.122μm，該部分顆粒含量為19.783%；47#至65#數(shù)據(jù)顯示，粒徑為5.867～67.523μm，累積含量為80.336%；66#至81#數(shù)據(jù)顯示，粒徑為77.34～300.518μm，累計(jì)含量為100%；由以上數(shù)據(jù)得出LJB-B-1樣品中，黏土含量為19.783%，粉土含量為60.553%，砂含量為19.664%。該地仗層中各類粒子以粉土粒子為主。

對(duì)LJB-B-2樣品激光粒度分析（表3），所含顆粒粒徑：1#至46#數(shù)據(jù)顯示，粒徑為0.011～5.122μm，該部分顆粒含量為10.4%；47#至65#數(shù)據(jù)顯示，粒徑為5.867～67.523μm，累積含量為66.192%，可知該部分粒子含量為55.791%；66#至76#數(shù)據(jù)顯示，粒徑為77.34～592.387μm，累計(jì)含量為100%；由此，LJB-B-2樣品中，黏土含量為10.4%，粉土含量為55.792%，砂含量為33.809%。該地仗層中各類粒子以粉土粒子為主。

2.2.4 顏料層

使用Raman光譜對(duì)劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)表面的顏料層進(jìn)行檢測(cè)分析。紅色顏料的測(cè)試參數(shù)為激光器785nm，透光率10%，積分時(shí)間5s，循環(huán)次數(shù)5次；綠色顏料的測(cè)試參數(shù)為激光器532nm，透光率1%，積分時(shí)間15s，循環(huán)次數(shù)10次；黑色顏料的測(cè)試參數(shù)為激光器532nm，透光率1%，積分時(shí)間1s，循環(huán)次數(shù)10次；藍(lán)色顏料的測(cè)試參數(shù)為激光器532nm，透光率1%，積分時(shí)間10s，循環(huán)次數(shù)10次；白色顏料的測(cè)試參數(shù)為激光器785nm，透光率25%，積分時(shí)間5s，循環(huán)次數(shù)5次。

紅色顏料的一組拉曼峰（圖13）為255.0cm-1、288.5cm-1、344.3cm-1，另一組拉曼峰（圖14）為227.1cm-1、297.0cm-1、413.6cm-1。這兩組特征峰與文獻(xiàn)①中朱砂的拉曼特征峰（253cm-1、287cm-1、343cm-1）和文獻(xiàn)②中鐵紅的拉曼特征峰（229.9cm-1、296.4cm-1、416.1cm-1）基本吻合，判斷廟紅色顏料有朱砂和鐵紅兩種成分。綠色顏料的拉曼峰（圖15）為120.9cm-1、147.7cm-1、513.1cm-1、708.5cm-1、818.9cm-1、912.8cm-1、3354.2cm-1、3439.2cm-1，其中，3354.2cm-1、3439.2cm-1為羥基的伸縮振動(dòng)峰，513.1cm-1、912.8cm-1為氯銅礦特征峰，表明綠色顏料的顯色成分為氯銅礦[Cu2（OH）3Cl]。黑色顏料的拉曼峰（圖16）在1360cm-1、1585cm-1附近出現(xiàn)了炭結(jié)構(gòu)的特征峰。其中，炭黑在1585cm-1左右的拉曼峰是體相晶態(tài)石墨的典型拉曼峰，稱G帶。此峰是石墨晶體的基本振動(dòng)模式，其強(qiáng)度與晶體的尺寸有關(guān)。1360cm-1處的拉曼峰源自石墨碳晶態(tài)邊緣的振動(dòng)，稱為D帶。這兩處拉曼峰為類石墨碳（如石墨、炭黑、活性炭等）的典型拉曼峰③。

藍(lán)色顏料（圖17）的拉曼峰為111.9cm-1、138.8cm-1、246.4cm-1、281.5cm-1、398.3cm-1、762.2cm-1、833.8cm-1、1094.8cm-1、1418.4cm-1、1578.0cm-1、3433.3cm-1，其中拉曼峰246.2cm-1、398.3cm-1、762.2cm-1、833.8cm-1、1094.8cm-1、1418.4cm-1、1578.0cm-1與藍(lán)銅礦的拉曼特征峰非常相似。藍(lán)銅礦俗稱石青，在古代作為藍(lán)色顏料廣泛應(yīng)用。戰(zhàn)國(guó)楚墓中的青色樹(shù)木是現(xiàn)在已知最早的藍(lán)銅礦應(yīng)用，秦始皇兵馬彩繪、敦煌壁畫(huà)等遺址也都有藍(lán)銅礦的使用④。白色顏料（圖18）拉曼峰為975.5cm-1、1051.3cm-1，其中，975.5cm-1歸屬于硫酸鉛特征峰，1045cm-1歸屬于碳酸鉛特征峰，白色顏料可能為硫酸鉛和碳酸鉛的混合物。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)制作材料和制作工藝的研究，我們了解到劉家堡關(guān)帝廟壁畫(huà)的支撐體為建筑青磚，其結(jié)構(gòu)組成從里到外依次為：支撐體—粗泥層—細(xì)泥層—白底層—顏料層。壁畫(huà)地仗層主要成分為石英、方解石、長(zhǎng)石、綠泥石和云母等礦物；粗泥地仗中摻有麥秸，細(xì)泥地仗中摻有麻刀。通過(guò)離子色譜、激光粒度儀分析手段可知：粗泥地仗層陽(yáng)離子含有Na+、NH4+、K+、Ca2+；陰離子含有Cl-、NO3-、SO42-；細(xì)泥地仗層陽(yáng)離子含有Na+、NH4+、K+；陰離子含有Cl-、SO42-；粗泥地仗層中黏土含量為19.783%，粉土含量為60.553%，砂含量為19.664%；細(xì)泥地仗中黏土含量為10.4%，粉土含量為55.792%，砂含量為33.809%。壁畫(huà)中的綠色顏料層主要顯色成分為氯銅礦；黑色顏料主要顯色成分為炭黑；紅色顏料主要顯色成分為朱砂和鐵紅；藍(lán)色顏料主要顯色成分為藍(lán)銅礦；白色顏料主要顯色成分為碳酸鉛和硫酸鉛的混合物。

注釋

①何秋菊，李濤，施繼龍，等.道教人物畫(huà)像顏料的原位無(wú)損分析[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2010，22（3）：64.

②麻慧.大同地區(qū)寺觀壁畫(huà)常用顏料的拉曼光譜分析[J].文物鑒定與鑒賞，2021（14）：96.

③胡守亮.SiO2氣凝膠充填非石墨化泡沫炭復(fù)合隔熱材料的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010：27.

④張尚欣，朱劍，王昌燧，等.阿爾寨石窟壁畫(huà)顏料的拉曼光譜分析[J].南方文物，2009（1）：110.