唐韓休墓壁畫考古現(xiàn)場科學調(diào)查研究

嚴 靜，趙西晨，黃曉娟，王嘯嘯，劉呆運

(陜西省考古研究院，陜西西安 710054)

0 引 言

韓休為唐玄宗時期的宰相，其墓葬被盜嚴重，但甬道、墓室保存有精美的壁畫，且壁畫保存狀況較好、內(nèi)容豐富[1]。墓室北壁山水圖，彌補了中國山水畫發(fā)展史的缺環(huán),在中國美術史上也具有重要的意義[2-3]。墓室東壁樂舞圖，首次出現(xiàn)了雙樂隊、雙人和舞形式。其中胡漢樂器并用，胡漢男女共舞，為研究唐代中國與中亞、西亞等絲綢之路沿線國家音樂、舞蹈的文化交流提供了實物資料[4-5]。

關于墓葬壁畫的研究主要集中于壁畫材質(zhì)工藝研究和保護修復研究上[6-11]，現(xiàn)場調(diào)查的工作報道極為少見。考古現(xiàn)場和石窟寺壁畫已經(jīng)開展了部分的科學調(diào)查工作，包括考古現(xiàn)場的預探測、影像資料和環(huán)境信息的收集等，采用的手段有三維掃描技術、高清數(shù)字攝影、智能機器人、雷達探測技術、X探傷技術、光纖內(nèi)窺鏡、遙感考古、GIS系統(tǒng)等[12-22]。

本工作在參考上述工作的基礎上，結(jié)合墓葬壁畫本身特征，在與考古學家充分的交流溝通下，對壁畫所有畫面進行了合理布點，并聯(lián)合多種科學手段，包括可見光、紫外紅、紅外光等多種光源和各種便攜記錄、分析檢測設備，先后兩次(2014年、2015年)對韓休墓葬壁畫進行全面的影像信息提取、顏色科學記錄、材質(zhì)無損快速分析、病害記錄和分類、樣品的科學提取，以實現(xiàn)對考古現(xiàn)場墓葬壁畫全面科學記錄和快速無損分析檢測，為壁畫后續(xù)研究、保護提供依據(jù)。

1 儀器條件

1.2 儀器條件和分析方法

1) 紅外照相機。紅外相機機身為Nikon D3200；鏡頭為AF-S NIKKOR 35 mm 1∶1.8 G。

2) 照相機。機身Nikon D7100；鏡頭1：AF-S NIKKOR 18～105 mm 1∶3.5～5.6 G ED；鏡頭2：定焦鏡頭，TAMRON 90 mm F/2.8 MACRO 1∶1。

3) 數(shù)碼顯微鏡。VHX-600(日本，基恩士)，放大20～200倍，5 400萬像素。

4) 便攜式X射線熒光光譜儀(XRF)。Tracer Ⅲ(德國，布魯克)，硅探頭，銠靶，電壓40 kV，電流18 μA，測試時間為30 s。

5) 非接觸式色度儀。VS450型(美國，愛色麗)，45/0°雙照明幾何條件，光源為全光譜LED，光譜范圍400～700 nm，反射率測量范圍0～150%，測量光點直徑6 mm，測量距離38 mm。

6) 紅外熱成像儀。TH7700(日本，NEC)，由于墓室內(nèi)溫差較小，因此采用鎢絲燈對壁畫預加熱，通過壁畫升溫和降溫過程的紅外熱像變化，監(jiān)測壁畫的空鼓、毛細水侵蝕病害。

2 結(jié)果與討論

2.1 光學調(diào)查與布點

2.1.1正常光照相與布點 采用白熾燈光源，對墓室內(nèi)所有壁畫進行裸眼仔細觀察與照相。在與考古學家充分溝通后，選定了壁畫重點調(diào)查位置，并按照順序進行了布點。具體方法為：先對選擇的點指定照相，然后在電腦上用Photoshop軟件對整體照片和選點照片進行放大比對后，劃定測試區(qū)域，部分布點見圖1a和1b。

采用微距鏡頭對壁畫細部進行了拍攝(圖1c和1d)，可以觀察到壁畫在繪制時運用了混色、疊色手法，山水圖藍色山頂處局部點綴有黃色，黃色花樹葉子上加入了橘色，樹下老人圖綠色葉子上疊加有黑色。

2.1.2顯微照相 利用體式顯微鏡，對部分選點進行了顯微照相，以提取更為細致的信息，顯微照相結(jié)果見圖2。19#為樹下老人圖樹木頂部葉子處綠色，該處顏色鮮艷，可見較為明顯的礦物顆粒。33#為山水畫藍色部分，未觀察到礦物顆粒，且藍色較淡，局部藍色已經(jīng)侵入到了白灰層中，不似常見的礦物顏料(藍銅礦、青金石)。42#樂舞圖侍女頭部黑色，顯微觀察可見排列整齊、間隔一致的豎條紋，應為侍女頭發(fā)的紋理。43#肉眼觀察為淡黃色，顯微觀察表明其顏料層極薄，顆粒度極細，局部還夾雜有白色顏料，部分地方白色底層隱約可見。45#樂舞圖毯子處顯微照顯示顏料顆粒度極細，顏色很鮮亮，但表面鹽分較多，這與該處較低，地下水活躍度高有關。圖2f是51#樂舞圖第二次調(diào)查的顯微照相，部分地方出現(xiàn)了霉變，顯微觀察可見明顯的菌絲。

2.1.3紅外光照相 相比可見光，近紅外區(qū)域可以更容易地穿透某些顏料，且木炭、石墨對近紅外光吸收較為強烈，紅外照片上其紋理清晰可見、容易辨識。利用近紅外相機對壁畫進行了攝影，以期發(fā)現(xiàn)裸眼較難發(fā)現(xiàn)的線條，部分紅外照相結(jié)果見圖3。樂舞圖的紅外照相可以清楚的看出，壁畫出現(xiàn)了改繪情況(圖3a)，將一小孩改成了一手執(zhí)竹竿的樂人，而且小孩處涂抹大面積黃色，以前古人寫錯字常用雌黃進行涂改，此處涂抹黃色也有此意。此外，在樂舞圖胡人部分，毯子的左上角和右下角處的人物和毯子呈現(xiàn)出疊壓關系，線條并未相互遮擋(圖3b和3c)，學者認為他們應該為早繪人物[23]。

2.1.4紫外照相 采用波長為254 nm的紫外熒光燈照射壁畫表面，用以發(fā)現(xiàn)有熒光反應的部位，并采用長時間曝光(紫外光照射)對壁畫發(fā)熒光部位進行照相。部分紫外光照片見圖4。由圖可知：1)壁畫表面裸眼觀察到的黃色顏料在紫外光下變?yōu)殚偌t色。2)裸眼見到的同一顏色，在紫外光下呈現(xiàn)出不同顏色。如:樂舞圖(圖4a)中奏樂胡人的唇部可見紅色和橘色兩種顏色；樹下老人圖(圖4b)人物服飾部位也出現(xiàn)了紅、橘兩種顏色。3)壁畫表面，尤其是上部和下部分布有長條狀亮白色熒光，這是壁畫表面霉菌菌絲。4)山水圖藍色顏料有微弱的熒光(圖4c)，結(jié)合顯微觀察未見到顏料顆粒，推測該藍色很有可能為有機染料。5)部分白灰層熒光反應明顯，尤其是顏色較薄的山水圖部分，以及部分比較堅實的部位。6)紫外光下可見部分繪畫細節(jié)，圖4c顯示了畫家繪制山水圖的線條走向和暈染方式。

2.2 色度記錄

利用非接觸式色度儀在考古場第一時間對畫面布點位置顏色進行了記錄，并于一年后在現(xiàn)場再次對壁畫上述點進行了色度記錄(部分點由于現(xiàn)場工作開展，未能測試)。具體方法是，將第一次調(diào)查時布點圖片在電腦上放大，在考古現(xiàn)場依據(jù)圖片進行仔細辨認，以確定具體測試位置。色度記錄數(shù)值見表1，利用國際照明委員會的規(guī)定，采用L*、a*、b*值分別標示顏色的亮度、紅綠值、黃藍值。對比前后一年壁畫顏色的變化可以看出，后一次的測試中，壁畫亮度(L*值)普遍較上一次亮，究其原因，是因為第一次測試時，壁畫剛出土，表面污染物還未完全去除，而第二次測量時，壁畫已經(jīng)過了細致的現(xiàn)場清理保護。此外，大部分點第二次測試時，顏色都較第一次淡，這可能是壁畫經(jīng)過一年的現(xiàn)場保存，墓室濕度較剛發(fā)掘時有所降低造成的。通過色度值也可發(fā)現(xiàn)壁畫山水圖所用藍色較淡(b*值越小越藍)，這與所用顏料和繪畫內(nèi)容有關。

表1 色度記錄結(jié)果Table 1 Results of chromaticity recording

(續(xù)表1)

2.3 材質(zhì)工藝調(diào)查

為了壁畫后續(xù)的科學保護與揭取工作順利開展，及時了解壁畫的材質(zhì)工藝是十分必要的。現(xiàn)場采取便攜式XRF、漫反射光譜儀、顯微鏡等設備對壁畫顏料元素組成、光譜特征、制作方法進行了無損的快速分析和觀察。

2.3.1便攜式XRF分析 利用便攜式XRF對壁畫上各顏色進行了元素分析，結(jié)果見表2。由表2可知，各顏料中基本都含有Si、K、Ca元素，Si、K元素為顏料表面泥土污染物所致，Ca元素為下層白灰層的元素。大部分點都分析到了Cl元素，這與地仗土中的可溶鹽(NaCl)活動有關。其中值得注意的是：黃色顏料除了主要含有Pb元素，部分顏料中也檢測到較多的V元素；橘色顏料有兩種情況，畫面大部分橘黃色顏料中并未發(fā)現(xiàn)Pb元素，主要元素為Ca、Fe元素，而在樂舞圖毯子部位非常鮮艷的橘色(45#)顏料中發(fā)現(xiàn)含有極高的Pb元素，這表明這兩種橘色不是同一種物質(zhì)；藍色顏料未發(fā)現(xiàn)顯色元素。這些都為后續(xù)實驗室內(nèi)分析研究提供了研究方向和重點。后續(xù)實驗室分析結(jié)果[24]與考古現(xiàn)場XRF分析到的各種顏色主量元素結(jié)果相一致。

表2 XRF分析結(jié)果Table 2 Results of XRF analysis

2.3.2漫反射光譜分析 利用色度計不但記錄了顏料的色度值，同時也記錄了該點在可見光范圍(400～700 nm)內(nèi)的反射光譜曲線，并將紅色、橘色和黃色顏料光譜曲線轉(zhuǎn)換成一階導數(shù)(表示為D′)曲線圖，所有曲線圖結(jié)果見圖5。通過文獻比對[25-26]，表3為各色顏料的特征峰位置和分析結(jié)果，其與實驗室內(nèi)分析結(jié)果相一致，表明該方法可以在考古現(xiàn)場第一時間對壁畫顏料進行初步無損定性分析。同時該方法快速、簡便，相比于有損的采樣分析只能分析出壁畫一兩處位置的顏色，該方法可在考古現(xiàn)場測試壁畫不同部位多個點的顏料光譜信息，能更全面地記錄壁畫顏料特征。

表3 漫反射光譜分析結(jié)果Table 3 Analysis results of diffuse reflection spectra

2.3.3工藝調(diào)查 考古現(xiàn)場有兩幅壁畫遭到人為破壞，通過對該處的仔細觀察(圖6)，可見明顯的草拌泥層，且制作工藝精良，地仗中加入麥草長度較一致，且均勻，其長度范圍在1.3～2.5 cm之間，大部分長度在2 cm左右。在現(xiàn)場用手術刀在此處取實驗樣品時，發(fā)現(xiàn)草泥層泥土特別細膩且強度極高，表明該泥土經(jīng)過處理，這為后續(xù)壁畫揭取提供了參考。現(xiàn)場對不同部位壁畫地仗層進行了初步測量，其厚度在0.8 cm左右。在顯微照相中可發(fā)現(xiàn)壁畫白灰層非常細致、緊密，部分石灰層已經(jīng)轉(zhuǎn)化成致密、透明的碳酸鈣，部分顏料也已經(jīng)滲入表層白灰中。

2.4 病害調(diào)查

利用紅外熱成像儀對墓室內(nèi)壁畫的空鼓和地下水情況進行了測試。部分紅外熱成像結(jié)果見圖7a。紅外熱像的分析結(jié)果表明：在墓室與甬道口連接處的壁畫有局部空鼓，表現(xiàn)形式為表面溫度較高，熱像圖可明顯看出接近地面毛細水普遍存在，紅外熱像圖顯示藍色，高度在20 cm左右，壁畫上部未見毛細水跡象。在以上調(diào)查和分析工作的基礎上，對韓休墓壁畫的病害進行了調(diào)查和總結(jié)。韓休墓壁畫除人為破壞處外，其保存狀況較好，但也出現(xiàn)了墓葬壁畫常見的病害，尤其是壁畫原址放置一年后，發(fā)霉情況變嚴重，圖7b為兩次現(xiàn)場調(diào)查同一位置壁畫霉變對比。壁畫具體病害和霉菌分析見相關文獻[27-28]。在以上工作基礎上，按照行業(yè)標準對壁畫繪制了病害圖，及時留存檔案，同時為后續(xù)保護與揭取方案的制定提供參考。

3 結(jié) 論

1) 本工作聯(lián)合多種照相手段，在多種光源下，第一時間對韓休墓壁畫進行了全面的信息提取，獲得了大量的影像信息。同時第一時間記錄了壁畫上多達52處包括所有顏色的色度數(shù)值。這些信息為壁畫后續(xù)的研究保護提供了基礎支撐。

2) 利用無損快速分析設備在考古現(xiàn)場第一時間對壁畫材質(zhì)工藝進行了科學調(diào)查。初步認為墓室內(nèi)壁畫草拌泥，質(zhì)地堅硬，厚度適中，所用顏料以礦物顏料為主，現(xiàn)場分析出的顏料結(jié)果與后續(xù)室內(nèi)分析結(jié)果相一致，表明這些快速無損檢測手段適合考古現(xiàn)場壁畫顏料調(diào)查。并在設備調(diào)查與實地考查相結(jié)合的基礎上，全面了解了壁畫的病害類型與病害成因，這些均為后續(xù)保護修復與研究提供了參考。

3) 本項工作與考古工作配合緊密，在考古發(fā)掘現(xiàn)場及時進行了科學調(diào)查和研究，實現(xiàn)了對考古現(xiàn)場墓葬壁畫全面科學記錄和快速無損檢測，為后續(xù)現(xiàn)場保護提供了依據(jù)，為室內(nèi)研究提供了方向。該工作是國內(nèi)首次對墓葬壁畫開展全面科學的考古現(xiàn)場調(diào)查，為同類工作的開展提供了技術參考，并希望以后能通過對多座墓葬壁畫進行現(xiàn)場科學調(diào)查，最終形成了一套完善的墓葬壁畫現(xiàn)場科學調(diào)查體系，為考古學和文物保護提供全面的技術支撐。