1 陕西科技大学材料科学与工程学院, 硅酸盐质文化遗产研究院, 陕西 西安 710021
2 陕西省考古院, 陕西 西安 710043
3 上海大学, 文化遗产保护基础科学研究院, 上海 200444
天王俑是中原地区的达官贵人墓葬的镇墓俑, 是唐墓葬冥器中重要的一种神煞俑。 为探究天王俑彩绘颜料的组成元素以及彩绘工艺, 使用X射线荧光光谱分析了陕西省咸阳市渭城区苏同家族墓KTJ-2019-019M2、 KTJ-2019-019M3坑出土的天王俑彩绘区域的元素组成。 分析结果表明陶俑表面金色贴片主要为金箔(Au); 红色颜料的组成元素则是Hg、 S以及少量的Pb、 P; 蓝色颜料和绿色颜料的组成元素均为Cu, 白色颜料的组成元素为P、 S、 Pb。 使用拉曼光谱对彩绘颜料层的鉴定物相, 使用拉曼光谱分析技术对彩绘层分析结果确定了红色颜料的主要组成物相为朱砂(HgS)和铅丹(Pb3O4)的混合颜料; 蓝色颜料的主要组成物相为石青; 绿色颜料的主要组成物相为石绿; 白色颜料的组成物相可能为铅白。 进一步使用XRF面扫描技术分析了天王俑的彩绘工艺, 解析金、 红、 蓝、 绿色区域的组成元素位置, 发现陶块样品中的M2-1金色陶块、 M3-1白色陶块、 M3-2红色陶块、 M3-3蓝色陶块、 M3-4绿色陶块的彩绘均使用的是单层工艺, 而M2-2样品彩绘是在以铅白为底再施加一层朱砂和铅丹混合颜料, 即使用了双层彩绘工艺, 通过将唐代苏同家族墓天王俑彩绘层测试结果与唐代各地区出土彩绘文物进行比较, 得到唐代苏同家族墓使用的各种彩绘颜料与同时期不同地区出土彩绘文物使用彩绘一致。 使用X射线荧光光谱面扫技术能直观得到颜料层的元素分布特征, 可以为天王俑的保护以及修复工作提供可靠的科学支持和有益借鉴。
天王俑 唐代 XRF面扫描 拉曼 呈色 Warrior figurines Tang dynasty XRF mapping Raman spectroscopy Color generation
重庆大足宝顶山释迦牟尼涅槃圣迹图(即卧佛)是世界文化遗产大足石刻群中最大的一尊造像, 亦是世界最大的石雕半身卧佛像。 在千百年自然营力和人为因素的影响下, 大足卧佛表面出现了颜料脱落、 霉变滋生等多种病害。 为了实现“原材料、 原工艺”的保护修复, 需要对颜料成分进行分析鉴定。 利用显微拉曼光谱(μ-Raman)等技术对佛像表面的颜料和打底材料进行了分析鉴定, 同时探讨了其中白色颜料、 绿色颜料的可能来源及颜料种类与霉变的关系。 实验结果表明: 卧佛表面每种彩绘颜料背面均以白色物质打底, 打底材料的拉曼光谱在1 006 cm-1处存在强特征峰, 与石膏峰位及强度匹配度极高, 且杂质峰少, 鉴定打底材料是较高纯度的石膏(CaSO4·2H2O)。 表面装饰有红、 蓝、 白、 绿等彩绘颜料, 其中红色颜料为常见颜料土红(Fe2O3), 其性质稳定, 广泛使用在壁画、 彩绘陶器等各类彩绘文物中; 结合偏光显微分析鉴定出蓝色颜料为人工合成颜料群青(Na6-10Al6Si6O24S2-4), 其颗粒均匀、 粒度一般<5 μm; 白色为常用颜料碳酸铅式铅白(PbCO3)和罕见颜料砷铅矿(Pb5(AsO4)3Cl)的混合物, 砷铅矿作为颜料在大足石刻属首次发现; 绿色颜料在859 cm-1处出现最强特征峰, 是As伸缩振动产生的, 鉴定绿色颜料为少见的氯砷钠铜石(NaCaCu5(AsO4)4Cl·5H2O)。 大足卧佛绿色颜料氯砷钠铜石和白色颜料砷铅矿均属于砷酸盐类物质, 其矿物属于自然界中稀少的次生矿, 这些颜料可能是由其他颜料转化而来。 在大足卧佛的各色颜料中, 蓝色和红色颜料更易滋生霉斑, 特别是蓝色颜料长霉最为严重, 而含铅铜砷的绿色和白色颜料表面几乎不长霉, 推测可能与铅、 铜重金属盐和砷元素的强毒性有关, 并指出不同颜料对微生物活性的影响存在差异, 该研究为大足石刻彩绘颜料鉴定、 修复材料选择及保护修缮提供了科学依据。
拉曼光谱 颜料 大足卧佛 文物保护 材质分析 Micro-Raman spectroscopy Pigment Sleeping Buddha at Dazu Rock Carvings Relics conservation Material analysis 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3199
1 西北大学文化遗产学院, 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室, 陕西 西安 710069
2 首都博物馆文物保护修复部, “北京文博文物科技保护研究与运用”北京市重点实验室, 北京 100045
为了明确铝盐沉淀剂在书画宣纸表面施胶过程中的作用机理, 利用Ferron逐时络合分光光谱、 高场27Al 核磁共振波谱(27Al-NMR)以及衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)研究了明矾(Alum)、 聚合氯化铝(PAC)及聚合硫酸铝(PAS)三种常用铝盐施胶沉淀剂的水解聚合铝形态、 与胶料混合后在宣纸表面施胶时的铝形态分布变化。 (1) Ferron逐时络合分光光谱和27Al-NMR分析表明, 明矾及聚合硫酸铝的水解产物主要为单核铝Al(H2O)3+6(Al1), AlSO+4和多核铝［Al30O8(OH)56(H2O)24］18+(Al30); 聚合氯化铝除Al1, Al30外, 还存在笼式结构的多核铝［AlO4Al12(OH)24(H2O)12］7+(Al13); (2)27Al-NMR分析表明, 铝盐与明胶混合后单核铝、 多核铝形态的共振峰强度均有所降低, 结合ATR-FTIR分析结果可知, 降低的各正价态水解聚合产物很可能与明胶微粒中羟基(—OH)或羧基(—COOH)产生了键合, 形成了网状络合物, 将原本带负电的明胶粒子转化为带正电的明胶粒子, 促使明胶微粒沉淀在带负电的纤维表面, 起到施胶沉淀剂的作用。 施胶后, 明胶胶原蛋白的羟基、 一部分氨基和羧基与植物纤维表面的非离子区域的羧基能形成众多的分子间的氢键, 提高宣纸抗水性。 因此, Ferron逐时络合分光光度法、 高场27Al-NMR及ATR-FTIR技术相结合可迅速判断各类铝盐沉淀剂在宣纸表面施胶过程中的化学形态变化, 是研究施胶机理的有效手段。
高场27Al-NMR 红外光谱 分光光度法 宣纸 铝盐沉淀剂 施胶机理 High-field 27Al-NMR FTIR UV-Vis Xuan paper Aluminum sizing precipitant Sizing Mechanism
1 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室,西北大学文化遗产学院,西安 710069
2 首都博物馆文物保护修复中心,北京 100045
拉曼光谱作为一种“指纹光谱”可提供物质分子结构的有用信息,已广泛应用于考古及文物保护领域。拉曼光谱技术在文物有机物鉴定中具有测量简便、无损和微区检测等优势,成为文物鉴定的重要手段。本文系统阐述了拉曼光谱技术在文物有机染料、彩绘胶料、有机物残留物等分析方面的应用,指出了该技术应用于文物有机物鉴定研究的广阔前景,并展望了今后的发展方向。
拉曼光谱 文物 有机物 鉴定 Raman spectroscopy relics organic components identification
