秦始皇兵马俑身上的神秘物质到底是什么?

来源:科普中国发布时间:2019-08-15

古代工匠使用的竟然是类似于现代文物修复的方法!

  2019年是秦始皇兵马俑考古发现45周年,暨秦始皇帝陵博物院建院40周年,秦陵博物院将开展秦兵马俑保护展示40年”系列主题活动。作为系列活动之一,部分彩色兵马俑将被展出[1]。这些活动将在社会上再次掀起一阵秦俑热潮,使大众对秦俑及其相关的历史学、考古学信息有更多的了解,让文物真正“活起来”。今天就让我们一起来走进兵马俑,探寻它身上的神秘之处。 

“秦兵马俑保护展示40年”系列活动启动仪式 

(图片来源http://www.bmy.com.cn/2015new/contents/472/25235.html) 

  秦始皇兵马俑的发掘过程 

  1.偶然发现的宝藏 

  秦始皇兵马俑是秦始皇陵陪葬坑,被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》,被誉为世界第八大奇迹。秦俑发现于1974,村民在打井过程中意外挖出了一些陶俑的碎片,并将情况上报文物部门。这一发现立刻引起了文物主管部门的高度重视,组织并派遣了联合考古队进驻遗址,并开始对其进行发掘。因为是第一个发现的俑坑,所以称之为一号坑。 

  1974年到1979年,文物主管部门组织了秦俑一号坑的第一次发掘。这次发掘基本探明了秦俑一号坑东西长230米、南北宽62米,距现在地表4.5~6.5米,面积14260平方米。19864月,文物部门又对一号坑进行了第二次科学发掘,但持续的时间非常短。 

  2.秦俑独特的制作过程 

  对一号坑的这两次发掘因为时代较早,限于当时的技术条件,秦俑出土后颜色脱落严重,从而导致现在一号坑展出的秦俑都是没有彩绘的。但其实秦俑在制作之初表面是描画有各种彩绘的,只是彩绘在秦俑出土后不久就从俑身上脱落而永远消失了,其实这种脱落与秦俑特殊的制作工艺有关。 

一号坑彩绘脱落的秦俑 

(图片来源http://bbs.zol.com.cn/dcbbs/d232_177175.html) 

  秦俑的制作过程是这样的:先用泥塑成俑的初型,接着进行修饰和细部刻画,然后烧制。烧好后将单独制作的头、手和躯干组合在一起[2]。一般的彩绘陶器在烧好后直接在陶胎上绘彩,但秦俑却不同,秦代的工匠在烧好的陶俑表面先涂刷了大漆,而后在大漆层上再绘彩[3,4]。这是一种很特殊的工艺,造成秦俑表面的彩绘大多是在漆层上附着而不是在陶胎上附着的。大漆在从地下出土后,干燥收缩卷曲,进而从俑身表面脱落,将其上的彩绘一起带落下来。这是秦俑彩绘脱落不同于一般彩绘陶器的重要原因。 

  在秦俑早期的发掘过程中,没有针对这种特殊彩绘结构的保护经验和技术,所以当初的秦俑彩绘没有办法保护,出土俑身上的彩绘几乎全部脱落掉了。上世纪90年代之后,秦俑博物馆和德国巴伐利亚州文物局合作开展秦俑彩绘保护技术研究,开创了抗皱剂和加固剂联合处理法,解决了秦俑出土时彩绘脱落的问题[5] 

  3.“神秘物质”引起注意 

  2009年,秦始皇帝陵博物院启动了一号坑第三次考古发掘工作。这次考古发掘采取边发掘、边保护、边研究的工作方法。也就是在这次的发掘过程中,秦俑身上的一些不太起眼的“神秘物质”引起了考古工作者的注意。 

一号坑第三次发掘现场 

(图片来源自摄) 

  这种物质与秦俑陶胎的颜色相似,呈青灰色,质地细腻均匀,表面看上去的状态也与陶器非常接近,唯一不同的就是比较松软,稍稍碰触即呈粉末状。分布在一件秦俑的袍子的局部,很是奇怪。难道这是秦俑的另一种装饰工艺吗? 

俑袍背面类似腻子的物质 

(图片来源自摄) 

  随着发掘的进行,这种“神秘物质”在俑足和踏板间、俑袍面、俑臂等多处均有发现。看上去像是起到将踏板和俑足粘起来的作用,在俑的身上又像是作为类似现代的腻子一样的作用。要不是亲眼看见带着这种物质的秦俑从地下被发掘出土,还以为是现代的哪位文物修复工作者对秦俑进行了修复呢! 

秦俑脚踏板与足部间连接处的物质 

(图片来源自摄) 

  但这些物质到底是什么呢?在秦俑身上主要起到什么作用呢?这些问题引起了发掘工作者的兴趣。 

  修补秦俑的“神秘物质” 

  为了弄清楚秦代工匠使用的这种“神秘材料”,西北大学和秦俑考古队紧密配合,协同攻关,开展了合作研究工作。根据这种物质的颜色和外观,初步判断有可能是陶粉,即将烧制好的陶片研磨成的粉状物。但如果仅仅是陶粉,并不具备粘性,无法形成在俑身上那种类似腻子涂抹的外观。因此判断一定在它里面还曾添加有其他具有粘性的物质。 

  陶粉属于无机物,比较稳定,分析鉴别的难度相对较小,但如果内部添加有粘性物质,这个物质一般属于有机物,容易降解流失且易被其他有机物污染,分析的难度极大。课题组经过协商,决定在考古发掘现场文物出土的第一时间采集样品,这样可以防止因为样品长时间暴露造成的降解及污染。同样,为了避免采样过程中工具、容器可能对样品的污染,分析工作者使用干净的金属工具将样品直接刮入玻璃样品瓶中,为防止微生物滋生对分析结果造成的影响,立即对样品瓶进行密封冷藏保存,并在采样结束后尽快进行分析。 

  1.神秘物质的成分被揭开 

  为了将可能存在的有机物与无机物分离开,样品回到实验室后的第一步就是用高效率分离方法将样品中的两种组分分离,然后分别进行分析研究。这里最难的是有机物的分析。因为长时间的埋藏,有机物会出现严重的流失问题。而按照文物保护的要求,能采取的样品量又非常少,只有几毫克,这就要求分析方法必须能够在本来就已经很少的样品中找到有机物曾经存在的蛛丝马迹。况且现在的要求比这一点更高,我们不仅要找到它存在的痕迹,还要鉴别出它到底是哪种物质。因此,整个分析过程必须设计严密,将各个流程间的损失率控制到最小。同时采取的分析手段也必须非常灵敏。 

  经过了几十个小时的实验室努力工作,研究工作者最终提取并成功鉴定出了这个“神秘物质”中有机材料的种类。根据研究结果,发现“神秘物质”的确含有有机物组分,且它的成分是鸡蛋和动物胶的混合物[6]而通过对无机物部分的研究,发现它的成分与陶器非常类似,再加之对其颗粒粒径的统计分析,认为就是将烧制好的陶片人工研磨而成的陶粉。至此,秦俑身上的“神秘物质”的谜团终于被解开。 

  2.利用腻子“蒙混过关” 

  其实,像秦俑这么大体量的文物,其烧制即使在今天也不是一件非常容易的事情,更别说两千多年前的秦代了。所以当初秦俑不可能都是烧制完美的。秦俑陶胎体量大,胎壁厚,在烧制过程中常常可能会发生烧裂的现象。但这么大的陶俑,如果只稍微裂了一点就废弃掉,实在是太可惜了。秦代工匠就发挥了自己的聪明才智,使用和陶胎颜色非常接近的陶粉,混合了具有粘性的动物胶和鸡蛋,调和均匀形成一种类似于腻子的物质,将裂隙填补、抹平,遮蔽掉开裂的痕迹。这种做法很有意思,类似于现代文物修复的方法。但当初可能仅仅是为了提高效率或是骗过监工的眼睛。 

   原文标题 《秦代工匠智慧:兵马俑上的神秘物质》

  参考文献 

  [1]央视网. 秦兵马俑保护展示四十年系列活动启动[N/OL]. 

  http://news.cctv.com/2019/03/30/ARTImRmCkjJFcVLeVMX5ZO4O190330.shtml,2019-3-30. 

  [2]刘占成.秦俑制作标准化浅述[J].文博,1992(03):73-77. 

  [3]秦俑彩绘保护技术研究课题组.秦始皇兵马俑漆底彩绘保护技术研究[J].中国生漆,2005(01):7-16. 

  [4]何诗敏,陈海栋,容波,周铁,张晖,张秉坚.秦俑陶质彩绘原始工艺和剥落过程的探索性研究[J].文物保护与考古科学,2014,26(04):14-24. 

  [5]周铁.秦俑彩绘保护研究综述[J].文博,2009(06):12-14. 

  [6]杨璐,申茂盛,卢郁静,欧烨秋.秦俑古代修补粘接材料的分析研究[J].西部考古,2015(00):177-186. 

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