图一〇测试点7号XRF数据图
从上述XRF结果可以看出,造像表面大量发现Pb(铅元素),并残留有As(砷)、Cu(铜)、Sb(锑)等元素,这些元素应与矿物颜料有关。如含As的雄黄、雌黄(化学式分别为As2S3、As2S2)、含Cu的孔雀石、蓝铜矿[化学式分别为2CuCO3·Cu(OH)2、CuCO3·Cu(OH)2]、含Pb的铅白和铅丹[前者白色,化学式2PbCO3·Pb(OH)2,后者红色,化学式为Pb3O4][4]。上述彩绘颜料除了铅白以外,由于长时间暴露于自然环境下,会出现氧化、碳酸化等现象,从而使颜料失去本身原有的颜色,且出现风化脱落,仅部分残留于造像表面。
在现场调查过程中,除了底部大量分布的白色涂层外,在普贤菩萨造像表面发现了多处颜料,可以明显观察到的颜色是眉毛处的黑色颜料和头冠处的红色颜料。通过XRF结果可知(6号测点),发冠处残留的红色颜料主要为铁红(Fe2O3),铁红在自然环境下,稳定性好。另外眉毛处黑色颜料,初步分析以C质(黑烟子)为主。后期有风化污染物轻微遮盖,稍微显灰白色。
普贤菩萨脸部普遍存在一层白色涂层,其结构致密,均匀分布,表面光滑,直接位于基岩表面,从测试结果可以看出,主要成分为Pb,其矿物为铅白。铅白即碱式碳酸铅,古代称为胡粉、铅粉和水粉等,在明朝的《天工开物》《本草纲目》有确切记载,是古代绘画和化妆品的重要颜料[5]。并且常使用铅白颜料作为打底层,使后续彩绘颜料更容易上色且颜色均匀明艳,白色打底之后再涂刷其他颜色或者进行贴金,也为后期抵御自然风化发挥了一定作用[6]。在自然环境中,铅白可与环境中的CO2发生反应,以及脱水反应,生成PbCO3,相对于熟石灰,铅白碳化导致孔隙增加率更小。PbCO3相对于CaCO3,抗水溶解能力更好。因此,铅白的存在,可能在一定程度上保护灰岩本体。
2.普贤菩萨眼珠检测与分析
从超声波结果可以看出,琉璃波形完整,保存良好,证实普贤菩萨眼珠为典型琉璃眼珠。
图一一 琉璃眼珠超声波测试结果
针对普贤菩萨的眼珠,选取多个采样点进行XRF测试。8号点位为右眼,该眼珠中间覆盖物被清理掉,露出琉璃的新鲜面,结构致密,经测试,摩氏硬度约为7。右眼覆盖物测试点位为8-1,清理出的琉璃部位测试点位为8-2和8-3。左眼测试点位为9号,9-1和9-2点位为眼珠正面,表面有黄褐色覆盖物,下面为厚片状琉璃,厚度约0.9cm。9-3点位为左眼琉璃垂直于面部的断面,表面也有少量的褐黄色覆盖物。总体来说,8-2和8-3测试数据直接反映琉璃的成分,8-1基本为后期覆盖物的数据。9号点位因覆盖物相对薄弱,能部分反映琉璃成分。
从表3中可以看出,8-2与8-3的数据基本一致,琉璃中Pb的含量很高,质量百分比超过50%,平均为53%,说明其为典型的人造含铅琉璃。Ca的含量很低,另外有少量的Cu(铜)、Mo(钼)、As(砷)、Zn(锌)等金属元素,应为原料中带来或人为添加,用于控制琉璃色泽等。仪器测试范围以外的成分含量40.763%~41.568%,应为Si(硅)、O(氧)等成分,即石英质材料,这一部分通过拉曼光谱数据来进行验证。
测点8#至9#XRF结果表(%)
图一二为经过处理的琉璃Raman谱图(8-2号点位),从结果来看,该琉璃有比较明显的峰为283cm-1、484cm-1、598cm-1、818cm-1、962cm-1和1044cm-1等。虽然,便携式Raman未能采集到140~3200cm-1范围内的Pb-O结构单元[PbO4]振动峰[7],但818cm-1峰是铅玻璃的特征峰[8-9]。484cm-1、598cm-1、1044cm-1等是Si-O-Si化学键振动[8,10],而玻璃中的主要成分则是SiO2。
图一二 普贤菩萨眼珠琉璃拉曼谱图
8-1为右眼表面覆盖物测试结果。测试结果表明Pb、Ca量基本相等,Fe含量较高,可能与局部受渗水影响有关。9号点位的3个测试数据结果基本相同,其各组分含量介于8-1与8-2、8-3之间,是因为左眼表面有覆盖层,覆盖层比较薄,风化作用弱,测试数据应是表层覆盖物和下部琉璃的综合数据。
测试结果表明,普贤菩萨右眼琉璃眼珠是一块完整的人造琉璃,并采用石灰类物质与岩石粘结,结合致密。琉璃被誉为中国五大名器之首、佛家七宝之一。而奉先寺普贤菩萨保存的完整唐代琉璃实物是首次发现,历经千年保存至今,弥足珍贵,充分反应了古代工匠们精湛的雕刻水平,以及当时唐代经济的高度发展和唐代文化的高度繁荣。
在奉先寺保护工程开展过程中,首次发现卢舍那大佛右胁侍普贤菩萨表面有彩绘颜料和琉璃眼珠。通过便携式仪器对琉璃眼珠和残留的颜料进行无损检测,最终确认普贤菩萨的眼珠确为人造琉璃制品。本文的研究是石灰岩石质文物无损检测分析的典型案例,为日后文物表面无损检测提供了良好的范例。为后续奉先寺造像雕刻工艺分析、龙门石窟彩绘颜料调查、石窟文化艺术考古等工作提供了基础资料,同时也对龙门石窟的文物保护工作具有重要的参考价值。
注释:
[1]苏健.龙门石窟历史与美学论集[M].上海:上海交通大学出版社,2021.
[2]于宗仁.文物保护移动实验室功能构建及其综合分析方法应用[D].兰州大学博士学位论文,2017.
[3]任建光,王书,孟田华等.超声波无损检测技术在世界文化遗产地云冈石窟保护中的应用[J].工程勘察,2021(6).
[4]马彦妮.大足石刻卧佛彩绘颜料分析及表面微生物研究[D].西北大学硕士学位论文,2021.
[5]李海磊.4-6世纪中国北方地区壁画色彩技术及应用研究[D].上海大学博士学位论文,2019.
[6]张紫月.重庆大足石刻宝顶山圆觉洞及北山孔雀明王窟彩绘工艺研究[D].中央民族大学硕士学位论文,2020.
[7]赵志强.新疆巴里坤石人子沟遗址群出土玻璃珠的成分体系与制作工艺研究[D].西北大学硕士学位论文,2016.
[8] Sampaio D.V., Picinin A.,Moulton Benjamin J.A.. Raman scattering and molecular dynamics investigation of lead metasilicate glass and supercooled liquid structures [J]. Journal of Non-Crystalline Solids, 499: 300-308.
[9] B.n. meera A.K. Sood N, chandrabhas and J, Ramakrishna. Raman study of lead borate glasses [J]. Journal of Non-Crystalline Solids, 126.
[10]干福熹,赵虹霞,李青会等.湖北省出土战国玻璃制品的科技分析与研究[J].江汉考古,2010(2).
(本文转载自中国社科院考古所中国考古网,原文刊于《中原文物》,原文标题:《龙门石窟奉先寺普贤菩萨琉璃眼珠的调查研究》)