圆銎宽叶倒钩铜矛的保护修复

陈佳丽

摘 要：青海省博物馆馆藏青铜器受自然气候环境和库房环境的影响，出现不同程度的病害，影响了整体的稳定性，不利于长期保管和展览，对库区馆藏青铜器的保存现状进行全面调查和评估，选取一批病害典型、不稳定的青铜器进行科学保护修复。文章以馆藏圆銎宽叶倒钩铜矛的修复保护为例，阐述保护修复的科学检测及修复方法。

关键词：青铜器;保护修复;展览;研究;有害锈;分析;检测

0 前言

距今約4000年时，青海地区进入青铜时代，它主要包括齐家文化、卡约文化、辛店文化和诺木洪文化。齐家文化最早发现于甘肃广河齐家坪，在青海主要集中分布东部农业区，范围大体与马家窑文化相同。在青海地区的齐家文化中，铜器的冶炼和制造技术相当成熟，工艺精湛、技术娴熟、内容丰富，具有明显的地域特色，其青铜器主要分成兵器、生产工具和生活用具三大类。这些青铜器与当时的政治、经济、科技、文化艺术以及信仰、审美等密切相关，体现出强烈的文化内涵。同时青海地区的铜器自发展以来，就将多种不同的文化因素包含其中。这些因素一直在动态变化，不同阶段呈现不同文化方式，各种强弱消长的文化在青海地区浓厚的地方文化交流方面起到了不可忽视的作用，并推动了青海历史发展进程。青海省博物馆馆藏青铜器由于自然气候环境和库房环境的影响，表面出现不同程度的病害，影响了整体的稳定性，不利于长期保管和展览。故此前期对库区馆藏青铜器的保存现状进行全面调查和评估，选取一批病害典型、不稳定的青铜器进行保护修复。本文以馆藏圆銎宽叶倒钩铜矛的修复保护为例，阐述保护修复的科学检测及修复方法。

1 藏品现状

1.1 基本信息

圆銎宽叶倒钩铜矛，青铜时代齐家文化，西宁市沈那遗址出土，青海省博物馆馆藏文物，文物材质青铜，文物级别一级，长62厘米、宽19厘米、厚4.9厘米、重量2870克。宽叶、钝锋、厚脊，圆銎一侧装有倒钩。器物宽大，铸造精美。该件铜矛是权力的象征，不用于实战。器物未见保护修复过的痕迹。

1.2 文物保存环境

馆藏铜器是按来源不同分别保管在不同库内，文物储藏设施采用集中型密集柜和文物保存囊匣结合的方式，保存柜架为钢制密集架，并配有独立木质囊匣。现场调查时监测，现保存环境温度10.5摄氏度左右、相对湿度28%，库房有中央空调，基本满足铜器文物保存的要求。文物库房基本达到了预防性保护“稳定、洁净”的要求。综合评估馆藏青铜器病害原因，考古发掘后的青铜器大部分没有经过任何保护修复处理，各种病害仍附着于青铜器文物表面，致使青铜器腐蚀日益加剧，产生粉状有害锈。多数青铜器出土时已锈蚀严重，器物表面有大量铜锈，如果不修复会影响后续研究、展出，无害锈的铜锈可以不去除，但是含Cl离子的有害锈必须去除。该件圆銎宽叶倒钩铜矛表面有Cl离子的有害锈。

2 科学分析及检测

2.1 材质及腐蚀产物检测分析

青铜器的基体材料、腐蚀产物、附着物等检测分析，现在基本采用现代无损及微量检测技术。主要检测设备有扫描电子显微镜—X射线能谱仪（SEMEDS）、X射线衍射仪、显微激光拉曼光谱仪（Raman）、X射线探伤仪等仪器。根据分析结果研究其制作工艺、材料质地、劣化变质原因，采取相应的保护修复措施。

2.1.1 器物青铜合金成分分析

样品选取残碎片或对其代表性的部位做微量取样。使用日本产JCM-6000Plus扫描电子显微镜，配有元素分析仪（EDS，JEOL）进行成分定性及微定性分析，确定金属基体的合金成分、微量元素和杂质。

结论：从检测数据中可以看到，此件文物铜锈较严重，建议用倍半碳酸钠溶液浸泡，配合机械除锈法进行除锈。文物中含有Cl离子，建议用锌粉法进行点敷配合机械法去除。

2.1.2 扫描电镜能谱仪分析

采用扫描电镜能谱仪分析器物的各种腐蚀产物，对成分和结构详尽分析，确定腐蚀产物对器物的危害性，以便采取相应的保护修复方法。选用扫描电镜能谱仪对锈蚀样品分析，锈蚀产物普遍含有Cl元素，含量高达15%，表明氯腐蚀较为严重。青铜器的电腐蚀与合金中的铅锡相关，青铜器中如果Cu、Pb、Sn分布不均匀，就会形成很多电位不同的微区，产生电化学腐蚀。

2.1.3 金相结构分析

分析青铜合金的微观组织结构、腐蚀层分布状况和腐蚀程度，还可研究金属铸造工艺、表面处理工艺等古代科技信息。

2.1.4 显微观察分析

选用体视显微镜、视频显微镜和扫描电镜等仪器对待测文物表面或金属残片断面做显微组织形貌微观检测。利用体视显微镜对铜矛进行观察，可以对器物表面状况、铸造工艺有更多的了解，也可通过颜色、颗粒大小等判断病害的种类。

铜矛通体不均匀分布绿色锈蚀，部分有层层堆积现象。

2.1.5 X射线无损探伤

选用X射线探伤机对待修文物做无损探伤，真实地呈现器物基体内部整体形貌，包括：古代制作工艺、被覆盖的纹饰铭文等信息遗存、曾修复过的痕迹和文物内部腐蚀现状等科学资料。为选择保护修复工艺提供依据，也有利于古代传统工艺史的研究。

2.1.6 文物地下埋藏环境分析

取青铜器出土地土壤和青铜器表面的泥土污垢、覆盖物，进行成分分析。选用扫描电镜能谱仪完成成分分析。

3 修复依据及目标

在充分调查所需修复的这批馆藏青铜器的历史资料及文物保存现状的基础上，采用现代仪器进行检测分析，对病害及产生原因展开研究调查。根据研究结果制定传统青铜器修复保护目标，主要工作方向是去除有害锈。依据文物保护最小干预原则、真实性原则、可再处理性原则、耐久性原则、可识别性原则、兼容性原则、科学性原则等保护修复原则，制定和开展保护修复工作。不改变文物原状是文物保护修复的基本准则，在保证该基本原则的前提下，在实施保护修复的技术过程中，选用的修复材料应对文物无损，若有更佳的新材料出现时能及时更新处理。经保护修复技术处理的青铜器，文物本体稳定性和物理强度得以提高，不改变其外观结构，色差在可接受范围内，尊重历史、尊重文物原貌，再现其原有风貌，充分体现其历史、艺术价值。

4 保护修复

通过显微镜观察及对锈蚀的分析，可判断此件青铜文物的概况。为此制定保护修复技术路线：建档→清洗→去除有害锈→缓蚀→做旧随色→封护→入库→保存建议。

4.1 所用材料及化学试剂

锌粉、各种矿物颜料、竹签、棉签，乙醇、丙酮、2%Paraloid B-72丙酮溶液、3%BTA乙醇溶液等。

4.2 修复步骤

4.2.1 采集影像资料

对修复前器物进行拍摄，测量器物的尺寸、重量以及保存现状，建立保护修复档案。

4.2.2 清洗有害锈

根据前期调研和检测分析评估，从已成熟的传统修复方法中选择适宜的保护修复技术，根据文物的不同具体情况，采用不同的保护修复方法，制定修复方案。主要清洗方法有机械清洗和化学清洗。土锈、表面硬结物主要是用机械清洗方法，用棉签蘸取溶液软化后，利用小工具如手术刀、竹签等将污物去除，恢复器物原貌。对青铜器表面附着的坚硬锈蚀和泥沙混合物可采用蒸馏水、去离子水或纯净水清洗，并配以机械和电动工具加速清洗，通过打磨及震动将锈蚀及矿化物摩擦、震落下来。对于用蒸馏水等无法软化的锈蚀和器物深层的有害离子，可采用化学方法处理。

有害锈的清洗较为复杂，采用机械与化学除锈相结合的方法，先用机械方法除去表面及点状的氯化物。如果表面层下面还含有氯化物，可再采取超声波加速的倍半碳酸钠置换的方法，用5%倍半碳酸钠溶液浸泡并刷洗并配合机械除锈法进行去除。后用硝酸银滴定法观察溶液中是否还存在Cl离子，重复多次直至清除为止。

病害严重的文物本体可以分多次浸泡倍半碳酸钠溶液，掌控好浸泡时间定时观察有害锈，完成浸泡后，再用去离子水浸泡去除多余的药液。对于孔蚀处可采取氧化锌或氧化银封堵的方法。清洗青铜器使用的水要用去离子水或蒸馏水、纯净水，确保不带入Cl离子。

对点状有害锈可将锌粉与乙醇调和成糊状敷在锈蚀处，经过1个小时以上的反应时间，用毛刷刷去多余锌粉，用去离子水反复清洗，达到很好的去除效果。若没达到所需效果，可以再次用去离子水冲洗处理部位后，涂敷新锌粉，重复操作直至达到预期效果为止。

4.2.3 修整复原

为了增强文物本体结构的稳定性，便于展览展出，器物残缺部位需要补配。补配的前提是有据可依，如根据器物原始形状的影像资料才能用修复材料对缺失部分进行补配。补配之前对器物加固，脆弱糟朽部位采用的加固技术包括加衬、暗销等机械工艺或高分子材料渗透加固工艺。常用的加固剂有：丙烯酸树脂（B72）、有机硅类、硅氟树脂等。补配是为保持器物的完整性，进而满足展陈需求，配件的材料可选用铜材或高分子合成树脂材料。采用传统工艺与现代科学技术相结合的手段对青铜器进行整形、补配修复技术处理。根据具体状况选用焊接、粘接或两者结合的工艺，器物的残断碎片和补配件进行连接是修复过程的关键工艺之一。仍有铜基体保留的一般可采用低温（锡）钎焊和粘接的技术，对全部矿化无铜基体保留的部位最好用粘接技术。根据器物残损情况和已知同类器型，对变形破碎的器物进行矫正和残片拼对。铜质好的可以用撬压法进行整形，铜质差的建议用锯解法进行整形。此过程要尽量避免造成新的损坏。青海省博物馆修复的这批青铜器基本完整，个别小范围进行了整形补配，此件圆銎宽叶倒钩铜矛整体完整。

4.2.4 做旧随色

做旧随色工艺需依靠大量的实践经验积累及对色彩的敏锐观察，是传统修复技艺的重要的一个环节。修复后的器物有良好的整体视觉效果，能满足展陈的需要。修复部位与整体器物表面的色彩差异过大，须对补配、连接、加固等修复部位进行表面修饰随色处理，颜料应采用矿物颜料。矿物颜料粉末作着色剂，用牙刷喷弹、点染在需要被处理的铜矛表面。使其与周边颜色一致。分多次点染颜色，直至颜色自然，随色程度要严格控制，不宜改变器物的原有色彩，至此完成整个修复工作。

4.2.5 缓蚀、封护

BTA法，苯丙三氮唑（BTA）是传统方法，BTA与铜离子结合生成BTA—CU，能抑制銅器本体腐蚀，并在铜合金表面形成不溶性且牢固的透明膜，有效隔离器物本体与外部环境。本次修复先后选用3%BTA乙醇溶液，2%Paraloid B-72丙酮溶液，采用刷涂、喷涂和浸涂方式，观察效果，尤其是观察刷涂后是否产生眩光。这种封护法对器物材质无损，具有可再处理性。

4.2.6 建立档案

参照《馆藏金属文物保护修复档案记录规范》（WW/T/0010—2008），为圆銎宽叶倒钩铜矛建立保护修复档案。

5 修复后保存环境

该器修复后（图1）经过随色，器物能够达到展览的要求。建议收藏单位调控文物保存环境，将铜矛放置于环境稳定的恒温恒湿库房及展柜保存，环境适宜温度为15～20摄氏度，相对湿度为20%～40%，环境相对湿度日波动值小于5%。库管员定期观察，发现病害现象，要及时进行保护处理。尽量减少外在环境对其造成损害的潜在风险。

参考文献

[1]中华人民共和国国家文物局.中华人民共和国文物保护行业标准（WW/T0009-2007）：馆藏金属文物保护修复方案编写规范[S].北京：文物出版社，2008.

[2]中华人民共和国国家文物局.中华人民共和国文物保护行业标准（WW/T0010-2008）：馆藏金属文物保护修复档案记录规范[S].北京：文物出版社，2009.

[3]中华人民共和国国家文物局.中华人民共和国文物保护行业标准（WW/T0004-2007）：馆藏青铜器病害与图示[S].北京：文物出版社，2008.