长治分水岭墓出土青铜器的保护与修复
钟家让      时间:2016-12-02    字体:      

长治分水岭墓群位于山西省长治市城区的角沿村石子河畔,地处上党盆地,历史上称之为上党。1954年至1972年,山西省文物管理委员会与长治市博物馆等单位为配合基本建设,在分水岭墓地先后进行了多次钻探和发掘,共钻探发现墓葬600座,选择性发掘了其中270余座。这些墓葬主要为东周墓,时代从春秋中期一直延续到战国中、晚期。该墓地约有93座墓葬出土铜器,主要包括容器、兵器、乐器、车马器、杂器等5类,约有57种器类,共1985件。长治分水岭的墓地反映着春秋至战国时期,长治地区赤狄家族墓地的变化以及墓葬制度的延续,表现了这个家族的由盛变衰的过程。不同文化类型器物的在同一墓葬群中的并存,还反映了上党地区在春秋和战国时期的民族大融合,是一处研究古代上党地区经济、文化、科技等诸多领域的重要实物史料。

山西博物院文物保护中心对分水岭出土青铜器进行检查发现,这批青铜器存在五个方面的病害:一是裂隙、断裂,残缺,变形;二是基体矿化严重,局部体积膨胀,表面粘连铁锈;三是表面有土垢、钙质结垢及各种颜色的锈蚀;四是铭文及纹饰被锈蚀覆盖,掩盖了文物信息并影响了其观赏价值;五是部分器物出现了有害锈,且有蔓延趋势。

材质、工艺分析及病害评估

利用X射线荧光合金分析仪,对部分青铜器基体的成分检测,可以确定其合金类型和合金元素特征,了解其制作工艺合金的配比,并且对于保护修复过程中的补配环节给予科学的指导。从XRF分析结果,可以明显看出分水岭墓出土青铜器以锡铅青铜为主。

此次保护修复的长治分水岭战国青铜器,其基体材料与周围介质(土壤矿物、石英颗粒以及相关的埋藏物质和有机物残留)发生化学、电化学反应或者生物作用而受到腐蚀破坏。青铜的腐蚀情况比较复杂,同一件器物上的不同部位由于埋藏环境的不同,导致其腐蚀矿化程度不同。通过X射线成像检测结果发现,这批长治分水岭青铜器中出现多种情况的腐蚀,主要有基体不均匀腐蚀矿化、缝隙腐蚀和暗裂纹等。

如三钮鼎器盖的X射线影像明显发现,除去三个最暗的是钮影,鼎盖整体上呈现出弥散的亮区和略暗的暗区。暗区说明基体的腐蚀矿化程度相对较低,而亮区说明腐蚀略严重,基体呈现不均匀腐蚀矿化。

在青铜器物上,有些暗裂隙因为裂隙细小所以难以发现,而有些则是因为被锈蚀、浮土等遮盖,所以无法直接观察到。

利用偏光显微镜(BX51P型,Olympus)对青铜器上的锈蚀物进行观察,拍摄单偏光和正交偏光下的显微图像,并实时观察记录镜下现象。根据锈蚀产物在单偏光和正交偏光下的特征,可以明显得出,这批青铜器上绿色锈蚀物最多,且主要为孔雀石,部分锈蚀物为氯铜矿。少量青铜器上出现蓝色锈蚀物,分析结果显示其为蓝铜矿。另有青铜器上出现红色锈蚀物,经分析得出其为赤铜矿。青铜器上锈蚀产物的分析结果可为后期的保护修复工作提供指导作用。

保护与修复

在对长治分水岭出土青铜器的材质及病害分析的基础上,根据青铜器普遍存在的问题,山西博物院文物保护中心对这批青铜器进行清洗、除锈,针对断裂、变形器物进行矫形、粘接、焊接,最后进行做旧与封护,在保护修复过程中,力求遵循文物保护修复的基本原则。

1.清洗及除锈

长治分水岭墓出土青铜器表面的污染物类型多样,本次修复根据器物上污染物类型的不同,选择不同的清洗方法,主要有以下三种方法:

(1)器表土垢等污染物的清洗

通过观察分析,发现这批青铜器表面存在土垢、疏松锈蚀物、可溶盐、原修复处理过程中残留的化学试剂等污染物,本次保护修复中选择去离子水进行清洗,必要时可加入少量六偏磷酸钠。在清洗工作进行前,对器物进行详细观察,以确定其腐蚀程度、有无特殊的表面处理工艺、使用痕迹、织物残留痕迹等信息,根据观察结果判断是否可以进行清洗。对过于脆弱或有特殊文化信息的器物不进行清洗或进行局部清洗。

(2)钙质结垢等表面硬结物及层状堆积锈蚀的去除

青铜器在长期的埋藏过程中必然受到土壤、地下水等外界环境的侵蚀,表面形成各种锈蚀物,这些锈蚀物掩盖了器物的铭文或纹饰,且不利于文物的长期保存。针对这类文物,本次修复中选用物理法与化学法相结合的办法去除。

首先,对于器物表面较疏松的附着物与锈蚀,采用机械法进行去除。手工工具除锈具有操作简单,可控性强,去锈程度易于掌握等优点,但是对于大面积的锈蚀清除耗时太长,需要结合其他方法进行操作。

其次,对于较致密的锈蚀,采用5%EDTA二钠盐水溶液,用脱脂棉蘸取溶液敷于锈蚀部位。贴敷部位用保鲜膜包裹,防止溶液过快挥发。因EDTA二钠盐对铜器基体有一定的腐蚀,故每次处理的时间不宜太长。处理后立即用去离子水反复清洗器物,以防止EDTA二钠盐残留。

最后,对于特别致密的掩盖了纹饰等重要信息的锈蚀,用超声波洁牙机进行清除,洁牙头较小的工作端部对于清洗去除纹饰、铭文等精细部位的锈蚀效果良好。

(3)有害锈的去除

长治分水岭出土青铜器中存在有害锈器物,经检测发现部分青铜器上粉状锈处氯离子含量较大,而且器体其他部位均含有程度不同的氯离子,修复中选择用倍半碳酸钠浸泡对青铜器进行脱氯,可置换青铜器腐蚀层中的氯化物。在最后一次浸泡完成后,用大量的去离子水冲洗器物,以清除试剂残留。

在对青铜器进行浸泡脱氯后,利用BTA(水溶性苯并三氮唑)进行缓蚀处理。BTA能与青铜器表面铜锈中的铜离子生成网状络合物保护膜,成膜覆盖于青铜器表面,有效阻止器物的进一步腐蚀。

2.断裂、变形器物的矫形、粘接与焊接

(1)矫形

青铜器在整形之前首先要检查其金属性质(金属性、强度、弹性、塑性、厚度等)是否适合进行矫形。较简易的办法是在断裂处的断面上用手术刀清理,若呈现铜的金属光泽,说明基体还具有较高的金属性,适宜于进行矫形;如果没有金属光泽,说明器物已矿化,矫形时需谨慎操作或不进行矫形。整形较常使用的方法有锤击法、扭压法、撬压法、锯解法等,根据这批变形器物的实际情况,实施矫形时通过自制铅锤、铅砧等工具,采用撬压法、锤击法、顶撑法、加温法等多种方法,灵活运用各种方法、技巧,充分利用身边的工具、材料,使变形部位形状恢复。

(2)粘接与焊接

为了减少传统锡焊焊接时对器物的打磨破坏,文物断裂处原则上不进行焊接,但若断裂处正好处于器物的受力部位,为了增加修复后断裂处的牢固性,对断裂处进行点焊,即在适当的部位锉出若干点状焊口进行焊接,焊接处埋设铜芯。对于焊点以外的断裂,在焊接完成后进行粘接。对于裂隙较长或器壁较厚器物,在粘接时在适当部位添加铜芯或铜铆钉,以加强粘接强度。

对于破碎成几十块甚至上百块的器物,在拼对、粘接或焊接时应当注意首先要确定一个基准点,一般多选择一块较大的残片作为基准点。有了基准点后,以后的工作都围绕这个基准点依次展开。

3.断裂粘接处、缺失补配处作旧与封护

对已粘接、焊接与补配完成部位要进行作色处理,使其与周边器体的衔接浑然一体,以使修复后的器物有良好的展示效果。

根据此批器物的保存展示环境及器物自身腐蚀情况,选用ParaloidB72树脂作为封护剂。ParaloidB72树脂是目前文物保护中使用最多的一种丙烯酸树脂,其无色透明,常温固化迅速,使用操作较为方便。

如今,这批青铜器通过精心修复后基本上恢复了原状,充分展现了文物的科学、历史和艺术价值,达到了预期的效果。


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