古格遗址壁画制作工艺研究及保护效果评估

傅 鹏（敦煌研究院/甘肃省敦煌文物保护研究中心）

唐 伟 黄 伟 乔兆广 郝尚飞（敦煌研究院）

一 前言

古格王国遗址位于西藏阿里地区札达县扎布让区2千米外的一座土山上，东西约600、南北约1200米，总面积约0.72平方千米，1961年3月被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位［1］。古格遗址现存壁画面积约1200平方米，丰富的壁画题材与内容对研究古格王国的历史沿革、政治体制、宗教文化、社会经济、现实生活、科学技术等具有重要价值［2］。目前关于古格遗址的研究成果较少，仅集中在对艺术价值、数字化以及与地质环境和考古学相关的建筑遗存及其附属文物的研究［3］，有关壁画制作材料、工艺以及保护方面的研究较少。

古格遗址现存壁画病害类型众多、成因复杂，保护修复材料与工艺的筛选一直是文物保护工作者面临的主要难题。由于古格遗址壁画的绘制极其精细，部分壁画颜料层较薄，对于壁画保护修复技术的要求非常高，且壁画病害分布范围广，针对存在大面积病害壁画的精细治理为保护修复带来了极大困难。

因此，本研究基于古格遗址壁画保护项目的实施，在对古格遗址建筑遗存、壁画保存现状进行全面调查的基础上，针对壁画制作材料与工艺进行了深入分析，结合现场保护修复试验以及对实施保护后的壁画现状进行多次回访调查，并对保护修复效果进行了评估。此次研究成果对类似环境下壁画的保护修复具有重要指导意义。

二 研究内容与方法

（一）研究区概况

古格遗址的西边、西北边是高达200米的断崖，崖下为一条干涸的河床，南端依靠高耸陡峭的大土山，东边是一片较开阔的山坡地，坡下有一条小溪，小溪对面山坡上是扎布让寺遗址。古格遗址所在山体下部（入口处）海拔3680米，山顶王宫区海拔3800米。遗址所在札达县地处青藏高原西南角，境内地形复杂，具有高山、丘陵、盆地等多种地貌类型，尤其是境内的高山，直接影响着札达的气候与土壤的形成。札达盆地气候属高原温带半干旱型，干燥少雨但雨量集中。遗址地势基本呈南高北低，遗址区内地形复杂，有土山、梁峁、沟壑、缓坡。大部分建筑集中在土山的东面，依山叠砌，层层而上，房屋洞窟星罗棋布，总计有400余座殿堂建筑、近千个洞窟、58座碉楼、4条暗道、28座各类佛塔、11座仓库及其他附属建筑（图一）。

图一 古格遗址

（二）样品采集与分析仪器

对遗址周边土壤、建筑土坯、洞窟崖体、壁画地仗层，以及在多个殿堂、洞窟内针对不同颜色、不同色度的壁画颜料进行样品采集。样品分析仪器主要有扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）、红外光谱仪、X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（RAMAN）、偏光显微镜、颗粒度分析仪等。

（三）现场试验

根据壁画赋存环境、绘制年代、原始制作材料及工艺、病害类型和程度等，选取古格遗址壁画的典型病害作为试验点（表一）。试验区域的选择尽可能包含多种病害共存的位置，试验区的壁画病害不仅涵盖了古格遗址壁画存在的所有病害，还兼顾了壁画不同的赋存环境，同时也是同类型病害中最为严重、复杂的典型范例。试验区域的壁画病害主要有洞窟内地仗酥碱伴生的颜料层起甲与地仗脱落，殿堂壁画空鼓严重并变形、历史加固造成的壁画空鼓、地仗酥碱、颜料层起甲、脱落，表面没有涂层的壁画颜料层起甲、泥渍污染等类型。

表一 古格遗址壁画保护现场试验区信息表

三 结果与讨论

（一）壁画制作材料与工艺

1.制作材料

古格遗址殿堂、洞窟壁画层面结构由内向外依次为支撑体、地仗层、颜料层，地仗层分为粗泥层和细泥层，没有粉层或底色层，除白殿壁画外，其他殿（洞）壁画表面均有一层桐油类涂层（图二）。

图二 古格遗址壁画层面结构示意图

对壁画支撑体进行调查分析，其中度母殿、坛城殿、大威德殿墙体均为土坯砌筑（表二）。

表二 古格遗址壁画支撑体调查

调查发现，红殿占地面积较大，为了建筑稳定性，墙体下部以不规则的石块和一些大的卵石砌筑为基，上部以石块和土坯砌筑。红殿墙体通高9.8米，墙体下宽上窄，底部厚1.1、顶部厚0.7米，墙体收分角度在5°左右。下方约1米以下的墙体内侧为土坯，外侧为石块，内侧土坯墙体厚0.5米，外侧石块墙体厚0.7米；1米以上的墙体均为土坯砌筑。因此，红殿壁画的支撑体为土坯墙体（图三∶1）。白殿体量也较大，墙体下部以不规则石块和一些大卵石砌筑为基，仅在殿堂西南角发现局部墙体有石块砌筑（图三∶2），其他区域均为土坯砌筑。

图三 殿堂支撑体

白殿西南角地仗脱落处土坯规格基本为长47、宽23、厚8.5～11厘米，均为泥质入模成型，边缘可见挤压出的泥棱，土坯中加入了少量麦秸或细小的植物枝节。对土坯样品进行扫描电镜（SEM）分析，发现土坯墙体内部孔隙度较高，具有较好的持水性（图四）。

图四 白殿地仗脱落处土坯样品SEM 图

依怙洞是直接在山体上掏凿而建，其壁画支撑体为山体。古格遗址所处山的质地为水平层状的第四纪湖相沉积物（未成岩），岩性主要为厚层状灰黄色黏土、亚黏土夹细沙层。依怙洞顶部壁画几乎全部脱落，局部山体也发生脱落，从图五可以看出山体脱落后呈现的断面，同时也展现了古格遗址山体土质为水平层状的湖相沉积物（未成岩）。

图五 依怙洞顶部壁画脱落裸露的山体

对古格遗址壁画地仗层分析发现，其均为泥质地仗，从形态来看，地仗层分粗泥层和细泥层两层。对各个殿堂（洞窟）壁画地仗层厚度进行调查发现，度母殿、坛城殿、大威德殿三个殿堂体量相近，地仗层厚度也较为相近，均在1厘米以内。依怙洞是在山体直接掏建，支撑体表面凹凸不平，地仗层局部较厚，达到4厘米。红殿、白殿因体量较大，墙体高大且有收分，所以墙体下部地仗层较厚，达到3厘米（图六、表三）。

表三 古格遗址壁画地仗层厚度调查表

图六 红殿壁画地仗层厚度调查

调查多处壁画颜料层脱落空隙，发现古格遗址壁画地仗层颜色出现白色，对壁画地仗层进行扫描电镜-能谱分析，结果显示地仗层中钙元素含量较高（表四、图七），另外，红外分析结果也表明地仗层含有大量的碳酸钙及少量伊利石（图八）。对古格遗址周边土壤进行分析，发现古格遗址所在地札达县札布让村的阿嘎土和札达盆地附近山区的白土，与壁画地仗土的颜色、元素、性质均较为接近（表四）。

表四 地仗样品及周边土壤样品能谱分析结果

图七 地仗层样品EDS 图

图八 地仗层样品红外分析谱图

采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪以及扫描电镜对阿嘎土和白土的理化性质进行分析，结果显示，当地阿嘎土含有较多的石英及少量碳酸钙、伊利石和绿泥石，白土中含有较多的碳酸钙、少量石英以及粘土矿物伊利石、绿泥石（图九、表五、表六）。

表五 周边土壤样品XRF 分析结果

表六 周边土壤样品XRD 分析结果

图九 周边土壤样品XRD 谱图

阿嘎土和白土的扫描电镜图显示，白土样品中碳酸钙（CaCO3）的团粒状结构与阿嘎土样品的片状结构差距较大，在同等放大倍数下，阿嘎土内部颗粒粒径明显大于白土（图一〇）。

图一〇 周边土壤样品SEM 图（1000 倍）

阿嘎土和白土粒径分析结果显示，当地阿嘎土中粗颗粒较多，白土中细颗粒较多（表七）。粒径较大的阿嘎土增大了地仗体积、减少了收缩，使地仗不易发生开裂；粒径较小的白土则改变了地仗颜色、增加了内聚力、提高了地仗内部强度，减小了地仗层表面粗糙度。

表七 古格遗址周边土壤颗分结果（%）

对古格遗址壁画颜料层的分析结果显示，现存壁画颜色鲜艳、色彩纯正（表八）。整体来看，壁画所用颜料较单一，其中蓝色和绿色颜料分别为石青、石绿（图一一），金色颜料为金粉或金箔，金层下衬有朱砂层（图一二），黑色颜料未检测出，可能是古代常用绘画材料中的墨。壁画中人物衣服装饰、莲花宝座上颜色比较亮丽的橙色、红色颜料均为朱砂（图一三、图一四∶1、表九），壁面下部较为暗淡的红色墙裙、下层的装饰条带则使用了土红，并且进行大面积涂色（图一四∶2）。

表八 古格遗址壁画颜料分析结果

表九 红色颜料样品EDS 分析结果

图一一 壁画颜料XRD 谱图

图一二 金色颜料样品剖面显微镜照片

图一三 壁画颜料RAMAN 分析

图一四 红色颜料样品

2.制作工艺

分析古格遗址殿堂壁画的制作工艺发现，其均为先砌筑墙体，后敷以泥质地仗。其中，依怙洞是掏山而建，为了让泥质地仗较好地附着在山体表面，洞窟内地仗脱落裸露出的山体表面能够非常清楚地观察到斜向方格网状刻痕，斜向刻痕呈±45°～65°的倾角，间隔约4厘米，刻痕深约0.3～1厘米（图一五）。

图一五 依怙洞山体表面刻痕

地仗层粗泥层与细泥层之间无明显界限，且细泥层较薄，厚度小于9毫米。通过对西藏地区壁画地仗传统制作过程以及对壁画破损处的光学调查，发现细泥层并非单独敷抹，而是在墙体表面敷以粗沙泥后，在泥层含水的情况下利用工具对泥层表面不断抹平、打磨，内部水分带着细小的颗粒在泥层表面成膜，干燥后便形成现在的细泥层。在制作地仗层时使用了当地一种白土，使地仗层颜色呈现为白色，在制作过程中对地仗表面进行细致打磨，保证地仗层表面平整细腻，无需制作底色层或粉层，壁画均直接绘于细泥层表面。

根据壁画颜料的分析结果和对藏族传统颜料的调查，古格遗址壁画所用颜料大致有石青、石绿、土黄、土红、朱砂、黄金、木炭粉等矿物、植物颜料。壁画制作的传统工艺是先将颜料磨成粉末，后加胶、水调和使用。分析大威德殿东壁门南侧的壁画（图一六），颜料层脱落的部位有黑线绘制的底稿线，以及使用金色颜料绘制人物皮肤之前的朱砂打底痕迹（图一六∶3）；有在人物之间面积较大的空档区域着色的痕迹（图一六∶2）；先用细色线、墨线勾定，金色部位用红色线勾定，后绘制细部花纹（图一六∶4）。结合不同颜料的覆盖关系，梳理推断壁画的绘制过程为：（1）用黑色炭笔绘制起稿线；（2）对人物之间面积较大的空档区域着色；（3）为人物填色，以平涂为主，辅以晕染，皮肤部位最后着色，金色部位则是先以朱砂打底，然后敷以金粉或金箔；（4）用细色线、墨线勾定外部轮廓，金色部位用红色线勾定；（5）绘制花纹；（6）除白殿外，其余殿堂（洞窟）壁画完成后在表面涂一层桐油类的透明涂料，以加强底层颜色的饱和度并产生光泽。

图一六 壁画绘制工艺

（二）保护修复工艺及效果评估

1.材料筛选及修复工艺

针对古格遗址壁画保护修复材料和工艺的选择主要参考敦煌研究院在西藏修复壁画的成功经验和相关成果［4］，对拟采用的材料进行现场研究和试验，具体流程如下：

（1）针对颜料层起甲病害，采用医用针管在颜料层和地仗层之间注射粘结剂以增加粘结力，将物理性质稳定、渗透性好的有机硅-丙烯酸乳液和粘接性好的丙烯酸乳液进行混合，根据起甲类型和程度将两种乳液单独使用或以不同配比混合使用。

（2）针对地仗层酥碱病害，采用物理性质稳定、渗透性好的有机硅-丙烯酸乳液与粘接性好的丙烯酸乳液混合使用。

（3）针对壁画空鼓病害，采用点状灌浆为主、锚固补强的方法进行加固。灌浆材料具备容重小、透气透水性好、收缩率小、流动性和可灌性好、强度适中并兼具可调、初凝和终凝速度适中、兼容性好等特点。

（4）针对严重空鼓、变形错位的壁画，先对病害部位支顶整形，再对其灌浆加固。

（5）针对历史加固部位，需去除历史加固材料以及漫漶覆盖到原始壁画的部分，并补做新地仗。

（6）针对壁画裂缝、地仗脱落的修补以及地仗酥碱部位的替换，选用与壁画地仗相近的制作材料进行保护加固。

（7）针对壁画泥渍污染的清理，采用纯净水物理清理的方法。

（8）所有的修复材料均须进行脱盐处理。

2.修复效果评估

（1）颜料层起甲修复

在选择的1号试验区依怙洞、4号试验区白殿东壁分别使用丙烯酸乳液、有机硅-丙烯酸乳液、明胶溶液三种材料进行起甲壁画的修复试验，试验过程中还将丙烯酸乳液和有机硅-丙烯酸乳液进行了混合使用。试验发现，丙烯酸和有机硅-丙烯酸的混合乳液渗透速度快，可操作性较强，丙烯酸乳液次之，明胶溶液渗透速度较慢。但三种材料在1号试验区依怙洞的修复效果较好（图一七）。

图一七 1 号试验区颜料层起甲修复效果示意图

4号试验区白殿东壁在第一次试验中，使用丙烯酸和有机硅-丙烯酸混合乳液修复后的起甲壁画重新起翘，丙烯酸乳液、明胶溶液单独使用均无重新起甲现象，但使用明胶溶液修复后壁画颜色发生了变化。在修复完成一年后，4号试验区的颜料层再次发生起甲，通过综合评估，丙烯酸乳液是白殿壁画起甲病害修复的最佳材料，同时对修复工艺进行了优化，包括对起甲部位进行低温加热，保证修复材料快速干燥。经过连续一年的监测，修复效果良好（图一八）。

图一八 4 号试验区第二次试验颜料层起甲修复前后对比图

（2）地仗层酥碱修复

在1号试验区针对地仗层酥碱的试验中，丙烯酸和有机硅-丙烯酸的混合乳液渗透速度快，具有良好的可操作性，丙烯酸乳液次之，分析其原因，可能是由于依怙洞壁画表面的有机涂层导致明胶溶液渗透性较差引起的。使用混合乳液、丙烯酸乳液充分渗透后，地仗颜色基本未发生改变，渗透深度可到达支撑体，地仗层强度明显提高，效果良好。

（3）壁画严重空鼓、变形部位修复

针对梁柱下壁画严重空鼓、变形部位，采用了整形、回贴技术，将变形部位恢复至与周边壁画同一平面，对空鼓壁画灌浆未引起次生病害，效果良好（图一九）。

图一九 2 号试验区壁画严重空鼓、变形修复前后对比图

（4）历史加固的处理

采用手术刀、小毛刷等工具，小心去除覆盖在原始壁画表面的历史加固材料，并对周围颜料层起甲、酥碱等病害进行修复，补做了新地仗。针对面积较大的历史加固区域，借鉴莫高窟第16窟壁画保护的成功经验［5］，制作了竹竿假墙（图二〇∶1），再敷以泥质地仗（图二〇∶2）。竹竿假墙不仅对其上部壁画起到了支撑作用，同时有效阻断了来自墙体内部或下方的水分运移，对该类病害的治理达到了理想效果。

图二〇 红殿历史加固区域的保护

（5）壁画裂缝、地仗脱落的修补加固

采用当地土作为主要材料，对壁画裂缝、地仗脱落边缘进行了加固处理，增加了地仗层、颜料层内聚力，有效降低了裂隙发育、地仗、颜料层进一步脱落的风险。新补地仗色度、强度等指标均接近原始地仗，效果良好。

（6）泥渍污染壁画的清理

采用纯净水对壁画表面泥渍进行清理，清理之后的画面清晰可辨，未造成颜料层损失，并对附近颜料层起甲病害进行了有效处理，效果良好（图二一）。

图二一 5 号试验区泥渍污染壁画修复前后对比图

四 结论

本研究采用现场调查和微量取样检测的方法对古格遗址壁画的制作材料和工艺进行了系统分析，结合现场试验对壁画修复效果进行了评估，得出以下结论：

1.壁画颜色鲜艳、色调纯正，采用的颜料单一。壁画结构由内向外依次为支撑体、地仗层、颜料层，地仗层分为粗泥层和细泥层，没有粉层或底色层，除白殿壁画外，其他殿（洞）壁画表面均有桐油类涂层。

2.壁画蓝色和绿色颜料分别为石青、石绿，金色颜料为金粉或金箔，金层下衬有朱砂层，黑色颜料未检测出，橙色、红色颜料为朱砂，暗红色为土红。

3.壁画绘制工艺为：用黑色炭笔绘制起稿线，接着对人物之间面积较大的空档区域着色，为人物填色，以平涂为主，辅以晕染，皮肤部位最后着色，金色部位则是先以朱砂打底，然后敷以金粉或金箔，用细色线、墨线勾定外部轮廓，金色部位用红色线勾定，绘制花纹，最后在壁画表面涂一层桐油类的透明涂料。

4.壁画病害面积达1100余平方米，病害类型众多、分布范围广、局部病害程度严重且多种病害叠加。采用有机硅-丙烯酸乳液和丙烯酸乳液单独使用或以不同配比混合使用修复起甲病害，采用有机硅-丙烯酸乳液和丙烯酸乳液混合液修复地仗层酥碱病害，采用点状灌浆为主、锚固补强的方法加固空鼓病害，采用手术刀等工具去除历史加固部位，并补做新地仗，采用纯净水清理壁画泥渍。

5.竹竿假墙在修复面积较大的历史加固部位中，不仅对上部壁画有支撑作用，同时阻断了由毛细现象带来的水分通路。

6.针对古格遗址壁画所存在的各类病害，在以往较为成熟的保护修复材料与工艺基础上，结合现场试验进行调整，并在后期10年间不间断地实地回访、调研，使用的保护手段均取得了良好的效果。

注释：

［1］西藏自治区文物管理委员会编：《古格故城》，第3页，文物出版社，1991年。

［2］格登卓玛：《古格古城的壁画色彩与艺术特点研究》，第2页，硕士学位论文，西藏大学，2018年。

［3］a.王津等：《西藏札达盆地古格组剖面沉积环境演化特征》，《中国地质》2006年第5期；b.余佳等：《西藏札达盆地古格剖面孢粉记录及其反映的古环境信息》，《中国地质》2007年第1期；c.齐干等：《西藏古格王国遗址洞窟变形破坏模式、机制及加固对策》，《吉林大学学报（地球科学版）》2011年第5期；d.梅钰、彭嵘：《遗址元素在设计中的应用——以西藏古格遗址为例》，《艺术科技》2018年第5期；e.李丽宁：《基于多源数据的大遗址三维数字化——以古格王国遗址为例》，硕士学位论文，西藏民族大学，2020年；f.王瑞雷：《古格故城白殿绘塑内容及图像程序重构——基于意大利藏学家朱塞佩·图齐及印度李·戈塔米的考察记录》，《艺术设计研究》2021年第2期；g.任赟娟：《图像表征与礼乐内涵：古格故城遗址和拉达克古寺宣舞壁画研究》，《中央民族大学学报（哲学社会科学版）》2022年第2期。

［4］段修业等：《西藏萨迦寺次就拉康殿外间壁画保护修复》，《敦煌研究》2007年第5期。

［5］段修业等：《莫高窟第16窟酥碱悬空壁画的修复》，《敦煌研究》2005年第4期。