一件战国蟠虺纹圆盖鼎的修复与制作工艺研究

一件战国蟠虺纹圆盖鼎的修复与制作工艺研究_固原文博探究

一件战国蟠虺纹圆盖鼎的修复与制作工艺研究

王泽华　张惠霞

1959年10月至1961年底，山西省文管会、山西省文物考古研究所和长治市博物馆，在长治市北城墙外的分水岭，对分布在面积约为1.5平方千米范围之内的19座战国墓进行了发掘，共出土陶器、青铜礼器、乐器、兵器、车马器、工具以及装饰品等1267件。①出土的这批遗物，不但全面地揭示了战国时期韩、赵、魏三国在“上党”②地区交错争霸和“三家分晋”的历史变迁，而且对研究“三家分晋”之后，战国时期上党郡所在地提供了重要线索。

长治分水岭战国墓地分布范围相对集中，墓葬形制均为长方形竖穴土坑墓，所出土的67件青铜礼器，基本出自于大型和中型墓葬，小型墓葬则以陶器为主。根据墓葬规模、墓葬形制以及青铜礼器和陶器的组合方式，时代也有差别，但基本分属于整个战国时期。据《史记·晋世家》记载：“哀公四年，赵襄子、韩康子、魏恒子共杀知伯，尽并其地。”③晋国实际已成三国，也就是在公元前453年，形成了韩、赵、魏“三家分晋”的局面。但是，自“三家分晋”之后，在公元前376年，随着韩灭郑并都以后，韩、赵、魏三家在上党地区交错争霸的局势得以转变，在军事和交通上占据重要位置的上党郡，便从这一时期到秦昭襄王四十五年（公元前261年）被韩所统治。

战国时期的长治地区，虽然是韩、魏、赵三家交错之地，但是根据其地理特征和文化面貌，与邻近的冀北地区所形成的“北方系青铜文化”没有出现重构现象，而是以中原文化为中心，呈现出由南向北辐射的特征。究其原因，大概分为两个阶段，一方面上党郡被韩统治之前，韩人自觉不自觉地充当起了文化的传播者，使这一地区中原文化的因素日益强烈。另一方面，上党郡被韩统治以后，归入了中原文化的版图。因此，长治风水岭战国墓地出土的青铜器，就不同于春秋战国时期长城沿线以陇山（六盘山）为中心的甘宁地区，以鄂尔多斯高原、岱海为主的内蒙古地区和以桑干河、燕山为中心的冀北地区所形成的“北方系青铜器”④。长治风水岭出土的青铜礼器，器形简朴凝重，在制作工艺和表面装饰等方面，表现出中原文化强烈的延续性，所以部分早期器物，仍有春秋遗风。而北方地区在春秋战国时期青铜文化的典型特征，主要表现在随葬品中的武器、车马器和服饰品上的便携性与中原文化不同⑤，这完全反映了两种不同的社会生活方式。(www.guayunfan.com)

一、器物的艺术特征与保存现状

1.器物艺术特征。前已述及，这件圆盖鼎作为战国早期遗物，器形简朴凝重，通高29.9厘米，口径25.8厘米，在整体造型上，深腹略鼓，两个方形立耳作“L”形对称分布于口沿外壁，并略向外曲，腹部中间位置饰有一道凸弦纹，将腹部纹饰分为上下两层，上部至口沿通体饰以蟠虺纹，下部饰以由蟠虺纹和涡纹所构成的垂叶形纹饰。在腹部下面等距离铸接有3条细长蹄形足，其中一足与一立耳相对应。

根据器物艺术特征的研究，圆鼎作为流传时间最长的青铜礼器，在这一时期仍然占据着主导地位，但是表面装饰风格已经发生了很大变化，呈现出简洁写实的特点，不再表现出神秘狰狞的基调，而是表现出浓郁的生活化特征。由此可知，圆鼎在其组合形式上已经逐渐走向人间化和生活化，从而使其所承袭的权利和地位的象征意义不断被弱化。（见图1）

图1　修复前

2.出土后的修复研究及病变形态。据发掘报告称，这件器物出土后残损较为严重，三足均已断裂，腹部受土层挤压破裂变形，并且鼎盖及一足和一耳佚失，致使器物的空间造型遭到了严重破坏。为了使这件残损的青铜器所凝结的文化内涵能够完整地再现出来。该鼎出土后，以保存完整的开放式立耳为依据，通过翻制外范对佚失的立耳进行了补配，所以在复制补配的立耳表面覆盖有一层薄厚不均并且夹杂有土质结垢的浅绿色做旧层，另外一耳在其内部残留有砖红色范土，表面则是无规律分布的白色石膏与锈蚀产物相互掺杂在一起后，致使表面纹饰漫漶不清。

器物腹部由于通过锯解焊接的办法进行了矫形，矫形后虽然基本恢复了破损前的空间造型，但是腹部内外表面所形成的锈蚀物以及做旧层的分布状态各自不同。在腹部内表面和一足的铸接处，有一层厚约为0.5厘米凸凹不平的锡焊层，其上胶结了一层颗粒状的做旧层，其余部位则是一层较为坚硬并伴有土质结垢的浅绿色做旧层。由于这层做旧层的分布面积较大，将腹部内表面所形成的锈蚀物以及破裂焊缝完全被覆盖，因此很难观察到器物出土后内表面的病变形态和破裂情况。器物腹部外表面，由于未被大面积做旧层所覆盖，因此能够十分清楚地观察到竖向分布有两条长短不一的裂缝，而且这两条裂缝从口沿贯通到底部之后与一条横向裂缝相连接，致使器物结构的稳定性受到严重影响。

仔细观察外表面所形成的裂缝，并未进行焊接处理，只是在其周围胶结了一层伴有土质结垢的做旧层，将外表面所形成的裂缝以及腹部纹饰被覆盖。在未被胶粘物和做旧层覆盖的部位，分布有大量的砖红色氧化亚铜，而且氧化亚铜与本体合金结合较为紧密，而腹部纹饰之内所形成的氧化亚铜则比较疏松，极易造成腹部纹饰的损坏。

三只蹄形足表面情况不尽相同，其中一足从膝面到足底，被一层夹杂有土质结垢的铜绿色做旧层均匀覆盖，很显然这条蹄形足是通过翻制外翻补配而成的。另两只蹄形足均为开放式，内部残留有砖红色范土，从膝面到足底均匀地分布有一层铜绿，并且无规律分布有较为坚硬的土质结垢和钙镁沉积盐。

二、内部结构的观察

根据上文对器物出土后的修复研究不难知道，该鼎采取了修旧如旧的方法进行了修复。由于修复后未进行清洗，就直接在器物腹部内外表面以及耳部和足部胶结了一层做旧层，器物表面所形成的锈蚀物以及破裂焊缝等修复情况完全被覆盖，这对前期保存状况的调查以及制作工艺的进一步研究带来了困难。为此，我们利用X光无损探伤技术对内部结构进行了观察。通过X光照片可以十分清楚地看到，该鼎器壁薄厚不均，腹部无规律分布有大量的芯撑和气孔，特别是所形成的两条不规则裂缝从立耳与腹部的铸接处开始向下延伸，经过腹部凸弦纹之后距离逐渐加大，最后经过两条蹄形足的铸接处与底部所形成的一条横向裂缝相衔接，这是导致腹部变形以及两足和一耳佚失的主要原因。

由于器物变形后，本体合金十分脆弱不易直接进行矫形，所以在腹部分布有3条较为纤细的锯解焊缝，其中一条较长的锯解焊缝略呈侧置的“S”形，另外两条锯解焊缝较为平直，但其端部被一足周围堆积的锡焊层所覆盖。这说明该鼎出土后，首先经过锯解矫形并对裂缝使用扒钉铆接加固之后，再将预先复制的蹄形足通过焊接的方法进行了补配（图2）。

图2　蟠螭纹圆盖鼎X光照片

三、制作工艺研究

1.铸造工艺分析。由于这件圆盖鼎在造型艺术上承袭了春秋时期青铜礼器的形制，因此处于青铜器制作工艺的“新兴期”⑨，也就是处于多种工艺综合运用阶段。具体来看，这件圆盖鼎2个立耳及蹄形足均为开放式，内部残留有砖红色范土，并且立耳及蹄形足分别与腹部形成了一种包络关系，这种叠压关系通过X光照片进行观察，分别显示出了较为清晰的界限，这说明立耳和蹄形足等附件与腹部之间通过泥范分铸工艺进行铸接。

原始立耳由于在其中间部位留有一条清晰的铸造披缝，而且这条披缝将其分为对称的两部分。很显然，立耳是由一块泥芯和两块外范所组成的对开铸型进行铸造。蹄形足在膝面和足部之间形成了一个锐角过渡带，而且在其两侧各有一条披缝，很显然这两条披缝将蹄形足分为膝面和另外两个独立部分，说明蹄形足是由一块泥芯和三块外范组成的铸型进行铸造，而不是采取对开泥范进行铸造。由于采取这种分型方法，一方面是为了解决膝面所形成的锐角过渡带造成脱范的难题，另一方面是避免了对开分型将铸造披缝保留在膝面正中位置的缺陷。

器物腹部在其外表面有3条间隔相等的纵向铸造披缝，它们在空间结构中形成了120°的夹角，并且与底部所形成的“○”形披缝相驳接。这说明腹部铸型是由1块泥芯和1个圆形顶范、3块外范构成铸型，即构成“3-○+1”的铸型进行铸造（见图3）。

图3　铸造披缝

2.铸型装配。根据铸造工艺分析以及内部结构的观察，立耳及蹄形足分别显示出分铸特征的铸造披缝，器物腹部所形成的纹饰不但呈现出分段模印的特征，而且无规律分布有大量的芯撑。在器物底部所形成的“○”形披逢周围分布有大面积的麻点，但未见浇口和冒口，这些特征均说明该鼎采取倒浇的方法进行浇铸。因此，在铸型装配上，首先将预铸好的立耳与蹄形足分别预埋在外范相应位置，然后将印制有纹饰的外范与泥芯通过榫卯结构组合在一起后，利用芯撑来控制行腔的均匀性，使其符合铸造要求（见图4）。

图4　铸型装配

四、病变原因分析

由于这件圆盖鼎采取泥范分铸工艺进行铸造，泥范分铸工艺虽然解决了器形复杂和附件较多的铸造难题，但是过多的铸接关系成为影响器物保存现状的主要因素。这种影响首先表现在器物的耳、足等附件在其铸接部位不但易发生青铜病害，而且在外力作用下极易脱离主体，致使器物残缺不全。其次附件和主体在制作过程中分别具有独立的浇口，而且浇口所形成的微区杂质含量较高，在其周围会产生不同密集度的麻点，这给青铜病害的产生提供了十分有利的条件。因此，青铜病害的产生不但与铸造过程中所形成的微区合金成分不均一有关，而且与器物所处的环境，即氧化性环境、潮湿环境、酸性环境和可溶性氯离子的存在有关。当器物处于符合上述要求的开放性环境中之后，所形成的微区组织首先通过氧化反应打破金属键的结合，使部分能量较高的金属原子脱离金属键的束缚转变为带电阳离子。由此可见，在铸造过程中所形成的浇口、缺陷、气孔、浇不足以及夹杂物等部位成为高活性的反应区域。这些区域由于缺少电子，在其表面富集了大量的被氧化的金属阳离子，它们通过吸附作用使CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-等阴离子渗入裂缝、气孔中，引发小孔腐蚀⑥反应的发生。在这一过程中，微孔内能量较高的铜原子首先被氧化而失去电子转变为Cu2+和Cu+，其反应过程如下。

2Cu3e=Cu++Cu2+…………（1）

其中Cu+与Cl-生成CuCl

Cu++ Cl-=CuCl…………（2）

由于在以上两个反应中，过剩的Cu2+使小孔中的溶液不能处于电中性。因此，铜离子就会通过扩散运动而进入基体合金的表面溶液中，氯离子进入到小孔溶液中，保持了孔内溶液处于电中性，从而使孔内溶液中Cl-的浓度增高。但是生成的部分氯化亚铜（CuCl）很快水解，水解后生成CuO和HCl。

2CuCl+H2O=Cu2O+2H++2Cl-…………（3）

在这个反应中，生成的氧化亚铜（Cu2O）和金属周围的O2、CO2、H2O进一步发生反应生成青铜器所特有的具有审美价值的碱式碳酸铜⑦。

Cu2O+O2+H2O+CO2→CuCO3·Cu（OH）2·H2O…………（4）

在反应（3）中，生成的Cl-反过来会继续发生腐蚀作用。由于反应（2）生成氯化亚铜具有极小的溶解度，未进行水解的氯化亚铜会沉积在器表。但Cu+不稳定，可以被歧化为Cu2+和Cu。这可以从下列铜的电势图得到证实。

Cu2++0.158 Cu++0.522 Cu

由电势图可知，E0右＜E0左，Cu+变成Cu和Cu2+的歧化趋势很大。由于Cl-的存在，生成了难溶的氯化亚铜（CuCl），从而降低了Cu+浓度，也就是降低了歧化反应的趋势，但是仍有部分Cu+被歧化为Cu2+，因此歧化反应所生成的Cu2+便与过剩的Cl-结合，生成具有共价性质的氯化铜（CuCl2）。由于氯化铜极易水解，水解后生成比较疏松的绿色粉状碱式氯化铜［CuCl2·3Cu（OH）2］。碱式氯化铜如果在CO2的作用下，还会继续转化成碱式碳酸铜［Cu－CO3·Cu（OH）2］。

根据腐蚀机理的研究不难知道，Cl-的存在是造成微孔腐蚀的主要因素，但是随着腐蚀程度的不断加剧，微孔内形成的粉状锈会急剧膨胀溢出小孔，在器物表面形成凸起的小包，最后由碱式氯化铜转化而成的碱式碳酸铜将其包容其中，一旦小包破裂，有害锈就会溢出，引发青铜病害的蔓延。如果小孔在腐蚀过程中相互渗透以后，便形成大面积的腐蚀区，氯化亚铜通过渗透作用，不断进入到由碱式氯化铜［CuCl2·3Cu（OH）2］转化而成的碱式碳酸铜［CuCO3·Cu（OH）2］之中，在膨胀压力的作用下，器物表面所形成的锈蚀物成为层状结构，最终导致机体合金失去原有的金属性，也就是基体合金完全矿化以后，使器物表面凸凹不平。

五、保护方案的设计

这件圆盖鼎作为特定时间和空间范围内一种有形的历史文化遗产，它总是以其特有的方式，用无声的“语言”述说着自己的历史经历、艺术经历和科学经历。因此，只有采取科学的修复方法，才能使其所蕴藏的文化内涵完整地再现出来。根据上述理念，在修复之前，首先进行详细的档案记录，也就是制作修复记录卡片，对每一残件进行拍照、现状描述和病变图的绘制。在此基础上，结合器物的保存状况和病变形态，保留复制补配的立耳、蹄形足和用于加固裂缝的扒钉维持原状不变，然后对复制补配的立耳、蹄形足以及破裂焊缝胶结的做旧层进行清洗，并对高出器壁表面凸凹不平的锡焊层进行平滑处理，使其略低于本体合金表面，最后对器物表面的有害锈进行清洗。这样既能够减少干预的范围，降低修复难度，又能保留原来的修复痕迹。

六、保护修复

1.清洗。由于该鼎出土后进行了结构性修复，为了使其稳定性不变，也就是在保持复制补配的立耳、蹄形足维持原状的前提下，首先使用2A溶液对表面做旧层进行浸润。浸润后，这层伴有土质结垢的做旧层成为薄膜状脱离依附层，从而使原始依附层呈现银白色。这说明佚失的立耳、蹄形足以及破裂焊缝使用低熔点金属进行复制和焊接。为此，我们根据熔点较低的特性，采取机械方法对腹部内表面凸凹不平的焊接层进行打磨处理，使其达到修复方案的设计要求。

当附件表面的做旧层被清洗之后，器物表面无规律分布的钙、镁沉积盐和有害锈成为影响器物保存现状和审美要求的潜在因素。为了有针对性地解除这些结构和分布状态不同的锈蚀物，我们首先取样进行了定性分析。根据分析结果，有害锈主要分布在腹部外表面纹饰之内，其余部位虽然存在有害锈，但呈点状分布。因此，我们在清洗之前，首先选取任一区域作为试验区，确定出清洗的标准以后，对于器物表面的胶粘物用2A溶液进行擦拭即可达到清洗目的，器物表面所形成的钙、镁沉积岩和土质结垢等比较坚硬，且与器壁结合较为紧密，无法利用2A溶液进行清洗，如果直接采用机械方法清洗时会对器物造成伤害，因此选择了络合性能较强的六偏磷酸钠［Na4（PO4）6］溶液进行浸润。经过浸润后，这层较为坚硬的钙、镁沉积岩和土质结垢较为疏松，然后利用手术刀进行清洗，取得了比较满意的效果。由于腹部表面纹饰之内所产生的有害锈，使用手术刀进行清洗难以奏效，因此我们利用微型牙科钻进行清洗，并利用2A溶液进行擦拭，完全达到了清除有害锈的目的。

2.脱盐及黏结。经过清洗之后的残件，仅仅在视角效果上达到了审美要求，但是真正诱发青铜病害的氯离子并不能依靠简单的清洗而清除，还需要进一步通过脱盐才能彻底解除氯离子的存在。因此，在进行脱盐处理时，考虑到保留完整的立耳和两蹄足均为开放式，内部仍然保留有范土，如果直接采取浸泡的办法进行脱盐，不但会使范土所蕴藏的基本信息丧失，而且在浸润的条件下，通过吸附作用，Cl-进入范土所形成的微孔体系之中，会造成青铜合金的二次腐蚀。为了避免上述现象的发生，我们采取局部脱盐的办法，也就是利用纸张的吸附作用进行脱盐，并且使用电导率仪对纸张中Cl-含量进行检测，直至用于脱盐的纸张中不含Cl-为止。

脱盐处理结束之后，由于保留完整的两只蹄形足均从中部断裂，而且断裂部位在修复过程中被剔除范土之后进行了加固处理。为此，我们首先用加热的手术刀对残留的黏结剂进行清除，使其形成一小段空腔，然后用5%的丙烯酸树脂（paraloid B72）刷涂在黏结面以及空腔之内，使之形成可逆层。当可逆层完全干燥后，将断裂面对接在一起用纸质胶带进行固定，然后在双组份环氧树脂中（UHU·PLUS）加入矿物颜料及硅粉，将其调配至与残件表面颜色接近后，再向空腔之内注入环氧树脂进行黏结。

3.缓蚀与封护。经过清洗和恢复结构稳定性之后的圆盖鼎，在开放性环境中极易受到各种腐蚀介质的侵袭。为了阻断各种腐蚀介质给器物带来新的病害，我们根据苯并三氮唑在常温下与铜合金易发生鳌合作用的特性，利用2%的BTA丙酮溶液进行了缓蚀处理。由于在缓蚀过程中，苯并三氮唑通过鳌合作用在青铜合金表面形成了一层线型结构的保护膜，而且这层保护膜在常温、常压下，具有一定的蒸汽压，而且易在器物表面形成晶体，为了防止BTA的升华而降低其缓蚀效果，我们最后用浓度为1.5%的丙烯酸树脂（paraloid B72）对表面进行封护，来进一步阻止BTA的升华（图5）。

图5　修复后

七、结语

通过对圆盖鼎产生病变的原因、病变类型和制作工艺的

研究，使我们认识到青铜器的保护修复，必须以科学分析为依据，而且在修复前，只有对器物的保存状态、制作工艺、病害类型等进行认真研究，并将研究结果以及器物的来源地、编号、质地、保存状况、时代背景等信息进行详细的档案记录，才能在修复过程中将文物所表达出来的物质性与非物质属性有机地统一起来，达到双向保护的目的。

参考文献

①山西省文物管理委员会，山西省考古所.山西长治分水岭战国墓第二次发掘.考古.1964（3）.

②③史记.中华书局，1975.3.

④⑤杨建华.春秋战国时期中国北方文化带的形成.文物出版社，2004年.

⑥祝鸿范.青铜病的发生与小孔腐蚀的关系.文物保护与考古科学.1995.9（1）.

⑦⑧马清林，苏伯民，胡之德等.中国文物分析鉴别与科学保护.科学出版社，2001年.

⑨苏荣誉，华觉明，李克敏等.中国上古金属技术.山东科学出版社，1995.

⑩马艺蓉，田小龙，戴建国.中国传统青铜器修复技术的来源和发展.科学出版社，2005.