辽宁建昌东大杖子墓地出土一件刻纹铜洗的科学保护与修复
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2023-12-21 21:42 来源:中国文物科学研究
提要：使用Ｘ射线衍射分析仪（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜及Ｘ射线能谱分析仪（ＳＥＭ－ＥＤＳ）、金相显微镜等分析测试手段，对东大杖子建昌墓地Ｍ４５出土的一件战国时期薄壁刻纹铜洗（Ｍ４５：１３）的保存现状及病害情况进行了详细地调查，并开展了金相组织观察和合金成分分析，以揭示其成分及制作工艺。在此基础上，总结了保护重点与技术难点，有针对性地制定了一系列保护、修复措施，传统修复技艺与现代技术手段相结合，对此件薄壁刻纹铜洗予以科学保护与修复，并一定程度地还原了铜洗内壁的纹饰信息。
一、引言
2003年，辽宁省文物考古研究所在发掘辽宁省建昌县东大杖子墓地M45时，分别发现刻纹铜洗、铜匝各1件，铜洗编号为M45:13。根据墓葬形制及对其伴出器物时代的特征分析，将这座墓葬年代初步定为战国中期前后。这件铜洗残存口径约58厘米、底径约26.5厘米、高约9厘米，这件铜容器除口沿处稍厚外，器壁处极薄，均不足1毫米，最薄处约为0.45毫米，与常见铸造铜容器明显不同，内壁还通体刻划纹饰（纹饰细节见图1)，有狩猎纹、龙舟纹、对战纹、游泳纹、祭祀纹等，其制作技术和文化特征值得深入研究。遗憾的是这件薄壁铜容器破碎严重，为了充分揭示其历史、艺术价值，最大限度地展现其原貌，对其开展了有针对性的科学保护与修复。
图1刻纹铜洗内壁刻划纹饰细节图
根据现有的研究，春秋战国时期，使用铜锡铅或铜锡合金通过锻打的方式制作薄壁铜器在各地区应是普遍存在的。这种锻制青铜容器的滥觞，可能与范铸工艺的简化及铸后装饰的流行有关。与此同时，新兴的锻制技术在结合了刻纹装饰后，也能呈现出繁复而轻巧的外观，两类技术相互影响，并行发展，使青铜容器呈现出新的面貌。目前，甘肃崇信于家湾西周墓出土的薄壁铜盆应是目前发现最早的锻打成形的薄壁青铜容器。至春秋战国时期，锻制青铜容器在各地区均有发现，如湖北襄阳陈坡Ml0、淮阴高庄战国墓、贵州可乐墓地、四川宣汉罗家坝、湖北郧阳区乔家院墓地、襄阳余岗墓地等，均有锻制青铜容器的检测发现。但是由于这类铜器器壁较薄，受外力影响较大，墓葬塌陷等其他外力因素极易引发自身结构断裂，另外器体腐蚀也较铸造铜器的危害更大，器壁极易因锈蚀引发穿孔、碎裂，因此对这类薄壁铜器的保护工作刻不容缓。
二、锈蚀产物分析与病害调查
此件铜洗破碎严重，通过初步调查，病害种类可分为断裂、缺失、裂隙、局部矿化等，通体由灰绿色锈和土锈覆盖，部分区域有蓝色锈蚀，局部有硬结物，部分残片有穿孔现象（图2)。使用X射线探伤仪对其中较大一片残片进行X射线照射，可发现器壁中肉眼看不到的不同程度的穿孔、矿化、裂隙等病害。使用X射线衍射分析仪(XRD)分析了几件不同颜色的锈蚀产物样品，可了解其锈蚀产物种类，结果表明锈蚀产物为蓝铜矿、孔雀石等无害锈，病害调查结果为保护修复技术路线的制定提供了科学依据。
图2.内壁局部锈蚀、裂隙、穿孔
三、制作工艺与合金成分分析
对刻纹铜洗的口沿（样品壁厚2.27毫米）、底部（样品壁厚0.67毫米）分别采集样品各1件，对2件金属样品的截面镶样、磨光、抛光，而后使用三氯化铁盐酸酒精溶液侵蚀。采用德国莱卡DM4000M金相显微镜，对样品的金相显微组织逐一观察和鉴定。利用X射线能谱分析仪(SEM-EDS),对样品进行合金成分分析。
2件样品的金相组织基体均出现a等轴晶晶粒和李晶（图3～图4),结合成分分析的结果（表1),可知2件样品均为铅锡青铜热锻组织。金属基体中均含有较多细碎的铅，多以条状、颗粒状或不规则多角状弥散分布。还发现富锡的铜锡合金颗粒夹杂，与颗粒状铅一起存在（图5)。
图4．铜洗M45-13b金相组织
图5．铜洗M45-13b的背散射图像
通过金相组织观察和合金成分分析，以揭示这件薄壁铜容器的成分及制作工艺，并为制定保护修复方案和实施保护处理提供科学依据。结果表明，这件薄壁铜容器为锻打制成的铅锡青铜，在战国前后，使用铜锡铅或铜锡合金通过锻打的方式制作薄壁铜容器在各地区是一个普遍现象，东北地区薄壁铜容器的制作技术符合此时期该类铜器制作的技术特征和发展趋势。
四、保护修复
依据病害调查与锈蚀产物分析结果，对这件刻纹铜洗采取了清洗去锈（图6)、拼对与连接、补全、缓蚀与封护、随色一系列保护修复措施，具体保护修复过程详见表2,其中拼对与连接、补全是本次修复过程中的技术重点和难点。
这件薄壁铜洗破碎十分严重，经初步统计大小不一的碎片共计76片（图7)，拼对工作难度较大，如何准确拼接是本次修复工作的一个难点，实际工作中除考虑茬口的吻合度外，内壁的纹饰（图8)也可作为拼对时的辅助依据。因碎片形状具有无规律性，碎片遗散位置的不确定性，有些已经完全锈蚀不复存在使得碎片数量不足，给拼对工作带来了较大的难度，在拼对时必须耐心逐一尝试，直至印证正确的相互关系。
铜器连接一般采用焊接或者粘接技术使残片接合以实现青铜器结构的稳定和审美上的完整。铜洗的器壁较薄，对焊接技术提出了严峻考验。但为了保证连接强度，有金属基体部位，优先采用焊接法（图9)，基体有矿化现象，视情况而定，采用焊接法和粘接法结合或单独使用，将这些碎片最终联系在一起（图10)。有些碎片碴口带有纹饰且吻合较好，为了减小创伤面也采用粘接的方法（见图8)。焊接工具选择了美国WellerWD2000金属焊接设备，焊台可同时连接Weller150w以下的两个手工焊接工具，可预设多个焊接温度，并可通过按钮任意选择需要的焊接温度，另外配备焊头种类较多，较适用于较薄茬口碎片的焊接。
这件刻纹铜洗的器身缺失较多，对器身整体补全，保证其结构强度与美观，也是本次保护工作的重点与难点。由于铜洗残片断口有金属残留，满足焊接的强度要求，因此采用厚度适中的铜板进行补配，最大限度保证铜洗整体的结构强度。
图11 青铜冼铜板补全后效果图
图12．青铜洗修复后侧视、俯视效果图
图13． 刻纹铜洗内壁纹饰初步还原图（依照修复后的纹饰残存情况，原辽宁省文物考古研究所技术保护部张明和绘制了此图，在一定程度上对该件刻纹铜洗内壁纹饰情况进行了还原。展开后的两行纹饰实际所在位置为靠近铜洗口沿下方立面处，因视角关系，无法在原图上展开，故平铺展开予以展示该区域纹饰状况。图片来源：原技术保护部张明和绘）
五、保存建议
保护修复后的刻纹铜洗主要保存于院内的文物库房，长久性的保存应采取主动性保护和预防性保护相结合的方法，在后续的保存中，通过微环境主动性温湿度调节系统或添加调湿材料的被动性控制系统，调节、控制、监测存放环境的温湿度。应合理控制保存环境(RH<35%),并长期监测该件铜洗的保存状况。
六、小结
此件战国时期刻纹铜洗的整体保护工作流程较为规范，保护前进行了充分的文献理论调研，明确了适宜的保护修复理念与原则，分析检测数据翔实，保护修复工作重点突出，集中在拼对、连接、补配、整体结构性修复及修复后的效果展示几方面，并着重解决本次保护工作的重点与难点。
本次修复采用了焊接和粘接结合的修复连接方法，其优势主要在于两方面。一方面在于局部粘接可以最大限度地减少焊接过程中打磨茬口这一环节对文物本体的损伤，尤其是茬口有刻纹的部位。另一方面采用焊接连接技术则是为了保证刻纹铜洗的整体结构强度，尤其是茬口吻合度不佳的部位。总的来说，通过综合保护修复处理，使这件破碎严重的铜洗获得了较好的保护效果。
