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《敦煌壁画的保护与修复》讲座实录 < 返回

 时间:2017年1月15日14:30——16:30

地点:成都博物馆报告厅

实录内容:


主持人:欢迎大家如约而至来到成都博物馆,聆听有关敦煌的精彩讲座。今天我们有幸邀请到了敦煌研究院保护研究所所长研究馆员苏伯民博士。苏博士长期从事壁画保护相关问题研究,多年来,曾多次赴日本和美国从事文物保护方面的相关研究。研究内容涉及壁画颜料分析、壁画病害机理以及壁画修复材料研究,近年来,又开展了洞窟预防性保护的相关工作。目前负责敦煌研究院与美国盖蒂保护研究所和东京文化研究所的合作项目。完成了国家科技支撑计划课题三项,目前承担的有国家科技支撑计划课题、973课题以及国家自然科学基金课题。

下面更多时间留给苏所长,掌声有请。

苏伯民:谢谢主持人,成都的各位老师、各位朋友,大家下午好!非常高兴来到成都博物馆,跟成都的观众和关心文物的朋友一起分享我们在敦煌所做的壁画保护的一些经验。同时,我也想通过这样一个机会,把我们文物保护的专业知识和文物保护的具体做法给观众做个介绍。我今天简单参观了一下成都博物馆举办的这次展览,可以说所带来的关于敦煌方面的临摹品,都是敦煌壁画洞窟的精品,大家也能有很好的机会能够在成都的博物馆观赏敦煌壁画的精美,传播敦煌文化。

我今天下午给大家介绍敦煌壁画的保护与修复,就这个题目做相关介绍。这幅图片是敦煌石窟的外景图,简单来说,我们敦煌保存了4到14世纪735个洞窟,一共有45000平米的壁画,也可以说是全世界保存壁画的面积最多的一个博物馆,有24座文物建筑,2200多身彩塑,我们国家1986年首次加入联合国教科文组织的世界遗产委员会,咱们国家第一批入选世界文化遗产的名单中就有莫高窟。

今天的内容介绍这么几个方面,第一是壁画保护主要做些什么工作。第二,壁画作为一种文物,存在哪些病态,会出现什么样的问题。第三,如何认识壁画材料,如何认识壁画的病害以及我们在壁画保护方面所采用的一些科学技术。

第一个方面是壁画保护的基本程序。壁画保护基本程序呢,咱们国家出台了《中国文物古迹保护准则》,其中第五条规定古代壁画的保护必须依定程序分步骤进行。这样一个程序分这样一些步骤。

第一步首先我们在做壁画保护之前,对它的价值要进行认识和评估:文物的历史价值、艺术价值以及科学价值。对壁画的价值进行评估之后,我们要对壁画的现状进行调查,包括保存现在的文字记录、图象技术以及图形的描述。经过人工调查之后,我们还要对壁画所处的环境进行监测和调查。首先要调查它所处的环境有什么样的规律,另外一个方面,敦煌洞窟我们称之为微环境,以及这个微环境的变化规律。

再一个,我们要对制作材料进行比较系统和科学的分析,包括壁画的支撑体,壁画的颜料,在颜料中掺入的胶结材料,对颜料要进行分析。

在以上的调查基础上,我们要对壁画的病态进行病理分析,病理发生是跟环境有什么关系,跟材料之间有什么样的关系。这样才能作出如何处理和如何诊治决定。如果我们决定要对壁画采取外科手术式的修复,我们要确定它比较适合的修复材料和修复工艺,修复工艺要进行试验,在试验基础上,我们确定一套比较科学的修复方案,然后再进行工程实施。工程实施完了之后,还要对壁画的保存,未来要提出一些合理的建议。这就是整个壁画保护的流程。也可以说中国目前不可移动或者可移动文物保护的基本程序,都遵循这样一个程序。这样一个程序就是按照《中国文物古迹保护准则》所来的。

在这里我要讲一下《中国文物古迹保护准则》,吸收了世界上先进的文物保护思想和理念,结合我们中国具体的理念和实践的经验,出台的这样一些带有行业指导性的这样一个规章。所以在现在的文保界,基本上都是按照这样一个规章来进行相应的工作。下面我就想介绍第一部分,让大家认识一下壁画会存在哪些问题。

大家都知道人的身体会得各种各样的病,但是对于壁画存在哪些病态,我想很多人不一定很清楚。

我们首先从壁画的结构来认识一下。我们无论到任何地方去看壁画或者了解壁画的制作工艺,都会发现壁画下面有支撑体,而支撑体中有地仗层。

在咱们国家,在行内,会把壁画分为三类,一类是石窟式壁画,一类是墓葬壁画,还有一类是寺观壁画或者殿堂壁画,这是怎么分的呢?分类的依据就是支撑体的不同。石窟式壁画就是以岩体或者山体开窟,即为石窟式壁画;如果壁画绘在寺庙墙壁上,我们称之为寺观壁画;还有一类大家非常熟悉,在北方地区,像陕西、山西、内蒙等很多地方的墓葬,特别是一些贵族的墓葬之中有很多壁画,我们称之为墓葬壁画。

另外一层是地仗层,这是取自于当地的泥土再加一些物质来做起来的,上面还有一层。一般地仗层分为粗泥和细泥,从建筑材料来讲,是一个逐步强度过度的过程,支撑体上首先有一层粗泥层,粗泥层上再做一层比较细的细泥层。细泥层和粗泥层的区别在哪里呢?细泥层一般所选用的材料中的土颗粒比较细,采用的加精材料,如铅维材料这种比较柔软、比较细的,例如咱们敦煌壁画下的细泥层里还加了很多棉花。

然后,在支撑体上做底色层,一般用白色。敦煌早期壁画当中,还有用红色做的底色层。这些底色层材料选择,也是各地方壁画的不同,要采用不同的材料。

这个底色层非常有讲究。如果在纸上绘画,大家肯定都知道要用宣纸,有生宣、熟宣,把颜料长期保存在介质上,使之能够长久保存。同理,在制作壁画的白底层之时,也要做一些这样的处理,这包含了很多技术。在底色层的基础上,我们再做彩绘层或者颜料层,颜料层有各种各样的使用方式,各种颜色的颜料的使用和图案搭配就构成了我们今天所看到的,非常精美的这些壁画。

从这个照片上来看,这个是地仗层,这个是粗泥层,这个是细泥层,这上面是颜料层,而底子上出现的条横是已经脱落掉的部分。

经过了对敦煌壁画这么多年的研究和分类,我们对壁画的病态以及对其原因进行了一些分析。

我们先认识一下壁画的病态。大家从图上就能一目了然地认识这些现象。这些是起翘,颜料起翘就脱落了,情况岌岌可危;还有一个是起甲,呈鳞片状,其中有一类像人身体上面出疹子一样,产生了各种各样的疱疹,我们称之为疱状起甲;另外一类是比较难预防的一类病害,就是颜料层的颗粒因胶结物逐步老化失去胶结力而逐步脱落或者凋落,久而久之使得壁画变得模糊不清的现象,我们称之为粉化现象。

以上三种现象发生时,如不采取措施,就会产生壁画的画面层完全脱落或者掉落的现象,一旦脱落或者掉落,就无法找回和修复回去,这是不可挽回的损失。所以,一旦发现壁画存在以上三类问题的时候,我们就要及时采取监测、修复等等措施。

像这种颜料层整体脱落,我们在专业上称之为颜料层脱落;像颜料表面长出细细腻腻的像疹子一类的病害,我们称之为点状脱落;颜料层表面上呈现龟的贝壳一样,我们称之为龟裂,它通常与地仗层有关系;还有一种是裂隙,壁画表面整体开裂,这种现象往往跟支撑体的下沉、支撑体整体出现了裂隙有关。以敦煌为例,壁画后面有一些山体,如果山体出现裂隙的话,就会产生壁画整体开裂的现象。开裂导致另外一个现象就是空鼓;我们在敦煌壁画中发现,上面有很多字,如“谁谁谁到此一游”,我相信很多室外文物都有这种现象,希望大家通过多宣传文保知识,不要人为的造成破坏,因为这种破坏也是不可挽回的。像这种对文物产生认为破坏的现象,我们称作划痕;还有一类是烟熏。一种是敦煌在上个世纪初的时候,因为无人管理,一批流落到敦煌的白俄士兵在敦煌洞窟里面居住,生饭而造成的烟熏。还有一种是我们去寺庙看到的壁画表面有淡淡的棕色的烟熏层,这跟宗教礼仪仪式所需的油灯有关系。现在文物保护越来越受到重视,所以很多寺庙室内已经不再点油灯和烧香了。目前来讲,这种烟熏壁画的保护治理也是我们在探讨的课题:如何把表面的烟熏层去除掉,让底下的壁画展现出来或者显露出来。

另外,在敦煌壁画比较普遍的,有一种我们称之为活动性病态的酥碱。地仗层土颗粒粉化,有些还保存在,这跟盐分有关系。如果我们环境保护、环境控制做得不太好的话,酥碱始终都在活动,对壁画会造成非常大的危害。在过去,我们把这种疏碱病害称之为壁画当中的癌症,这个很难治理,因为里面有大量的盐分,盐分会随着环境湿度的高低会发生一些变化,我们环境的湿度又很难控制,所以它始终作用于地仗层,对地仗层造成危害。如果壁画开裂的话,就会产生地仗层泥层整体离开支撑层,我们称之为空鼓,如果空鼓不治理的话,就会产生整体大面积脱落,对壁画造成毁灭性灾害。大家去敦煌莫高窟参观会发现有些地方已经不在了,这些就是由于空鼓病害所造成的。另外前面讲过粉化,粉化会造成褪色现象。

在敦煌壁画当中,包括从新疆开始,新疆丝绸之路沿线的很多石窟,我们看人物的面部、人物的服饰都出现了棕黑色的现象,其实原来并不是这个颜色而是红色,这是什么原因的呢?中国古代当中有一种红色颜料叫铅丹,铅丹容易随着湿度变化,在高湿度下如果有一定的光照产生氧化作用,会变成黑色。故而用铅丹绘制的人物面部、肌肤这些部位就产生这种现象,我们称之为变色。在现在绘画颜料中,铅丹已经用得很少了,而在过去,尤其是丝绸之路沿线的壁画,铅颜料作为最主要的红色颜料在使用。所以,我们今天看到很多面部几乎已经变成了棕色。

寺观壁画、石窟壁画由于支撑体产生裂隙或者寺观建筑产生一些危害的话,在降雨的时候,水分就会通过这个裂隙进入壁画层,造成水渍的现象,为了保护壁画,我们要对水渍进行清除。

另外是动物损害。在室外有昆虫、鸟类这些东西,会在洞窟里面筑窝。如果寺庙的门窗密封不是很严实的话,蝙蝠晚上就会飞进去。在壁画上,虫、鸟的一些粪便包括动物的抓痕都对壁画造成一些影响。有些地方是很难解决的问题,是生物或者动物所造成的病害。

还有一些是植物性病害,敦煌壁画都是在岩体上,如果岩体上种有树木,树的根在岩体上生长就会对壁画造成危害。

还有一些是微生物病害,这些是在过去出现的。现在大家去过敦煌的都知道,敦煌的气候相对来说比较干燥,微生物一般很难生长。曾经一段时间,在44年以前,敦煌研究所还没有成立的时候,敦煌底层的一些洞窟灌进了大量沙子,雨水灌进洞窟,造成湿度很高,壁画表面很快滋生了微生物。这种微生物一旦滋生,首先会对壁画颜料层有一个污染作用,另外它还会对颜料成分的变化产生作用,也是很难治理很难清除的一类病害。

以上就是我们所说的壁画当中产生各种各样的病,针对各种各样的病,我们有不同的修复技术要介绍。下面这一章节,就简单介绍一下我们如何检测壁画以及我们现代科学技术怎么在检测壁画材料的过程中发挥作用。

文物保护作为一门专门的科学技术,现在已经在科学界或者社会得到广泛的认可。原来大家都觉得文物保护都是修修补补的事情,比较简单,但是实际上,文物保护有非常严格的哲学理论,还有很多科学技术都可以用到文物保护当中来。

我们采用的一些技术对壁画的制作材料进行调查分析。我们在对壁画进行调查分析的时候,一般有这么几个目的。

第一个是绘画材料的鉴别。中国古人在材料加工方面具有非常独特的经验和技术,很多现在已经不再使用的材料在古代却是作为常用绘画材料在用。这里面不仅有机颜料也有无机颜料,这是从大类上来分,从化学上来讲的分类。另外,因为壁画是绘画艺术品,所以我们要对绘画技法或者工艺信息进行一个了解。在没有这些技术之前,我们都是凭着画家或者美术史学研究者的肉眼观察,来把这些工艺信息总结出来。这里面工艺信息,要对底稿线、底色层、颜色配色,包括颜料叠加的层位,进行仔细分析。第三个是确定颜料的稳定情况,颜料是否发生了变化(前面提到的铅丹)以及一些个别颜料(如说石青会在介质酸碱性不一样的情况下,也会发生相关的转化)产生的变化。这些都是在敦煌壁画中发现的现象。如果介质有差别的话,一些有机颜料短时间会发生褪色现象。再有就是对过去修复过的一些部位进行识别。我们现在去博物馆或其他地方欣赏一幅画的时候,凭肉眼很难看到哪些地方进行过修复,因为在过去,修复的技工或者师傅在修复一些画的时候,修补的部位在颜色和技法方面都是非常接近原画的,所以我们很难区别哪些地方进行了修复。但是在做保护的时候,我们要对修复的部位进行简单的识别。

以上结果为我们在识别画面信息保存状况以及评估修复提供了重要的信息。这也是得益于近十多年来世界各个国家在这个行业一些装备进步和技术仪器进步,使我们有机会采用一些小型的仪器,为我们的深入研究制造了机会。

英国大英博物馆文物保护所也进行了相关调查。他们跟我们差不多,也是用类似的仪器,而我们在十年以前就开始关注这些技术。我们跟国际合作,在国家经费的支持下,开始研究如何用一些便携的无损的技术来对壁画材料、壁画工艺进行调查分析,进行一些尝试性探索研究,其中比较有代表性的是我们国家文物出土现场保护移动实验室,这个无损调查设备不仅是对壁画调查提供一些科技的分析和技术支持,也可以为其他类别的文物在考古现场,或者是其他现场提供一些文物分析支持。在现场通过移动实验室,我们可以把各种各样的仪器现场对考古的一些,比如现场土壤环境、温湿度、出土文物材质进行现场第一时间进行调查。

这是一个例子,实际上很简单。这是古代的漆盘,只剩下朱砂颜料,其实考古专家一辨认就知道这是朱砂,但是我们通过科学仪器分析这个朱砂,发现了一个特点。我们往往用于科学仪器分析的光谱方法来分析的时候,都有一个标准数据库,我们发现这个朱砂会跟我们仪器当中预设的朱砂纯度还要高。古代使用材料的时候,这个加工工艺可能是我们现代人所达不到的颜料的纯度和细度。

这是一个趾骨,趾骨为什么会变异,骨头里头含有大量的铜,我们跟考古的领队就猜想,这个人埋葬的时候手里头捏了铜器,虽然这个铜器腐蚀已经不存在了,但进入了人的骨头的那部分残留下来,这对研究墓葬礼仪提供了一些信息。

通过国家科技的支持,多年吸收国内外的经验,我们逐步形成了一套便携式仪器,包括便携式显微镜、光谱仪、红外光谱仪,拉曼光谱、X断层扫描。将这些技术综合应用就可以为壁画保护提供全方位、全面的解读信息。

这是显微镜工作现场,这是X射线光谱仪,都是手持式,非常方便。你想去调查的部位,都可以进行现场调查,非常快。这是便携式拉曼光谱仪,这是便携式X探伤。

这个是光谱仪器,有三类,有高光谱、多光谱,这是远程的多光谱。多光谱这个仪器呢,现在文物保护界用得越来越多,因为它对于鉴别褪色有机质非常有帮助。这个是远程多光谱,我们跟国外一所大学合作做的。因为敦煌有很多洞窟空间非常大,几百平米,一个洞窟壁画,十来米高,七八米宽的壁画,有时候不搭脚手架很难接触到壁画进行分析。所以,专家就在高光谱上在仪器上加上了远程天文望远镜,把壁画图象近距离的采集到光谱仪前面进行分析。

还有一种是多平台分析,这是我们近年来刚刚引进的,同时具备X荧光和X衍射。X荧光只能分析出无机质的成分,X衍射能得到化合物的组成。这是激光诱导的光谱仪,对土等东西进行准确的分析。

对于一幅壁画来讲,经过多少年,包括仪器的研究,我们对一幅壁画要用多种手段进行调查,X衍射、拉曼、多光谱,红外,对同一幅壁画采用这么多仪器进行调查,得出来不同的壁画工艺信息。

综上所述,上述这些手段可以获取形貌、元素、成分、结构等多种信息,能够发觉出壁画中更多蕴含的信息,满足多种研究的需要。我们现在得出的信息,不仅是搞保护的人觉得感兴趣,在敦煌很多从事美术研究和艺术研究的专家对我们分析结果也同样非常感兴趣:他们过去做壁画艺术研究仅凭肉眼,对它进行一些判断,这些判断大多数结果是对的,但是还有一些结果,他们凭肉眼就很难确认。而借助于一些分析手段,借助于一些科技手段,就可以给出比较明确的信息。

这种研究还有一个好处就是能够由点到面,由表面到里层去分析壁画。在十年以前,我们要研究都是从在壁画上采一块样品带到实验室进行分析。大家都知道,壁画是文物里头的艺术品,每一个画面或者每一个平方厘米的画面都是非常珍贵的,要取一块的话,的确对壁画是一个相当大的损伤。我们一般并不想这样做,可是为了研究的需要,有时候不得已还是要取一些样品到实验室去研究。但是现在不一样了,有了这些无损设备,我们就不用取样了。为什么说是由点到面?在过去研究一个墙壁的壁画只取一到两个样品就给出颜料或者材料的结论,往往得出的结论是不全面或者非常不能代表整幅壁画制作材料和工艺信息,而现在有了这些无损设备,我们就可以非常全面的解读这些信息。以前搬运到实验室研究,而现在,在现场就可以完成工作。第一,效率非常高,第二,获取的信息是非常大,完全超过我们过去在实验室中的很多研究限制。

前面说到X荧光,X荧光一般来讲的话,这些年针对很多仪器积累了标准的数据库,X荧光一般能够鉴别铅、铜、汞等颜料,用X荧光一打,基本上可以判断出来是哪一些颜料。像有些画面,这个画面是我们博物馆展览中,莫高窟第三窟,大家去看看,是敦煌里面的特窟,元代的千手千眼观音,画得非常精细。其实这个画面在原来的画面层上非常小,一般不注意的话,肉眼很容易忽略过去,后来做显微镜和X荧光调查,发现这个表面,大家看到这是显微镜图,有黄灿灿的现象,一上面就是有一层金箔。这是紫外的和可见图谱,十几年前,我们过去老一代专家写了很多研究性的文章,认为敦煌壁画材料中大多数采用无机矿物原料,而这些年以来,随着仪器逐渐在敦煌壁画当中的应用,我们发现这之中不仅仅是无机矿物颜料,敦煌壁画还使用了大量有机颜料,而且这些有机颜料都用在敦煌壁画非常重要的部位当中。有些有机颜料跟无机颜料组合使用,使层面呈现出各种各样不同的质感。

同时,我们在实验室还在了很多色谱分析,积累了各种各样光谱的数据,在实验室做了很多积累。这是显微镜图象,它所产生的一些裂隙,便携式显微镜,中间的铅维纸,这个不发达很难发现。这个是画面层,如果你近距离去看,是黑黑的一层,根本看不到蓝色,显微镜下看到有一些蓝色颗粒,大多数颜料都已经脱落了。这是有金的现象。我们过去所施加的修复材料已经产生老化,所以产生了这种现象。我们通过显微镜很仔细的观察会发现很多比较细的现象。

这是我们用显微镜和拉曼光谱结合,对敦煌年代或者画面研究、考古研究专家提出的问题,我们做了简单的分析得出的。

敦煌很有名是因为1906年在国际上公布了藏经洞的发现。这是藏经洞里头的壁画,壁画里头两种不同的字体。

大家都知道张大千到敦煌去过三次,张大千还对敦煌的洞窟编过号,我们敦煌的洞窟号码有几种系列,其中张大千的系列在很多考古当中是必须要提到的历史,是考古研究或者美术大家对敦煌研究工作的结果。

我们对这幅画里头进行拉曼光谱调查发现,这两幅画所用的墨有很大差别,(上面这幅图)古代的墨久而久之墨上面会有一层墨霜,(下面这幅图)而这个墨的颗粒就比较明显。通过显微镜,再辅助其他手段,当然可以从字体上分辨出来年代。当有些专家对此有争议,认为一个画家有不同的技法,可以写这种字体,也可以写另一种字体的时候,这个光谱可以马上区别出来这是两种不同年代的画面。除此之外,通过高光谱研究,有一些绽裂也可以显示出来。

这是一个模糊画面,254窟的一个图,这个是可见光下的画面,我们注意这两个部位,而这是紫外光线的画面,这实际上是一种血迹,我们发现这个画面以后,可以增加画面的生动感。

这是一个多光谱现象,下面红外光看出来以后,人物线条非常清晰,勾勒的感觉就出来了,完完全全呈现在我们面前。

另外还有一幅图,这画面不是太清楚,而通过光谱就很容易发现其画面。

还有多光谱结合其他一些手段一起研究的例子,这是465窟的题记,多光谱下发现题记字迹也非常清楚,我们找专家对题记文字进行了解读,如果解读清楚的话,对整个画面研究就提供了非常有力的佐证。

我们看到这幅画,咋一看就是一幅白墙,如果在资外光下,就出现这样的画面。从这一点就说明,对壁画的保护开展下一步的研究或者是修复之前,一定要对画面层进行非常仔细的调查。如果有相关修复人员在修这幅画的时候我们不告诉他这个墙面和画面层的情况,他采用的修复方法就有很大差别。为了准确地进行修复,我们一定要对壁画所隐藏的信息有一个非常透彻的了解,这就是我们所做分析的必要。

再介绍一下OCT,它全称是光学断层扫描。我们画一幅画的时候,先要画底色,然后在底色一点一点画上去,如何区别层位,我们过去采用什么样的方法呢?过去我们在壁画上取一点颜料,包埋抛光在显微镜下看层位结构,而现在有了这种技术,我们可以把有些画面的层位结构区分出来。

这是光学断层扫描仪,这种技术以前是用在医疗的眼科方面,看眼睛玻璃体的层位,国外专家率先引用这种仪器到画面层研究。这是整体合成的彩色图象,这个就是多层位,可以看到有表层、中层到底层,一层一层来区别。这个是仪器上所反映的结果。过去就是这种颜料剖面的现象,而现在我们逐步可以不用取样,就能把颜料层位关系搞清楚。还有绘画材料的发现和识别,刚才提到金的现象,像整个画面层,这个局部是非常小,最后用显微数码发现有黄色,X荧光发现有砷,拉曼光谱确定它有雌黄(雌黄是古代的颜料)。以前,当对研究敦煌壁画的人或对敦煌壁画材料感兴趣的专家问到我们的时候,我们都很难给出确切的结论,像是细微颜料的使用等等,而现在找到类似的证据越来越多了。

这个是灰突突的颜色,这个就是古代的靛蓝。可以把过去是什么样子,现在复原出来,这个就是研究敦煌壁画的主题吧。

前面我介绍过的高光谱设备,这个设备对这样一个画面进行一个扫描,可以在一幅画面上,很快把这个画面哪一个部位采用同一种颜料区域全部做出来,这个是98窟的青金石,这个在古代是一种宝石,我们国家不产,而阿富汗有相关的矿产。这个是我们最新的面扫描的技术,在一个图象,我们对整体面上,同样的颜料在哪个部位也全部做出来,这是无机的颜料,全部可以做出来。大家会产生一个疑问,你用了这个技术产生的效果跟那个技术产生的效果是否有点类似,其实每一种技术有每一种技术所长和不足,所以多种技术的结合就可以全面把这些解读出来。

这是X探伤,咱们到医院去,骨骼骨折了要做投射,跟那个道理一样。我们做的X射线探伤,要比医院里的强大得多,我们要对一些结构性,通过X射线探伤,对它内部结构或者内部损伤的一些探查,这是近年来要做的一些工作。这是敦煌的彩塑,我们看骨架上缠了很多草绳,把彩塑的制作工艺就可以解读出来。

这是我去年做的调查,对所有颜料进行调查以后,得出了这么一些结论,我们过去调查这一幅画,比如敦煌某一个洞窟,红色是铅丹,铁红,绿色是石绿、石青,这样大致列出分析检测报告。实际上,这类分析检测报告离美术或者修复还是有一些距离的,我们都要给出明确的结论才能指导后续修复材料的选择,这同样对于搞美术临摹或者美术复原的人也有帮助。在哪一个部位采用了那些颜料,配这个人物部位的时候要给出这样的检测报告出来。

敦煌98窟采用了大量的密陀僧,密陀僧是氧化铅,通过无损调查的时候,发现了密陀僧使用的痕迹。还有一个比较有意思的现象,我们发现敦煌洞窟,可能在清代或者晚清的时候,被重绘过,表面的绿色我们发现是巴黎绿,这个化学是醋酸铜。为什么这个后期被重绘过?因为颜料是工业合成原料,是19世纪才出现的。19世纪以前没有这种颜料,这个发现证明这个壁画被重绘过。(以前这种现象很难发现)

另外我们现在做的时候,除了我前面所说的报告以后,我们根据这个图案,根据颜料使用的风格变化和图案变化把它做成图象,一组一组是什么样的规律,颜料和图案是什么样的规律,通过这种方式把它总结出来。

这种是显微镜和人观察,我们发现在洞窟里头,字迹或者题记,是由不同的画家来做,因为它的字迹有很大的不同。再一个就是除了一般性调查,我们还对图案局部一层一层的颜料,通过这一类的东西进行调查,比如像蓝色团花的绘制顺序为白色底色,淡红色底层,流春团花空间,然后团花红色轮廓线,区域涂色。通过哪些颜料或者顺序把它做出来,这就是现在所做的研究结果。

敦煌壁画有45000平米,历经十个朝代,跨越了一千年,反映了不同时代颜料使用和绘画材料,呈现出不同朝代绘画的极大丰富。过去没有这些手段,我们很难揭示中国古人在艺术上的创作和创新,也很难有一个全面的了解。现在,我们有了这些技术就可以了解到中国古人绘画的时候所用的材料、技术。据敦煌文献的记载,敦煌壁画当中所使用的颜料在古代都是相当贵重,不是说一般普通人家都可以用得起、买得起的,都是非常贵的,有些颜料甚至是从国外,随着丝绸之路引进来的(像刚才讲到青金石颜料)。对这些颜料进行研究,不仅能给我们壁画修复、保护提供基本的信息,还可以为研究丝绸之路整个贸易路线,当然,这是未来的设想,这些成果对于研究整个颜料贸易的线路都可以提供一些基本的信息。当然,这要基于在大量的调查分析基础上才能得出这样的结论或者发现这种文化交流的现象。

这也是面扫描的结果,大家可以看。这也是一个现象,我们采用面扫描,同样的图案发现有铅,有砷,有的时候铅丹在底下,朱砂在上面,有的时候朱砂在底下,铅丹在上面,通过分析技法就可以很快发现。

下面我讲敦煌壁画修复的原因。这是敦煌北区的一个照片,这个岩体是酒泉第四级沙地。一旦下雨,这个岩体的表面就会出现白花花的东西,这是前面讲的疏碱病害,我们称之为癌症。一下雨就造成白花花的盐分,在西北石窟经常出现。西北石窟比较脆弱,由于可溶盐的活动,就造成了前面所说的各种各样的病害现象,有脱落的、疏碱的、疱疹的。为什么会产生不同的现象?是因为产生这种病害可溶盐的种类有差别、环境条件有差别、壁画制作材料有差别,三者结合呈现出来哪些不同的病害形式就是我们所做的一个研究。

这是敦煌比较上层的洞窟,194窟出现的疱疹状病害,这就是有极高浓度的纳离子,跟活动的氯化钠有关系。氯化纳是食盐立方体,一旦它溶解、结晶就会在画面层当中产生这样的现象,画面会顶起来,或者对地仗层造成破坏,这是疱疹现象。

另外是硫酸岩,也就是硫酸钠,我们模拟了各种各样常用的颜料,里面混上不同比例的可溶盐,然后在高湿度和低湿度变化的环境下对它进行试验。最高湿度调到85%,最低30%,这样来回循环的过程,我们发现,这个壁画产生了开裂或者爆裂现象,这就是因为里面的硫酸钠吸收水分再膨胀,吸收水分再膨胀对壁画造成这种现象。敦煌壁画地仗层当中有大量可熔盐的组成,这是33个循环试验后,就变成了这样子。这是我们所做的疱疹试验,里面加了氯化钠,经过循环以后,形成的表面跟壁画一模一样。

当然我前面所说了大概有十几种病害吧,我们国内对壁画病害命名和相关规范是我们做的,实际上对敦煌来说,最致命就是盐害活动,要使盐害活动阻止住,才能停止它对壁画造成伤害。我们通过控制环境的温度和湿度,防止盐害发生。

在地仗层当中含有大量的可溶盐,地仗层有多厚呢?最厚的地仗层有十多公分,就是前面讲的泥层,粗泥层大多有十多公分后,为什么这么厚呢?支撑体的表面是非常粗糙的,有的地方比较硬的地方难以开凿的话,表面层是非常粗糙,所以用比较厚的泥层,便于做比较平的基本层,这就是壁画所采用泥层比较厚的其中一个原因。在这么厚的盐层当中含有很多的可溶盐,去过敦煌的人都知道,也许门一开开,外面的湿气、潮湿空气,温度就提高了,如果你把可溶盐的问题解决不了,那影响会很大,前面试验已经证明了这一点。因此,我们唯一的保护办法就是把它的盐分从地仗层中取出来。这也是十一五期间,在国家科技部的支持下,我们完成的一项研究课题——如何把壁画里面的可溶盐给它脱出来。下面我来介绍一下,我们是怎么样把壁画地仗层当中的可溶盐脱出来的。

我们研究了一些脱盐的材料,这个脱盐材料大家看到,这是我们所做的脱盐板,表面是一层非常细的纸,下面有海绵,然后做了灌铅材料。我们这里采用灌浆材料,也是试验了很长时间,最后找出了一个配方。大家看这个泥块,里面成分比较多的,有管透气的,有管石块强度的,有管粘接性的,加了很多种材料里面形成灌浆材料。

下面我介绍一下步骤。一般来讲壁画的脱落,地仗层当中的盐分活动比较多的地方,在壁画背后都会出现一些空洞,就是空鼓现象,我们所想到的办法,就是在壁画的地仗层和支撑体之间,注进去一层具有粘接性的浆液,这个浆液是水性的,潮湿的浆液进去以后,我们希望水分能够顺着地仗层透露到壁画的表面来,这个水分迁移的过程中,自然而然就溶解了地仗层当中的盐分。我们在颜料层表面,再加一些吸盐的材料在里面,这样吸盐材料就把含盐的水分带出来,达到脱盐的目的。简单来讲就是这样的原理,我们试验了两三年,总算成功了。现在,这种技术在敦煌的空鼓壁画或者疏碱壁画里大量使用,而在我们承接的很多重要遗址或者重要文物修复的任务之中也在使用。

简单来讲就是这样的一个过程:我们先在没有画面层的地方打一个孔,钻头直径的取舍跟我们所灌浆量的大小,在一定范内进行选择。第二步,我们伴随着空鼓的地方,我们要对画面层有裂隙的地方进行临时性的封护,避免浆液灌进去以后,不仅起不到脱盐目的,还会污染壁画。(我们每年在敦煌都会选择一个洞窟,比如在文化遗产日,选择一个特殊的日子,把我们修复现场对观众开放,可以去参观一下。)人工掌握力度把浆液注进去,(这跟操作人的经验有关系)浆液流向都由修复人员自己掌握。浆液注进去以后,表面没有漏浆,表面这层棉纸就可以去除掉。

浆液进去以后,有一个干燥的过程,这都是我们自己自制的脱盐板和脱盐架,我们把这个脱盐板就孵到画面表面,我们还要对画面层进行加固,稳定以后,前面富有几种脱盐材料的画面层就孵到壁画上,后面有卡子,卡子可以固定画面层。一般来讲所采用的脱盐板,比我们的灌浆器要大一些,大十到二十公分,避免水分向周围流的时候,把画面能够吸附过来。什么时候这个画面算是干了呢?我们灌浆的时候,每天还要把最表面这一层的纸进行更换,我们同时测试这个纸张上所吸附到的可溶盐的含量,直到测试比较稳定。当然,我们采用现场试纸式的方法,测到盐分不再增加,基本上就差不多了。

到那个时候,我们同时还会测量灌浆区域周围表面的温度。因为潮湿以后,表面温度就会降低。灌浆区域的温度跟周围区域的温度差大概在0.2到0.5度这个范围,就说明这个区域基本干燥,里面浆液基本凝固,能够达到一定的强度。这个浆液在试验的时候,除了成分配比,我们也进行了各种各样物理性能和力学性能的检验,强度还是非常够,能够把壁画黏附到支撑体上,使它保持稳定。最后对灌浆口进行封闭。最后还有一步,这一步也非常关键和重要,壁画表面的二次脱盐。

为什么要进行二次脱盐?因为水分带着盐到壁画表面的时候,洗盐板会把大多数盐分和水分吸到材料上,还有小部分盐份停留在画面层上,我们进行二次脱盐处理,采用棉纸,大概是50度这样的,实际上是一个低温蒸气发生器,用低温蒸气把这个纸贴到壁画上,这个纸上就会吸附一定量的盐分,然后再轻轻从表面揭下来,达到二次脱盐的目的。其实我讲了敦煌壁画几种修复技术,其中这种修复技术是最复杂,也比较难掌握的,我们叫空鼓灌浆脱盐技术,也是在壁画修复过程当中被广泛和大量应用。

最后再讲讲综合性的保护吧。敦煌现在面临长期性的问题或者短期性的问题。我们大概梳理了一下,大家知道全国不可移动和可移动文物都在做预防性保护,预防性保护怎么做?首先,这个文物它所面临的风险因素要进行一个分析和整理,梳理哪些风险因素是可以控制,同时对莫高窟来讲的话,有地震、降雨、洪水、岩体坍塌、风沙,还有人为的大气污染,建筑施工、振动、旅游等等造成一些危害,所以我们要建立预防性保护体系,对所有各种各样的风险因素进行检测,这里面环境检测,有大气的环境、微环境、敦煌的水环境,敦煌那么干旱的地方,2011年和2012年两次在6月份发生洪水,差点危机到洞窟。本体监测,我们说壁画出现各种各样的问题,有些问题我们要修复,但是大家以后如果从事这个行业或者有这方面的意识,大家知道任何一次干预和修复都会对文物价值有所损伤。所以实际上最理想的状态,我们在某一种状态下能够保持文物的原装,这是我们保护追求的最高的目标。我们知道文物保护和修复,跟我们人治病很多道理是一样的,我们最好不要采用动手术,保守治疗,这是大家知道的常识,最好不要动手术,动手术对身体有害处,但是不得已。敦煌还有一部分壁画,虽然看着出现了一些病害,但是我们判定目前这些病害是稳定的,目前这些病害是过去某一段时间发生的病害,所以我们不对它进行处理,我们对它进行监测,进行长期的监测,然后用档案来说明它变化的情况。第三是游客,敦煌实行预约制,每天六千人,很多人到莫高窟去买不到门票,为什么不让我们参观,我们做了很多解释。前段时间繁锦诗老院长来这里讲过一堂课,我们去敦煌参观不像在博物馆参观,博物馆的场馆和保护设施非常完善,博物馆的建造也是为观众参观展示来建造,敦煌很多不可移动的遗址不是,过去就是一个家庙,简单供几个家人礼佛来建造的地方,建造时并没有考虑观众所站立的地方、观众的通道,里面就是文物,进入敦煌洞窟去参观,实际上是进到文物库房去参观,这个待遇是非常高的。所以人进去以后,二氧化碳、湿气等都会对文物造成影响,然后安防等就不说了,这是常识。目前敦煌据我了解,我们首先做到了对洞窟内二氧化碳和湿度进行控制和监测的举措,我们给二氧化碳规定了1500个PPM,湿度是62%,一旦超过62%,可溶盐份就会溶解,我们控制在这个范围之内。同时建立这样一个网络,我们跟国内的一些大学,像浙江大学,很早就开始做环境无线环境传感器的研发,60多个洞窟都全部安装了温湿度传感器,对环境进行监测和控制,通过人工方法进行控制,同时对游客进行控制,对进入洞窟的数量进行统计。我们有60个参观洞窟,每个游客只参观八到十个,有不同组别,采用管理方式,使游客分布均匀,使洞窟环境相对稳定。最后我们建立了一个监测中心,这是我们监测中心大屏幕,我们可以实时反映每一个洞窟,下面这一组全景测绘图,上面有很多绿色的灯,一旦哪一个参观洞窟环境超标的话,这个灯泡颜色就会发生变化,我们设置了两级,跟国家是一样,黄色预警、红色预警,超过了之后温度就会变黄,然后变红,我们对洞窟及时采取封闭、干预措施。这是我前面讲的湿度62,二氧化碳1500个PPM,同时降雨的时候沙尘天气的时候,我们限制参观也是为了文物的安全,因为敦煌壁画前面给大家介绍的结构,非常的脆弱,极易受到环境变化的影响和危害,所以我们就采取这样的措施。同时我们限制人流呢,其实也有一个好处,我们也希望能够买到票,能够在一个比较舒适宽松的环境当中很好的很愉悦的去参观,实际上这是保证参观质量,也能够保障洞窟的稳定安全。

最后这就是我们一栋科研楼,我们敦煌保护研究所是咱们国家唯一由科技部认定的国家古代壁画和遗址工程技术研究中心,这些年我们也为国内很多著名的,包括西北的、南北的、北部的很多地方做过壁画遗址保护支持,欢迎大家到我们那儿去参观。最后也希望通过今天这样的讲座,向在座的观众,通过你们向社会传递,文物保护是需要很严密的科学理论、科学技术,来对它进行非常严格的保护,这是我们不可再生的很珍贵的文化遗产,再一个它是一门技艺独特的非常专业的门类或者一种学科,希望在座的观众特别是年轻的朋友,以后能够参与到我们文物保护当中来,能够加入我们的队伍,共同保护人类珍贵的文化遗产,谢谢大家。

留一点时间,大家如果有什么问题,我们可以交流。

 

提问:苏所长您好,我们之前在微博上面对于在莫高窟这边使用闪光灯有一些讨论,当时咱们王旭东院长提出来说,以前知识有限,觉得闪光或者强光照射是有害的,但是咱们院这几十年来研究发现,这个影响是非常非常小的,我就想问一下这个结论,咱们是通过怎么样的研究过程去得出的呢?谢谢。

 

苏伯民:我们在十多年前做了光照对颜料的影响,我们在实验室里做了一些试验,研究发现现有的荧光现象,含紫外线比较强的这些光线对颜料变化是有一定影响。但是一般性的灯光照射当中,至少我们做了三到五年的观测,对壁画颜料影响不太大。再一个从科学道理上来讲,光线对任何物质产生一个光化学的变化,需要一个累计效应,就是长期的照射,会发生一个变化,短暂的,比如说我们现在还是允许一些记者、媒体对壁画短暂的进行数据采集,对目前的壁画而言,相对来说我们认为是安全的。为什么在博物馆参观和敦煌壁画参观里头,第一步允许拍照,我觉得从管理角度来说,你要是带个相机,人人都要拍照的话,影响我们参观的速度或者影响其他人员参观,闪光灯这一类的东西。从国际上来讲,闪光灯闪多少次对某一类文物有多大影响,目前没有确切的结论,但是长期来讲,光线对有机质的照射是会产生一定影响的。这是从科学原理上来解释。你要我拿出很明确的结论,我只能说存在潜在的风险,既然有风险,我们就要预防和避免。在敦煌洞窟里面一般是不允许游客照相,是这样的情况。

 

提问:我想请问一下,您觉得对于敦煌壁画的保护,到底最大的价值何在呢?我们最近也在学文化遗产的作用,我想听一下你们真正实践工作当中,到底对这个是怎么看的呢,到底是艺术价值还是传承,到底是怎样来评判它具有价值的?

 

苏伯民:挺好的一个问题,我试着回答一下。一般文物有三大价值,这是国际社会的共识,我们就说它有历史价值,有技术价值,有科学价值。这不仅在中国这么说,在全世界都这么说。同时我们可以看到关于文物资料方面,它是一个古代社会变迁的见证,是我们光辉历史的见证等等,有很多这样一些说法。同时我觉得我们作为文物工作者来讲的话,我们依据这三大价值对它进行研究和保护,让人类通过这些文物去了解我们的历史,了解我们的文化变迁,我想这就是保存文物的一个现实意义吧。然后更重要的就是我们今天把它保存好,留给我们子孙后代,使我们子孙后代能够看到像我们今天看到的这些珍贵的文化遗产,这就是我们工作的价值。谢谢。

 

提问:请问苏先生,我是专业文物保护机构的一个专业部门的,我想我们有这么一个案例,在四川地区有一个墓葬,有唐代壁画,去年做了一些基础工作,它的环境比较潮湿,我们做的基础工作比较少,假如我们去保护的话,您能给我们什么建议?谢谢。

 

苏伯民:墓葬壁画的原址保护,现在在国内还是一个没有完全解决或者没有解决的问题,因为墓葬一旦开挖以后,首先打破了原来稳定的环境,原来墓葬大家都知道地下是比较潮湿,甚至湿度达到90%几,100%的湿度,一旦开挖,跟大气一旦接通之后,这个湿度很快变干燥,变干燥过程当中,就我前面说的,墓葬的土里面支撑的水分不断向表面迁移,迁移过程就对壁画造成危害。有这么几个方面的危害,一个是盐分带出来了,第二个壁画表面会滋生大量微生物。第三个方面,湿度变化的过程会使这个地仗层发生干缩的现象,像北方有些地区,冬天如果比较冷的情况下,会发生一些冻溶的现象,这些问题都需要克服。目前比较妥善的办法都是采用切割搬迁的方法。我觉得技术在发展,总归还是有一些方法能够做到壁画原址的保护,我觉得首先先把周边水文的变化情况调查清楚,另外一个方面,依据墓葬形式,营造一个湿度相对比较安全和稳定的区域,我们可以周围增加一些附属设施,使温度变化或者环境变化给它一个缓冲,产生一个缓冲区的区域,使温度跟外界流通变得比较缓慢。第三个方面就是防止微生物滋长,特别是南方潮湿地区,春季到夏季特别容易发生。第四个,第一时间之内,就要根据壁画已经开挖一两天内发生的壁画对它采取临时性的修复,马上就要给它采取临时性修复,然后开展后续工作,后续保护性工作,所有调查完成之后,我们最后对这个壁画进行怎么样处理,最后才要做一个最终的决定。如果实在说这个环境不能满足我们要求,只有搬走。如果能够满足要求,我想还是有一些办法解决这些问题。

 

提问:苏所长您好,我想请教你一个关于壁画病害分析方面的问题,刚才您提到壁画会出现一些例如结构性问题,地仗层脱落或者裂隙、空鼓的问题,刚才关注比较多的是病害划分、分析,我想有没有根据结构变形,或者地仗层厚度不均,造成应变调整导致的问题,通过一些先进的方法,通过简单的数字模拟计算对这些做一些研究?

 

苏伯民:我明白你的意思,也是挺好的一个问题。两个结构性问题一般有两方面,一个是支撑体所发生变化引起的结构性问题,再一个是壁画表面变化应变产生的问题。就敦煌壁画而言,平均寿命一千年,已经保存了一千年历史,如果说后面支撑体没有大的表面,表面的形变,在过去某一个时期已经发生了变化,目前来说比较稳定,我们现在研究是什么东西?对形变研究和探查技术,你说的结构性问题不在表面,也看不到,隐藏在后面,对后面这些信息,怎么样科学探查,就需要你刚才说到的数字模拟,数字模拟就需要先把之前的裂隙、空鼓、缺陷,首先要探查出来,现在有几种技术,一种是红外热像、地质雷达、超声波、核磁技术,其他行业应用比较多,我们这个行业才刚刚起步,我们把这些数据收集到,才能反映出来是什么问题。我们也是刚刚起步,没有做大量工作。

 

提问:在我们四川石窟,表面是有彩绘,彩绘的病态往往是表面的风化引起的,敦煌有没有处理过彩绘风化的案例?

 

苏伯民:在敦煌我们没有做过,但是我们在重庆、在四川做过一个彩绘的保护,就是做过前期的一些研究,它的修复方法跟我们壁画脱落的修复方法比较类似,但是就是采用的修复材料的差别,比如彩绘,如果脱落比较严重的话,比如沙岩层风化,我们要对笑层风化层去掉,然后再补一些新的砂岩进去,对砂岩基体做好加固,表面层再采用这种材料进行加固。这是我们做过实验性的,但不是一个完整的项目。

 

提问:材料是哪一种材料?

 

苏伯民:有机硅类的东西,但是川渝地区比较潮湿,水性的东西干燥起来比较慢,建议采用有机材料,可以去试一下。谢谢大家。

 

主持人:提问也很专业,因为时间关系,我们讲座今天就到这里。世界文化遗产敦煌莫高窟保留了数千年的精美壁画,具有独一无二的历史和科学价值,刚才苏所长从文物保护角度给我们做了专业而系统的解读,精彩深入、严谨科学,刚才我在听的时候,看我们网络直播用的题目非常贴切,题目叫做巧手夺天工,壁画朱颜回。敦煌莫高窟的保护是一个系统工程,需要不断认识壁画原因,探索各种保护修复方法,建立健全各类预防性保护措施和管理制度,实现敦煌壁画这一珍贵人类文化遗产长久保护的目标。非常感谢苏所长今天的讲解。我们在春节前,敦煌大展还有一场系列学术报告,1月21号,下个星期六,还是这个时间,14:30,我们请到敦煌研究院赵声良研究员给我们做报告。谢谢大家的聆听。