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0 引言
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1996年3月,湖北省当阳市河溶镇陈场砖瓦厂在赵巷取土时,发现两座古墓葬,其中M12墓棺椁保存状况良好。虽早年被盗,但其中发现的金属饰片数量众多,部分饰片上包有金箔,纹饰精美,工艺考究,具有鲜明的楚地装饰艺术特点。根据墓葬的形制、棺椁结构、随葬品的种类和数量,可推断该墓葬年代为春秋末期,墓主人身份可能为楚国中下等贵族,其级别大体相当于“大夫”[1]。
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出土的可识别金属饰片共459件,其材质包括青铜、锡及锡铅合金,其中青铜饰片140件,锡(锡铅)饰片319件,另有零散金箔和锡残片百余片。其中以青铜包金箔饰片最为精美,主要形制包括璧形、虎形、蟹形、蝌蚪形、兽面型、圆盘形等等。原本包附在青铜片上的金箔,则因包附不牢或器物腐蚀等原因,大多均已脱落,整个墓葬中出土的可配对包金饰片仅21件。金箔上的纹饰以蟠螭纹为主,此外还有三角纹、兽形纹和绹纹等,纹饰繁复,制作精美[2],但表面纹饰均被泥土和锈蚀产物覆盖,散落金箔亦无法比对拼接,亦尚无法确定其用途。以赵巷墓中出土的包金璧形饰片修复为例,对该类型饰片的修复及保护流程进行阐述,明确修复过程中的相关原则,整理了先秦时期璧形包金金属饰片的出土情况,并对其使用场景进行了初步探究。
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1 璧形青铜饰片概况
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本研究涉及的璧形青铜饰片共计19件,其中3件注明有金箔伴随,其文物号分别为Y6083、Y6084和Y6093,而其余16件均为璧形青铜饰片。与这批饰片同时出土的还有百余片金箔残片(图1),依形制推断原本应包覆于青铜饰片表面。故在这批璧形饰片的修复工作中,采用墓葬整体化的修复思路,即将该墓葬中出土的所有残破金箔进行清洗后,进行类型学分类和纹饰比对,并通过与素面璧形青铜饰片比对进行二次匹配,最终完成了6件璧形饰片的金箔拼对工作。
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19件璧形饰片中,Y6093的金箔保存最为完整,且其锈蚀极具代表性,故分析检测以Y6093为主要讨论对象。该饰片为包金箔青铜饰片,金箔断为两段,有多处裂隙、起翘变形和孔洞,纹饰则被附着物覆盖。青铜饰片基体部分保存情况较好,但表面大部分被淡绿色及黑色腐蚀产物遮盖,未覆盖区域可见金黄色的青铜基体(图2)。
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图1 赵巷M12出土残破金箔
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Fig.1 Broken gold foils excavated from Tomb M12, Zhaoxiang
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图2 Y6093修复前照片及取样位置图
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Fig.2 Photos of Y6093 before restoration and sampling locations
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2 检测与分析
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2.1 样品及分析方法
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将Y6093金箔与青铜饰片分离后发现:金箔正面为褐色与土黄色附着物,背面则被绿色锈蚀产物覆盖;青铜饰片表面则布满淡绿色和黑色腐蚀产物,锈蚀情况较为复杂,故在对其进行清理前采用表1所述的测试方法对青铜饰片基体、青铜饰片表面锈蚀及金箔残片进行了相关科学分析(采样位置见图2)。
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其中显微观察所用视频显微镜为蔡司公司Smart Zoom 5型三维数码显微镜。XRF分析中所用X射线荧光分析仪为Horiba公司的XGT-5000型X射线荧光分析显微镜,测试条件:X射线管电压50 kV,管电流0.08 mA,光斑直径1 mm,采集时间80 s。饰片附着土壤可溶性盐分析中所用离子色谱为戴安ICS2500型离子色谱,AS11-HC阴离子分离柱,淋洗液为KOH,浓度为30 mmol/L,抑制器电流112 mA,流速为1.5 mL/min,进样量20 μL,柱温25℃,样品间进高纯水空白样冲洗管路。XRD分析由北京北达智汇微构分析测试中心有限公司根据JY/T009—1996《转靶多晶体X射线衍射方法通则》进行测试及分析。采用日本理学D/max-rB X射线衍射仪进行,铜靶,管电压40 kV,管电流100 mA,扫描范围2θ扫描3°~70°,其中定量分析测试中采用JY/T 009—1996《转靶多晶体X射线衍射方法通则》中的Rietveld全谱拟合法进行数据处理。而SEM-EDS分析则采用美国FEI公司QUANTA 600 F型扫描电子显微镜,辅助牛津Inca Energy能谱仪,进行成分分析。
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2.2 原位显微照片
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将金箔取下后,发现青铜饰片的正面大多被浅绿色锈蚀覆盖(图3a),背面除浅绿色锈蚀外,还常见有黑色和深蓝色锈蚀,并可在锈蚀空隙中看到金色的青铜基体(图3b)。
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图3 青铜饰片正面和背面的原位显微照片
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Fig.3 Micrographs of the front and back sides of the bronze ornament in situ
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2.3 XRF分析
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选取青铜饰片背面锈蚀未覆盖的金属部分进行XRF测量,取3个不同位置后取平均值得到青铜饰片的成分为铜(Cu)82%,锡(Sn)16%和铅(Pb)2%。
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2.4 附着土壤中的可溶性盐分析
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因该墓葬发掘时间较早,无法取得原始的土壤样,故采集相同墓葬残损饰片表面土壤附着物进行埋藏环境分析。具体方法为:将所取土壤样品研磨成粉末状,过200目筛后取1 g样品,加入100 mL的高纯水,充分震荡后,浸泡24 h,离心后取上清液,采用离子色谱法对其可溶性阴离子进行分析。由表2中离子色谱结果可知,其埋藏环境中SO2-4离子含量高达310.50 mg/L以上,远高于Cl-和NO-3离子含量。
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2.5 XRD分析
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对背面绿色粉末状锈蚀样品Y6093-1进行XRD定量分析后发现其主要成分为:76%的羟胆矾[Cu4(SO4)(OH)6]以及24%的块铜矾[Cu3(SO4)2(OH)4](图4),主要为含铜硫酸盐。结合表2残损饰片附着土壤中可溶性盐离子色谱结果可知,埋藏环境中存在着大量硫酸盐。据相关人员回忆,饰片出土时应为“水坑”环境,这使得该批饰片在一个高浓度硫酸盐的无氧环境中进行腐蚀反应,最终形成了这种以含铜硫酸盐为主的独特锈蚀产物,而对该墓葬中同类锈蚀产物的详细分析及形成机理研究目前仍在进行中。
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图4 Y6093-1绿色锈蚀物XRD谱图
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Fig.4 XRD pattern of the green corrosion product of Y6093-1
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2.6 扫描电镜及能谱分析
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为获得金箔成分及厚度信息,在进行扫描电镜分析前,将未清洗的金箔样品置于冷镶树脂中进行镶样,表面抛光后,进行断面观察,并对其成分进行面平均分析。在SEM图像下测量断面厚度约20 μm,成分分析结果为金(Au)92.5%以及银(Ag)7.5%(图5)。
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图5 Y6093-2金箔断面背散图像和能谱分析
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Fig.5 Back-scattering image of the section of Y6093-2 gold foil and energy spectral analysis
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2.7 分析讨论
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前期观察及取样分析检测结果表明:Y6093包金青铜饰片基体为青铜,其质量百分比为铜82%,锡16%和铅2%。箔片为金箔,厚度约20 μm,金含量约92.5%,银含量约7.5%。青铜基体保存基本完整,腐蚀层薄且均匀,其上绿色粉末状锈蚀主要为含铜硫酸盐,即Cu4(SO4)(OH)6和Cu3(SO4)2(OH)4,未见有害锈。故在后期的修复保护过程中,可使用EDTA二钠盐水溶液,通过铜盐络合的方式对饰片进行初步清洗[3-4]。金箔已经与青铜基体脱离,断为两段,有多处裂隙、起翘变形和孔洞。金箔表面有褐色锈蚀物(主要为污渍和泥土),遮盖了金箔的纹饰,去除后对金箔整形回贴。
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3 修复及保护过程
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依据器物保存现状和科学分析结果,首先对原本附有金箔的3件饰片进行了尝试性拼对工作,发现Y6083与其表面金箔无法拼对,而Y6084原本的2片金箔只有1片可顺利拼对,可见出土时金箔的伴随信息准确性不高。将这19件饰片和相关金箔分为2组——青铜饰片组和金箔组,在这2组都进行前期清理和保护过程后,再依照一定的原则进行拼接、平整和回贴工作,具体流程如图6所示。
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图6 璧形饰片修复保护流程
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Fig.6 Restoration and conservation process of the Bi-shaped ornaments
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3.1 去除表面附着物
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这批青铜饰片虽然为考古发掘品,但其青铜基体保存情况较好,表面附着物较为疏松,可能与其为“水坑”出土有关。在处理时,采用纯净水和超声清洗的方式去除表面附着物。具体操作为:室温条件下,将纯净水没过饰片,超声震荡2 min后取出饰片查看效果。若未清理干净,则重复该过程,直至表面疏松的锈蚀物被去除。清洗除锈完成后的饰片需用电吹风将其干燥,并在90℃条件下烘干2 h。
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金箔表面的附着物已经将其精细的纹饰覆盖,故需要将其去除。前期试验中发现,其主要成分分为2种,即泥土和铜锈。由于金箔非常薄且软,不能选用手术刀等硬质工具,故选用无纺布棉签和纱布作为主要处理工具。根据清洗试验,二价铜锈可采用2%的EDTA二钠盐溶液涂敷的方法进行去除。将该溶液滴于纱布上,贴敷在附着物表面,随时观察脱脂棉颜色变化情况,待附着物软化后,采用无纺布棉签对其进行清除。对于较为坚硬且致密的黑色锈蚀(推断应为氧化铜),则采用5%硫脲+5%柠檬酸水溶液进行处理[5-8],将金箔在上述溶液中浸泡30 min后取出,用无纺布棉签逐步清理,后用纯水浸泡1 h,以去除多余溶液并进行烘干处理。
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3.2 青铜饰片的缓蚀与封护
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饰片基体为青铜质,故应对其进行缓蚀封护处理。缓蚀采用成熟的苯骈三氮唑(BTA)法,操作方法为:先配制质量分数2%BTA乙醇溶液,用毛刷蘸取该溶液对器物通体涂刷。缓蚀处理后的器物要自然风干,用乙醇擦去器物表面残留的BTA结晶,反复3遍。而封护材料则选用常用的丙烯酸类树脂Paraloid B-72丙酮溶液,质量分数为2%,涂刷3遍后将涂覆好的饰片置于干燥、清洁的环境中放置24 h。
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3.3 金箔平整、比对与回贴
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金箔的比对与回贴是整个修复过程中的重中之重。赵巷墓出土的19件璧形青铜饰片中,有金箔伴随出土信息的共3件,能顺利回贴的2件,而清理归类后的璧形残断金箔亦有十余片。为了更好地复原这批饰片的原貌,首先将所有的金箔进行清洗和初步平整工作,将相同类型残箔选出置于透明文件袋中,并将青铜饰片和金箔进行拼接和对比工作。经比对,最终共有6件文物完成了金箔回贴,而在比对过程中,遵循如下3种原则。
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3.3.1 纹饰风格匹配原则
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在对残散金箔进行整理过程中发现,金箔上的纹饰虽均为蟠螭纹,但纹饰线条深浅和装饰线条疏密并不相同,将纹饰风格相似的归为一类后发现,残散金箔有些可以拼接。图7中为残散金箔中2件拥有不同风格的金箔,而图8则为依据该原则拼合完整的残散金箔。
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图7 不同纹饰线条风格的残散金箔
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Fig.7 Residual gold foils with different decorative styles
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图8 经比对归类后的璧形残散金箔
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Fig.8 Residual gold foils after comparison and classification
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3.3.2 半径匹配原则
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除却纹饰风格的差别,青铜饰片和金箔的孔径及整体半径均不相同,但有些金箔和青铜饰片的半径是可以相互匹配的,由此根据半径匹配的原则,将放有金箔的透明文件袋逐一放在青铜饰片上,对它们的半径进行对比(图9)。
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图9 金箔与青铜饰片进行比对
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Fig.9 Comparison between gold foils and bronze ornaments
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3.3.3 加工工艺痕迹匹配原则
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通过半径比对后的金箔一般已为残片,为确定金箔的具体回帖位置,修复人员需考虑包金工艺实施过程中加工痕迹的匹配情况,如穿孔痕迹和背后包金痕迹等。图10a为璧形饰片和金箔上的三角形穿孔,两者可以相互匹配,故可确认其为原本所包金箔;图10b反映了璧形饰片内圈的包覆方式,这种特殊的包覆方式,使得青铜饰片在与埋藏环境反应的过程中会留下相应形状的锈蚀物,根据这些锈蚀物留下的边缘痕迹,亦可作为金箔回贴的依据,最大限度地保证回贴的准确性。
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图10 加工工艺痕迹匹配原则
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Fig.10 Matching principle according to processing traces
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依据上述原则对19件青铜饰片与残散金箔进行比对,最终共有6件比对成功,可进行金箔回贴工作。回贴过程中用一定浓度的酒精漆片溶液涂抹于需要回贴的金箔背面,由内至外的顺序逐步回贴。回贴时应确认金箔是否和青铜饰片对应整齐,趁漆片未干时进行校正,避免回贴错位。回贴时,由于金箔边缘起翘严重,需要用调刀按压边缘,使其平整(图11a)。最后,将处理过程中的所有金箔碎片拼接回贴(图11b)。反复该过程直至回贴过程结束,最终通过上述方法修复完成的包金璧形青铜饰片如图12所示。
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图11 金箔回贴过程
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Fig.11 Return process of gold foils
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图12 修复后的包金璧形青铜饰片
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Fig.12 Bi-shaped gold-wrapped bronze ornaments after restoration
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4 包金璧形青铜饰片功能初探
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这批包金璧形青铜饰片的使用时间,据考古简报所述可追溯至春秋末期[1]。扬之水在阐述金银器在我国先秦时代地位时曾总结到:青铜时代的金银器是边缘化的……与体现综合国力的青铜器制作相比,金银器制作只可算作个体手工业,它不需要多人的通力合作,因此往往规模很小,乃至以一人之力即可完成制作,也因此流动性很大,技术传播方便而迅速[9]。可见在这种时代背景下,金以其独特的装饰性被先秦时代的匠人们所选择,并依靠“楚地多金”[10]的先天矿产优势,最终促成了这批包金饰片的生产,相同类型的包金饰片也在春秋及战国墓葬中时有出土。
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具体来说,1978年发掘的河南淅川下寺春秋楚墓中出土了大量相似形制的金箔,其中M2(春秋晚期前段)墓室西部及南北两棺之上出土金箔192片,尚能分辨出的金箔152片,考古报告[11]中称:“这些金箔可能是漆木器和皮甲上的装饰物。环形5片。只有一件较完整,余均残损。标本M2:212-1,较完整,孔沿与外沿均有折边,背面残留薄青铜残片。正面压印有28条夔龙盘绕组成的夔龙纹带,内外两边有絢索纹。外径26 cm、内径13.5 cm。标本M2:222-2,已残约1/2,压印夔龙纹带一周。外径12 cm、内径5 cm。”后者从尺寸和纹饰上来看,明显与本研究所述金箔形制相当,但考古报告中并未给出M2:222-2的相关图像资料,在此仅用尺寸较大的M2:212-1作为旁证(图13)。此外,M11(春秋晚期后段)墓中亦出土了金箔一百余片,个别箔片背面粘有碎铜片或残留铜锈,金箔上亦有絢索纹、蟠螭纹、夔龙纹等[12],但无具体分类和图片资料。
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图13 淅川下寺春秋M2墓出土包金璧形饰片
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Fig.13 Bi-shaped ornaments excavated from Tomb M2 at Xiasi of Xichuan
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而发掘于1984年的曹家岗M5墓中也出土了193件金属饰片(其中不包括整件皮甲内饰片)。根据文献[13]:“(饰片)散见于整个椁室,但大多出自2号陪棺与南椁壁之间。每件均有直径2 mm左右的缀系绳孔,多寡不等,多则成对。少数保存有丝绳及帛片,一面贴有压印纹的‘铅锡’(尚待进一步鉴定)箔(占85%)、金箔(占10%)、银箔(占5%)。一般箔大于金属装饰,沿着边缘折贴而成。”其中环形(璧形)金箔,出土7件,“二对系孔置于两边。外径10 cm、内径4 cm。S形蟠馗纹相勾连,无斜线修饰。”(图14左)而锡铅质饰片中亦出土了两件璧形饰片,“直径12.9 cm、孔径5.2 cm,四对系孔呈三角形分布。饰龙纹,互相勾连。”(图14右)
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图14 曹家岗M5出土的包金饰片及包锡箔饰片
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Fig.14 Gold and tin foil ornaments excavated from M5 at Caojiagang
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发掘于1977年的战国曾侯乙大墓中同样出现了包金箔的璧形饰片(图15),因墓葬保存完整,故其出土情况可考。其出土时附在一素面漆盾之上。根据文献[14]:“E.62出土时,背面还附有6个铅锡环,在上部和下部盾柄两边一边1个;中部的2个正是在握手下方,稍错开未完全重叠。铅锡环外贴有金箔,有的已脱落。铅锡环的外径12.8 cm、内径5.5 cm、厚近0.1 cm。铅锡环上有‘品’字形的3对小眼,眼径0.2 cm。在安装铅锡环处,盾上有与中脊系柄相同的圆孔眼。除E.62盾上仍保存有6个铅锡环盾饰外,这种盾饰在北室还出土10件,在东室出土6件,除5件没有贴金箔外(有的可能脱落),余均单面贴金箔。”
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图15 曾侯乙墓出土漆盾E.62背面包金箔锡饰片
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Fig.15 Back of the lacquer shield E.62 with gold foil and tin decoration excavated from the tomb of Marquis Yi of Zeng
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此外,于2016年发掘的河北行唐故郡东周遗址[15],其车马坑内东西纵列摆放5辆车和16匹马,其中三号、四号车的车舆贴饰金箔,而五号车的车舆出露金箔和红黑白三色漆绘。在对其进行实验室考古后发现,五号车车厢左右和后侧均有包金饰片装饰,共发现包金虎头神兽饰片24件,包金璧形饰片10件,表面均有錾刻痕迹,成行间隔装饰[16]。该遗址仍在发掘整理中,期待更详尽的资料发表。行唐故郡遗址虽为中山国遗址,但却提供了该形制饰片的详细装饰样本,璧形饰片与其他形制饰片间隔坠饰,产生一种图像上的韵律感。
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综上所述,这种璧形包金饰片常与漆木器一同出土,且有明显缀孔痕迹,故推断它们的使用方式应为缀饰于漆木器之上,或为盾饰、或为车舆之饰。回到赵巷M12,其周边并未发现大型车马坑遗迹,且根据赵巷墓中出土遗物清单[1]提到盾柄这一线索,可推测这批璧形饰片很可能是缀于漆木盾上的盾饰,与曾侯乙墓出土E.62的使用方式最为接近。但由于赵巷墓盗掘情况严重,且发掘资料薄弱,恐难确凿,仅为个人观点,期待后续考古资料加以印证。
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5 结论
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以赵巷M12墓出土的19件璧形饰片为研究对象,从典型饰片Y6093的科学检测入手,对其成分、锈蚀情况进行分析。发现饰片基体为青铜,铜82%,锡16%和铅2%,表面包覆箔片为金箔,厚度约20 μm,清理前断面金含量约92.5%,银含量约7.5%。青铜饰片保存完整,腐蚀层薄且均匀,其上绿色粉末状锈蚀主要为含铜硫酸盐,即羟胆矾Cu4(SO4)(OH)6和块铜矾Cu3(SO4)2(OH)4,未见有害锈。通过分组清理、逐一比对的方法进行金箔与青铜饰片的整体比对和回贴,根据3大匹配原则,最终完成6件包金青铜饰片的修复保护工作。最后,总结了类似形制饰片的出土情况,并推断其应为漆木盾上之饰件。
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致谢:感谢中国国家博物馆文保院刘薇、赵丹丹、吴娜在前期样品整理和分析测试方面的帮助。感谢中国国家博物馆文保院晏德付对于青铜饰片修复方面的帮助。
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参考文献
摘要
湖北当阳赵巷M12墓中出土了金属饰片459件,其中部分饰片表面附有满工錾刻的金箔或锡箔,纹饰繁缛精细,线条流畅,极具楚地艺术风格,其中以青铜包金饰片最为精美。因发掘后未经保护处理并长期堆放在库房内,致使金箔多数受压卷曲,纹饰细节均被泥土和锈蚀产物覆盖,散落金箔无法拼合整理,其装饰位置亦无法确定。为制定符合其特殊情况的修复方案,以该墓葬中出土的璧形包金青铜饰片为研究对象,首先采用显微分析、X荧光光谱分析、X射线衍射、扫描电镜-能谱、离子色谱等分析手段,对其青铜基体、金箔、锈蚀产物及其埋藏环境进行了科学分析,并以此为基础完成了锈蚀清洗、金箔比对、金箔回贴等相关工作,创新性地提出金箔比对与回贴中的相关原则,并可为同类文物的保护修复提供一套完整可借鉴的保护方案。此外,还整理了先秦时期璧形包金金属饰片的出土情况,并推断其应为漆木盾上的饰件。
Abstract
Excavation of Tomb M12 at Zhaoxiang, Dangyang, Hubei Province, yielded 459 pieces of ornaments, some of which were covered with gold or tin foil carved with decorative patterns. The decorations were elaborate and fine, featuring smooth lines and the artistic style of Chu. Since excavation, those ornaments have not been subjected to any conservation or restoration, so the fine patterned gold foils were scattered, curled and dirty, and covered with dust and corrosion products. As a result, the function of those metal ornaments was not clear. In our study, we took Bi-shaped gold-wrapped bronze ornaments excavated from the tomb as objects of research. First, we analyzed the bronze body, gold foil and corrosion products of the objects by microscopic analysis, X-ray fluorescence spectrometry (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDX) and ion chromatography (IC). Then we cleaned off the corrosion products and matched and posted the gold foil. In addition, we rearranged excavation situations of metal ornaments with the same shape as our samples of the pre-Qin period in China, and made a preliminary research on its use scenes.
