秦始皇帝陵K0007号陪葬坑23号青铜鹤保护修复

马 宇

(陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地(秦始皇帝陵博物院)，陕西西安 710600)

0 引言

秦始皇帝陵K0007号陪葬坑俗称“铜禽坑”，2000年7月发现于秦始皇帝陵园外城垣东北角以北900余米处。该坑距秦始皇帝陵封土北边沿直线距离约3 000 m。该坑平面呈“F”型，内有人工模拟的水池及河道，清理后总面积约为925 m2。共出土原大彩绘青铜水禽46只，其中鸿雁、天鹅各20只，仙鹤6只。据考古发掘报告，“铜禽坑”在坍塌前曾遭受水淹以及焚烧等人为破坏，加之长期处于高温多湿的埋藏环境，因而青铜水禽出土时腐蚀、矿化、粉化情况十分严重，有的甚至仅剩残块，无法辨识原貌［1］。在这些青铜水禽中，编号为23号的水禽铜鹤尤其造型优美，形态逼真，首先对其进行了科学的保护修复。

1 现场保护、提取及保存状况分析

1.1 现场保护及提取

23号青铜鹤出土于过洞西部，即人工模拟的河道中部。出土时呈东西向侧卧于河道内，头向东，长方形镂空云纹踏板位于南垫木台上［1］(图1)。出土时保存状况较差，表面有多处已成粉状，发掘时值冬季，气温低，昼夜温差大，器物表面有多处粉状锈及开裂，大量水分存在于文物内部容易形成冻融现象，会对文物造成新的损坏。为了确保文物安全，研究后决定将这批珍贵的青铜水禽运回实验室后，再进行保护修复。在着手提取23号青铜鹤前，对其出土状态进行了文字记录、绘图及拍照，并对暴露在外保存状况较差的一侧用5%～10%乙酸乙酯(Paraloid－B72)溶液进行加固。为避免对文物造成新的损坏，在其表面蒙上麻纸，捆扎后装箱，将23号青铜鹤从陪葬坑中提取至室内。

1.2 保存状况分析

在肉眼观察基础上，采用显微观察分析和X光探伤等分析研究方法，进行文物的保存现状科学评估。经观察，铜鹤整体表面有彩绘遗迹残留，身体有部分残断、缺失及锈蚀等病害(图2)。

1)头部被土垢全面覆盖，可见白色彩绘与土垢混合在一起。双眼锈蚀严重，眼部棱角不清。头顶部有膨胀性腐蚀。这些锈蚀物以深绿、粉绿锈为主，有黑色物、膨胀性锈蚀及裂缝(图2a，2b)。

2)脚踏板保存完整，断裂成四部分，整体被土垢、绿锈、木炭混合痕迹所覆盖，背面有较厚的土层及植物印痕(图2c，2d)。

3)颈身部完整，颈部断裂，表面的白色彩绘与土质混合在一起，残断处可见内部有铸造时的加强铜筋(图2h)，表面可见深绿锈、粉绿锈、黑色物，断面有粉绿绣。通体饰白色彩绘并附着黑色木炭及土垢，身后部覆盖硬度较大的白色土垢(这种土垢的特性与胶泥特性类似)。土垢夹层有羽毛痕迹，第一层土垢上有九片羽毛，第二层有两片羽毛。表面多处有膨胀型的腐蚀，身、颈部相连接处有奢块。右腿残断处末端有多处开裂，表面有膨胀，断裂处可看内部范土。羽毛虽多处残断，但其上彩绘纹理清晰可见。有几处羽毛上的彩绘是原来的白色，但大部分已被污染成黑色或土褐色，有少量的粉绿锈，表面彩绘羽毛纹路拟真化(图2e，2f)。

4)两条腿为实心，多处有泡状锈(图2g)。

5)两跗蹠缺失。

6)在两只趾的表面，木炭、白色彩绘与绿锈及土垢混在一起。右趾与脚踏板脱离，左趾紧贴脚踏板;左脚趾、爪膨胀裂缝，右趾爪3个缺失。

针对以上分析，分别用彩色铅笔绘出不同的病变图。

1.3 科学分析检测

仪器及分析条件如下。

1)X光探伤分析。380 kV，曝光时间30 s;进行拍照分析。

2)采用Leica MZ8体视显微镜观察。

3)偏光分析方法(PLM)。挑取粉末颗粒样品于载玻片上并固结在盖玻片下，采用Leica DMLSP偏光显微镜观察。

4)剖面观察方法(CS)。将块状彩绘样品包埋于紫外线固化树脂中，研磨并剖光样品断面，采用Leitz Laborlux S反射偏光显微镜观察。

5)扫描电子显微镜－能谱分析(SEM－EDS)。对于铜锈粉末样品，取至导电胶带上进行分析，对于铜胎样品，包埋剖光后进行分析。

6)X光探伤分析。对铜鹤进行保护修复前发现其颈部有加强筋痕迹，从光片可以看到，加强筋的材质与其他部位有明显区别。拍摄了头部、颈部、身部及脚踏板的X光片，可知尽管锈蚀严重，该铜鹤仍然保存有大量青铜材质(图3)。

7)金属胎体成分分析。对铜鹤青铜胎体取样并进行能谱分析。分析表明其胎体合金主要成分为铜、锡及微量的铅，其中锡含量约为7% ～8%，铅含量低于 0.3%［2］。

8)表面彩绘层分析。青铜鹤表面依然残留大量彩绘，主要为白色，对该颜料样品进行分析检测，其主要成分为羟基磷酸钙(骨白)。

9)锈蚀物分析。提取铜鹤表面不同锈蚀物进行分析。结果表明金属表面的红色锈蚀层主要为氧化亚铜，其上有不同的铜盐层。发现有碱式碳酸铜、水硫酸铜及蓝辉铜矿(硫化铜)。这些锈蚀物的产生与铜鹤的材质结构及其埋藏环境密不可分［3］。

2 确定青铜鹤的保护修复方案

依据修复保护“修旧如旧”的原则，在先期分析判断的基础上，制定保护修复方案。由于该水禽为锡青铜制造，整体锈蚀较为严重，但内部主体仍然保存有大量的铜胎，且不存在有害锈蚀物，故主要清理去除表面上的土垢和污垢，并采用支架支撑主体、部件销钉连接、补全及羽毛黏结为主的修复方案。

修复保护的程序为:加固—提取—室内清理—加固—销钉链接—支架制作—补全—作旧—保存箱制作。修复保护的目的是恢复文物的原貌，并达到陈列展示的效果。

修复所用材料为Paraloid－B72、E－44环氧树脂、蜡片、纸胶带、黄铜条销钉、玻璃纤维布(加环氧树脂形成玻璃钢)。

3 青铜鹤的保护修复过程

3.1 建立修复档案

绘制铜鹤病变图，观察各种病变类型及锈蚀状况，并进行详细记录。建立修复卡片，观察铜鹤的保存现状，详细记录铜鹤的各种信息，包括铸造痕迹、尺寸等原始信息。修复过程中也进行了照相及文字的记录，并同时记录修复所采用的方法及使用的工具。

3.2 清理前试验

目的是进一步了解铜鹤的保存状态，以便分析制定具体而科学的修复计划。分别在3个部位做了清理试验块。

第一试验块，位于青铜鹤头部，为了了解该部位基本情况。由于土垢附盖，清洗时需用竹签、手术刀、牙科钻将表面易于剔除的土垢清除掉。

第二试验块，位于青铜鹤的身部，为了了解该部位彩绘基本情况。图4a表示土垢与彩绘的叠压情况。上层为土垢，下层为彩绘;图4b为试验块，上层夹杂土质的粉绿锈，下层为彩绘。为了解该部位的基本腐蚀结构，用牙科钻及手术刀清洗。锈蚀的上层为粉绿锈夹杂土垢，下层为深绿锈，及膨胀形锈蚀(图4c)。

第三试验块，位于青铜鹤的脚踏板，为了了解该器物的基本腐蚀结构。用牙科钻及手术刀清洗。锈蚀的上层为土垢，下层为粉绿锈及膨胀形锈蚀(图4d)。

这3个试验块，对于修复工作的全面进行，了解该部位的物质结构、彩绘结构和腐蚀状态及整个修复保护工作非常重要。

3.3 表面清理

青铜鹤出土时，表面附着大量的泥土、硬结物、锈蚀物，严重影响文物外观。在对这些污染物进行清理时，需要先对比较脆弱的彩绘层进行加固处理。具体的清理方法如下:

3．3．1 文物表面泥土的清理 清理步骤如下:

1)先用小竹签清除彩绘表面易于剔除的土垢。

2)用棉签蘸取少许酒精在表面滚压或轻擦，再次清洗彩绘表面污垢。

3)采用毛笔蘸取适量的2%Paraloid－B72乙酸乙酯溶液［4，5］，对残片的彩绘进行涂刷加固。

3．3．2 文物表面锈蚀物的清理 青铜器锈蚀物的清理有机械清理法和化学清理法。化学法虽然清洗速度较快，但酸性物质会残留在器物上，并会渗透到青铜器中，不利于青铜器的长期保护，所以本工作使用了机械法清洗(物理法)。

用微型钻打磨清除质地坚硬的锈蚀物。根据不同部位选择不同的钻头，清理到一定厚度，再用手术刀小心剔除，然后用酒精或丙酮擦洗。对于断口的污染物、土垢及表面的锈垢小心清除，然后用酒精、丙酮清洗断面。断口表面处理的好坏，直接影响初始和长期的黏接强度。

对清洗中遇到的一些特殊痕迹，要进行照相和文字记录。比如，在该鹤颈部发现了金属内置条，经过分析检测，其应为铸造时的加强筋，作用是加强颈部强度。右趾脚底上的浇铸口同脚踏板上的孔洞相吻合，这有助于将铜禽与脚踏板牢固地黏合在一起［6，7］(图 3a，3b)。

3.4 黏接

黏接是残破文物修复的重要步骤，将残破的文物碎片黏结成一个整体。黏结工作的效果直接影响到文物保护修复的效果和文物安全，所以黏结工作需要认真对待。青铜器物断裂的茬口往往会附着锈蚀物或其他污染物，直接黏结会影响黏结的强度。要保证黏结的质量和强度，就需要在黏结前对茬口处的土垢及锈蚀物进行机械清理。另外，为了提高黏接头的综合性能，各接头断面都在除锈阶段有意地处理得粗糙一些，以利于黏接。

1)脚踏板黏结。黏接剂的配制严格按照所要求的比例进行操作，所用的黏接剂为环氧树脂，固化剂为聚酰胺树脂，两者的比例为3∶2。为了调节胶固化时的收缩力，减低胶黏接剂与被黏物之间热膨胀系数的差别，在胶中添加适量的填料，尤其在灌注胶料中加矿物填料，按预先标定的部位进行拼接装配。施以适当的压力，在施力的过程中当观察到茬口吻合时即可停止，采用断茬外预先贴敷纸胶带的方式防止多余的胶流到铜体表面，避免影响铜鹤的视觉效果。另外，铜鹤表面还有大量的彩绘，黏结剂对彩绘也会造成损害，对于流到表面彩绘之上的黏接剂，要及时用丙酮或酒精擦掉。黏结剂固化后应检查胶缝接合情况，用手术刀剔除高出表面的胶层。为了增强其黏接强度，在脚踏板的断裂处用环氧树脂配合玻璃纤维布，黏接过程中在脚踏板的背面反复敷贴3层，以保证黏接强度(图5)。

2)羽毛的黏结。羽毛断面清洗干净后，先用速干胶黏接断面。因羽毛在铜鹤身部为翘起状，断面的黏接点少，为了增强其黏接强度，在羽毛的断裂处用环氧树脂配合玻璃丝，黏接时，将玻璃纤维布剪成与羽毛一致的形状，然后在羽毛的背面反复敷贴2层，以保证黏接强度。

3)辅助黏接。由于青铜鹤自身的重量及结构，根据断裂的实际情况，采用了加销黏接的方法，用以辅助黏接，该方法既不影响美观，又能保护连接强度。加销黏接，指断面对接时，先在断面的适当位置划线钻孔，装上销钉，具有一定接触面的断口可使用此方法，断面须先钻孔，再依托直径不等的孔装入直径不等的铜销钉。钻孔时的方向必须严格要求平行，否则无法装入第二根以后的销钉。这种方法具有连接强度高、能够承受各种力的作用、操作方便、修复后不影响外观等优点。本次加销黏接分以下两种情况进行。

(1)颈部与身部的黏接。在身部考虑使用两个孔来进行连结，先在断面适当位置划线钻孔，将直径4 mm，长3.0～6.5 cm不等的销钉插入。

(2)腿部黏接。选用了加销黏接，为了便于整体的安装，以及外出展览的包装，将腿部设计为活接口。

3.5 支架制作

青铜鹤存放或展览时，完全由其腿部承受自身全部重量，腿部虽经黏结修复，但其强度不足以长时间支撑青铜鹤躯体的重量。因此，从文物安全角度出发，为分散铜鹤的重力，利于其长期保存及展览，需要为修复后的铜鹤设计并制作一个支架。在修复中设计并制作了简易钢架，便于修复后期的补全和作旧工作，后设计了10 mm透明有机玻璃支架，较为美观，更有利于陈列展览(图6)。

3.6 补全

艺术价值是文物价值的重要组成部分，也是文物展览的重要内容之一。为了展示文物的艺术价值及信息，恢复文物的外观和整体的审美，就需要对一些文物进行补全，以充分展现其艺术之美。

将蜡片加热软化后，在器物完好与残缺处对应处取样，待蜡片冷却定型后放置在残缺部位，固定后使用补配材料灌入，干燥固化后进行表面修整。补配材料采用环氧树脂加矿物颜料制成，使用前根据器物颜色试验确定比例。

采用此方法对铜鹤的双腿部、羽毛进行补全，使青铜鹤恢复其原貌，丰富其艺术价值。补全时要对需补全的器物有充分的了解，在形状结构上缺失部位必须是确定的才可补全，不确定的形体不可以创造性添加。维持铜鹤的完整是补全的意义所在，使观者能更好地鉴赏感受铜鹤的美及其高超的制作工艺。

3.7 作旧

铜鹤经黏接、修复、补全连接成整体后，各种裂缝和连接痕迹依然存在，影响文物的美观，如果仅仅是考古修复，那么工作可以到此结束了。然而，铜鹤不仅是珍贵的文物，更是一件优美的古代工艺美术作品，因而仅做考古修复是不够的，还要进行以展示为目的陈列修复。采用环氧树脂、铜锈混合修复的方法进行做旧。

3.8 保存展示箱的制作

青铜文物化学性质较为活泼，容易与空气中的水、酸性气体接触，并随着温湿度变化发生化学反应，导致器物锈蚀。若置于条件不适宜的环境中，它还会遭受腐蚀或损坏，其中温、湿度的波动对器物的影响最大，所以有必要制作保存箱来保存文物。

修复工作基本完成后制作了保存箱，保存箱分为上下两个部分，上部分为透明箱体，可展示青铜鹤，下部分为黑色箱体，以蜂窝状黑色有机玻璃板与上部箱体相隔，内部放置硅胶，使得青铜鹤保存环境控制在40% ～50%RH，并内置温湿度监控仪。保存箱能够隔绝空气中有害气体和水分的影响，使器物的保存微环境始终处于稳定状态，不再发生新的锈蚀。

4 修复效果

该青铜鹤的修复保护前后历时一年。修复后的铜鹤全长110 cm，高71 cm，重38 kg，羽毛为32片(其中黏结9片，补全1片)。颈部、腿部、跗蹠复制销钉连接，羽毛黏结(图7)。

5 结论

通过对青铜鹤全程的保护修复，对青铜器的保护修复及相关研究有了较为全面的认识。

文物的保护修复研究，不仅是对文物外观形貌的修复保护，需要对文物进行全面的认识，需要深入研究文物的制作工艺、技术条件及文化内涵。包括青铜鹤在内的这批青铜水禽是秦始皇帝陵园出土文物中的精华，具有极高的历史、艺术和科学价值，青铜水禽的制作工艺折射了秦代较高的科技水平。因此，在保护修复的基础上，还需深入研究青铜鹤的铸造工艺及其彩绘的堆绘工艺。这些工作的开展，将会为全面了解秦代科学技术的发展状况提供重要的实物资料和科学信息。23号铜鹤的保护修复具有非常高的艺术价值与学术意义。