整體提取技術(shù)在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)文物保護(hù)中的應(yīng)用

劉 欣 河南省文物考古研究院

整體提取技術(shù)是一種以文物為中心，將文物連同周邊一定范圍內(nèi)的土體一起提取并轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室的方法，也是當(dāng)前考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)文物的常用手段。現(xiàn)首先概述整體提取技術(shù)的適用條件，例如文物極易破碎或者是已經(jīng)破碎，無(wú)法單獨(dú)提取；文物周邊有豐富的歷史信息等。其次著重分析了目前常用的幾種整體提取方法，如基本提取法、石膏提取法、聚氨酯泡沫提取法等，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了每種方法的操作步驟。最后從實(shí)踐出發(fā)，對(duì)這些整體提取方法進(jìn)行了綜合對(duì)比，為考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)靈活選用整體提取技術(shù)，以及切實(shí)做好珍貴文物的保護(hù)工作提供了一定的參考。

在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)做好文物保護(hù)工作是第一要?jiǎng)?wù)，但是由于年代久遠(yuǎn)或埋藏環(huán)境比較惡劣，文物很容易出現(xiàn)不同程度的損壞，碎片會(huì)零散分布在土體中。這種情況必須使用整體提取技術(shù)，將文物與周邊土體一同提取，然后轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更加專業(yè)的處理，從而盡可能詳細(xì)地獲取文物的歷史信息，最大程度上復(fù)原文物。整體提取技術(shù)包括多種文物提取方法，例如石膏提取法、聚氨酯泡沫提取法等，選擇合適的整體提取方法對(duì)保護(hù)文物安全和提高發(fā)掘效率有極大的幫助。

整體提取技術(shù)的適用條件

文物破碎嚴(yán)重，碎片零散分布

一些材質(zhì)比較特殊或是埋藏時(shí)間較長(zhǎng)的文物在出土?xí)r已經(jīng)破損嚴(yán)重，通常多件文物的碎片會(huì)摻雜在一起，考古挖掘現(xiàn)場(chǎng)的工作人員無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)判斷這些碎片屬于哪件文物。這種情況下，為了后續(xù)考古發(fā)掘工作順利開展，同時(shí)也出于對(duì)文物保護(hù)的需要，必須使用整體提取技術(shù)，將文物及周邊一定范圍內(nèi)的土體一同提取并轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，再由專業(yè)人員使用專業(yè)工具，完成文物與土體的剝離，以及碎片的分類，最大程度上復(fù)原文物。可見，整體提取技術(shù)適用于文物已經(jīng)破碎且碎片難以單獨(dú)提取的情況。

文物極易破碎，不能單獨(dú)提取

文物單獨(dú)提取的工作量較小，適用于文物體積不大、保存較為完整的情況，但是在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常會(huì)遇到一些極易破碎的文物，如玉器、瓷器或書畫等。這類文物如果單獨(dú)提取，很有可能因?yàn)榭脊努F(xiàn)場(chǎng)條件的限制，在發(fā)掘過(guò)程中對(duì)文物造成破壞。為了避免文物被破壞，就需要借助整體提取技術(shù)。例如，在文物考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)，由于土壤含水量較高，一些鐵質(zhì)文物被嚴(yán)重銹蝕，土垢、鐵銹與文物容易粘連在一起，給文物的發(fā)掘工作帶來(lái)了很大的難度。如果單獨(dú)提取文物，采用物理方法強(qiáng)行剔除文物表面的土垢、銹蝕物，容易對(duì)文物造成嚴(yán)重破壞。這種情況就需要使用整體提取方法，將文物及土體轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，然后由專業(yè)人士使用專業(yè)工具，完成鐵質(zhì)文物的清洗，最大程度上復(fù)原和保護(hù)文物。

文物周邊環(huán)境存在豐富的歷史信息

規(guī)模較大的遺址，其文物周邊的土體中也可能埋藏著其他文物，或是存在其他有助于考古研究的歷史信息。要想獲取這些歷史信息，并搞清楚它們之間的關(guān)聯(lián)，就需要考古人員查閱大量的史料，花費(fèi)大量的時(shí)間，而這在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法完成這些工作。這種情況也會(huì)用到整體提取技術(shù)，將文物與周邊的土體一同提取出來(lái)，讓考古人員在實(shí)驗(yàn)室中有足夠的時(shí)間和良好的條件展開研究，梳理其中的歷史信息，推動(dòng)考古事業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然，與文物的單獨(dú)提取法相比，整體提取法不僅要花費(fèi)更多的時(shí)間，而且成本更高，對(duì)人力、技術(shù)等也都提出了更高的要求。因此，考古人員要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定是否采用整體提取法，在保護(hù)文物安全和保證發(fā)掘效率的基礎(chǔ)上爭(zhēng)取做到統(tǒng)籌兼顧。

考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)整體提取技術(shù)的應(yīng)用

基本提取法的應(yīng)用

1.清理文物周圍的泥土

考古人員以文物為中心，從文物邊緣向外延伸5cm，劃出開挖的邊界線，然后垂直向下開挖，開挖的深度應(yīng)根據(jù)文物的高度來(lái)確定，底部土體可適當(dāng)多保留一些，以得到一個(gè)承載文物的土質(zhì)臺(tái)基。如果考古挖掘現(xiàn)場(chǎng)的土壤強(qiáng)度較好，也可以改變土質(zhì)臺(tái)基的形狀，如上寬下窄的倒立梯形，能大幅度減少后續(xù)文物與土體分離的工作量。需要注意的是，梯形斜邊與臺(tái)基水平面之間的夾角要大于60°，從而避免出現(xiàn)上部土體坍塌損壞文物的情況發(fā)生。

2.文物周邊的加固

對(duì)土質(zhì)臺(tái)基進(jìn)行臨時(shí)加固，可以有效避免文物整體提取時(shí)土壤散落的問(wèn)題，這也是保護(hù)文物的一種必要措施。常用的加固方式有三種，具體的處理方法各有差異。（1）紗布繃帶加固。對(duì)于體積較小、重量不大的土質(zhì)臺(tái)基，可選擇紗布繃帶加固。按照自上而下的順序，從土質(zhì)臺(tái)基的上部開始包裹，用力纏繞，直到土質(zhì)臺(tái)基的6個(gè)面全部被紗布繃帶包裹。（2）石膏繃帶加固。對(duì)于體積較大、重量較小的土質(zhì)臺(tái)基，紗布繃帶起到的加固效果十分有限，這種情況下可以換用石膏繃帶進(jìn)行加固，裹纏方法與紗布繃帶相似。考慮到石膏可能會(huì)對(duì)露出的文物造成污染，因此需要提前使用聚乙烯薄膜覆蓋文物，起到隔離作用，然后再使用石膏繃帶進(jìn)行纏繞、加固[1]。（3）樹脂繃帶加固。將熱熔狀態(tài)的樹脂材料均勻涂刷在土質(zhì)臺(tái)基的外部，樹脂硬化后，可以對(duì)土體產(chǎn)生加固的作用。同時(shí)，樹脂材料無(wú)毒、無(wú)污染，不會(huì)對(duì)文物造成破壞。

3.文物的底切處理

文物的底切處理是文物整體提取工作中的關(guān)鍵，其效果不僅直接決定了后續(xù)文物與土體分離的工作量，而且對(duì)文物的完整性有一定的影響。事實(shí)上，在考古挖掘現(xiàn)場(chǎng)的文物提取工作中，如果底切處理不規(guī)范，就會(huì)導(dǎo)致土質(zhì)臺(tái)基在提取過(guò)程中掉落，進(jìn)而造成文物破損的情況發(fā)生。因此，考古人員在整體提取文物時(shí)要重點(diǎn)做好底切處理工作。可以挑選一塊一側(cè)帶刃的金屬板，從水平方向切割土質(zhì)臺(tái)基的底部，讓土質(zhì)臺(tái)基與原土體分離，同時(shí)還要注意該區(qū)域土體的強(qiáng)度，如果強(qiáng)度不夠，或是文物尺寸較大，在底切處理后還需要提供剛性支撐，防止在提取過(guò)程中因?yàn)樽灾靥蠖l(fā)生應(yīng)力變形的情況。

4.文物的剛性支撐

選擇4塊體積相同的木方，分別放置在土質(zhì)臺(tái)基的四個(gè)角上。注意木方要距離土質(zhì)臺(tái)基邊緣3～5cm，以保證受力均勻，形成剛性支撐，然后再完成整體提取。

石膏提取法的應(yīng)用

1.去除文物周圍的泥土

考古人員以文物的外邊緣為界限，向外延伸5cm后向斜下方開挖，超過(guò)文物底部5cm后停止開挖，形成一個(gè)倒梯形的土質(zhì)臺(tái)基，這樣可以避免臺(tái)基倒塌導(dǎo)致文物受損的情況發(fā)生。

2.文物的周邊加固

選擇2塊高度約為5cm的木塊，墊在土質(zhì)臺(tái)基底部邊緣向內(nèi)3cm處。木塊撐起的縫隙用于灌注石膏，起到隔離和保護(hù)文物的作用，為下一步進(jìn)行整體提取創(chuàng)造有利條件。根據(jù)土質(zhì)臺(tái)基的尺寸，另外選擇幾塊大小合適的木板，固定在土質(zhì)臺(tái)基的外側(cè)，形成一個(gè)簡(jiǎn)易的框架。在梯形土質(zhì)臺(tái)基的頂部使用石膏繃帶進(jìn)行覆蓋，這樣可以避免澆筑石膏后石膏與文物直接接觸。

3.灌注石膏

準(zhǔn)備好足夠分量的熟石膏，按照自上而下的順序，從梯形兩側(cè)的木板邊緣處進(jìn)行澆筑，使石膏填滿土質(zhì)臺(tái)基與木板之間的全部空隙。在進(jìn)行此項(xiàng)操作時(shí)，考古人員應(yīng)注意觀察土質(zhì)臺(tái)基的邊、角等部位，如果發(fā)現(xiàn)有個(gè)別區(qū)域未填滿石膏，還需要使用細(xì)鐵絲進(jìn)行疏通，排出空氣，讓梯形土體被完整地包裹起來(lái)。等石膏開始固化后，選擇一個(gè)平整的木板或金屬板，放置在梯形土體的頂部，并用力向下按壓，進(jìn)一步提高石膏的密度，反復(fù)按壓3～5次，直至石膏完成固化[2]。

4.底切處理與翻轉(zhuǎn)

在石膏完全固化后，就可以開始進(jìn)行梯形土體的底切處理。將梯形土體翻轉(zhuǎn)180°，即有文物的一面朝下，土質(zhì)臺(tái)基的底部朝上，此時(shí)兩側(cè)的木板和金屬板可以起到支撐和保護(hù)文物的作用。考古人員用金屬鏟子沿著木質(zhì)框架的內(nèi)部，將石膏與木質(zhì)框架分離，待完全分離后，就會(huì)得到被石膏包裹的文物，從而完成對(duì)文物的整體提取。

套箱提取法的應(yīng)用

該方法的前兩步與石膏提取法類似，首先要清理文物周邊的泥土，得到一個(gè)規(guī)整的矩形土質(zhì)臺(tái)基；其次選用兩塊木板分別固定在土體兩側(cè)，使用繃帶進(jìn)行綁扎、固定；最后要進(jìn)行底切處理，由于文物的尺寸不一、土體的重量不同，因此選用的底切處理方式也不同。對(duì)于尺寸較小、土體重量較輕的土質(zhì)臺(tái)基，考古人員可以使用一側(cè)帶刃的薄金屬板，從水平方向切割土質(zhì)臺(tái)基的底部，讓臺(tái)基與原土體分離，從而完成提取；對(duì)于尺寸較大、土體較重的土質(zhì)臺(tái)基，如果底切處理后直接進(jìn)行提取，容易因?yàn)橥馏w擠壓變形破壞文物，或者是因?yàn)橥馏w散落損壞文物，此時(shí)需要使用“掏空插板法”進(jìn)行提取。具體操作方法為：首先使用工具從木質(zhì)邊框的下方掏槽，得到若干高度為3cm且貫穿土質(zhì)臺(tái)基的細(xì)長(zhǎng)空隙；其次選擇一個(gè)尺寸略小于空隙的長(zhǎng)木塊，插入空隙中，同時(shí)使木塊的兩端超出土質(zhì)臺(tái)基邊緣3～5cm，用鐵絲將木塊連接、固定；最后對(duì)木塊施加作用力完成整體提取。利用木塊的支撐和加固作用，可以讓土質(zhì)臺(tái)基的重力得到均勻分布，從而避免因?yàn)槭芰^(guò)于集中而擠壓破壞文物的情況發(fā)生。

聚氨酯泡沫提取法的應(yīng)用

隨著新技術(shù)、新材料的日益成熟，考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)文物保護(hù)中的整體提取法也得到了創(chuàng)新發(fā)展，聚氨酯泡沫提取法就是近年來(lái)興起的一種新型文物提取技術(shù)。在提取過(guò)程中會(huì)使用兩種基本材料：一種是“白料”，主要成分是聚醚多元醇；另一種是“黑料”，主要成分為異氰酸酯[3]。在應(yīng)用該提取法前需要將兩種材料按照1:1的比例充分拌勻，一段時(shí)間后兩種材料會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成大量泡沫，從而將文物包裹起來(lái)。待泡沫固化后，考古人員只需要取出聚氨酯泡沫，就可以實(shí)現(xiàn)文物的整體提取。

聚氨酯泡沫提取法的操作步驟與上文介紹的前兩種方法類似，大致可分為4步：第一步仍然是清理文物周邊的泥土，操作方法同上；第二步是簡(jiǎn)單加固文物，方便材料發(fā)泡，加固方法與石膏提取法中的加固處理基本相同，不同點(diǎn)在于本方法需要增加木質(zhì)框架與土質(zhì)臺(tái)基之間的縫隙寬度，通常要達(dá)到15cm左右，預(yù)留出足夠的發(fā)泡空間，保證泡沫能夠完全包裹住文物；第三步是進(jìn)行雙層隔離，內(nèi)層為聚乙烯薄膜，外層為鋁箔，確認(rèn)密封良好后，將準(zhǔn)備好的材料混合后倒入預(yù)留的縫隙中，要注意合理控制材料的用量，在25℃的環(huán)境中只需要10min即可完成發(fā)泡固化；第四步是由考古人員用金屬鏟沿著木質(zhì)框架的內(nèi)側(cè)，分離木質(zhì)框架和聚氨酯泡沫，在完全分離后整體提取文物[4]。

常用整體提取方法的綜合對(duì)比

本文介紹了考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)文物保護(hù)常用的4種整體提取方法，每一種方法的操作要點(diǎn)、適用范圍各不相同。

1.基本提取法是現(xiàn)階段考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)文物提取中最常用、操作也最簡(jiǎn)單的方法，適用于土體強(qiáng)度較好，文物尺寸不是太大的情況。相反，如果考古挖掘區(qū)域的土壤含水量較高，土壤剛度較差，或者文物本身的尺寸較大，就不宜選擇基本提取法。另外，該方法除了操作簡(jiǎn)單外，還不需要借助其他提取材料（如石膏、樹脂等），大大降低了技術(shù)成本。

2.石膏提取法的操作步驟比基本提取法復(fù)雜，適用于土壤結(jié)構(gòu)較差或土壤強(qiáng)度不高的情況。利用石膏進(jìn)行加固可以對(duì)文物及其周圍的土體起到很好的保護(hù)作用，確保文物能夠被整體提取。但是該方法也有一定的缺陷，例如需要使用石膏作為輔助材料，增加了成本；同時(shí)，石膏的填充效果也會(huì)對(duì)整體提取產(chǎn)生影響，對(duì)操作技術(shù)有較高的要求。另外，該方法適合尺寸較小的文物的整體提取，如果是尺寸較大的文物，則不適合選用該方法。

3.套箱提取法的操作難度不高，同時(shí)還能利用木板組成的套箱對(duì)土質(zhì)臺(tái)基進(jìn)行側(cè)向加固，避免土質(zhì)臺(tái)基在提取過(guò)程中出現(xiàn)土壤掉落的情況，從而對(duì)文物形成了有效的保護(hù)。該方法適用于尺寸較大、土體較重的文物。套箱提取法沒(méi)有明顯的缺點(diǎn)，但是對(duì)套箱的連接處理有較高的要求。兩側(cè)加固板和底部剛性支撐板必須連接牢固，經(jīng)檢查確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題后方可進(jìn)行整體提取[5]。

4.聚氨酯泡沫提取法作為一種新型的整體提取方法具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如適用范圍廣，既可用于正常土體的文物提取，也可用于不良土質(zhì)的文物的提取；同時(shí)具有安全性高和自重輕等特點(diǎn)，無(wú)論是大型文物還是小型文物，均可使用該方法完成整體提取。該方法沒(méi)有明顯缺陷，唯一需要注意的是聚氨酯可能會(huì)對(duì)文物造成污損，因此在添加材料之前必須使用聚乙烯薄膜和鋁箔對(duì)文物進(jìn)行雙層隔離。

文物提取是考古發(fā)掘的重要步驟之一，要在保證文物完整性與安全性的前提下，最大程度地保留文物周邊環(huán)境中豐富的歷史信息，從而為文物的考古研究提供幫助。整體提取技術(shù)可以將文物及周邊一定范圍內(nèi)的土體同時(shí)取出，將其從考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，做進(jìn)一步的剝離處理，讓文物得到妥善、專業(yè)的保管。目前應(yīng)用較為廣泛且技術(shù)比較成熟的整體提取方法有基本提取法、石膏提取法、套箱提取法、聚氨酯泡沫提取法四種。這些整體提取技術(shù)的適用范圍、操作步驟各不相同，需要考古人員在深入了解各種整體提取方法的前提下，根據(jù)考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及文物保護(hù)的需要，靈活選擇恰當(dāng)?shù)恼w提取方法。只有這樣，才能在切實(shí)保護(hù)文物安全的前提下，以更快的效率完成文物的提取。