丹丹乌里克佛寺壁画的保护修复

丹丹乌里克佛寺壁画的保护修复铁付德佟文康１前言丹丹乌里克佛寺壁画，是2002年10月由新疆文物局、新疆文物考古研究所和日本佛教大学尼雅遗址学术研究机构共同组队考察丹丹乌里克遗址时发现的，后由新疆文物考古研究所于11月进行清理发掘后揭取。中日双方在以往良好合作的基础上，就合作进行丹丹乌里克壁画的保护和研究达成了共识，并获得中国国家文物局的批准。2004年3月9日—16日中日双方有关考古、艺术和文物保护专家在新疆文物考古研究所对已经揭取运回的壁画进行了细致的考察（图1），讨论制定了“丹丹乌里克佛寺壁画保护方案”。2004年5月在北京论证通过了“丹丹乌里克佛寺壁画保护方案”（图2）。依据该方案，中日双方文物保护专家共同协作，对丹丹乌里克佛寺壁画进行了成功的保护。图1中日双方专家调查壁画现状?图2中日双方专家在北京论证壁画保护方案在壁画保护修复研究进行的同时，有关丹丹乌里克佛寺壁画的考古学研究也在同步进行，依据对丹丹乌里克遗址新发现的佛寺壁画的认识,佛寺为唐代遗存，这批壁画的时代上限在公元7世纪晚期,具有较高的历史和艺术价值。[1]为了有效地实施对这批壁画的保护，必须充分认识壁画的损坏类型和损坏程度，并建立壁画的损坏形式与壁画基体材料和制作工艺之间的联系。因此，对中国古代壁画材料及制作工艺作一简要介绍，有助于加深对丹丹乌里克壁画制作工艺和材料特征的认识，以便选择有效的保护修复实施方案。2古代壁画的概述2.1壁画的制作工艺和结构中国古代壁画的绘制方法，最早见于《汉宫典职》中记载“尚书奏事于明光殿，省中书皆以胡粉涂壁，紫青界之，画古烈士，重行书赞”。这种方法后世沿用了很久，直到明清。魏、晋、隋、唐时期，有关壁画制作方法记载甚少，据敦煌壁画研究表明，北魏、北齐年间的壁画多用黄土、泥沙制作壁面，壁面灰泥层内掺麦秸作筋，壁面的质量略显粗糙。[2]唐代壁画表层出现石灰和胶的混合物。[3]晚唐至宋代，壁画第二层细泥内出现沙子和胶泥，以增强壁面的强度和韧性。[4]宋代壁画的制作，在《营造法式》卷十三《泥作制度?壁画》中有记载：“造画壁之制，先以粗泥搭络毕，侯稍干，再用泥横被竹蓖一重，以泥盖平，又候稍干，钉麻华以泥分批令匀，又用泥盖平。以上用粗泥五重，厚一分五厘；若拱眼壁，只用粗、细泥各一重。上施砂泥，收压三遍。方用中泥、细衬泥，上施沙泥。侯水脉定，收压十遍，令泥面光泽。（凡和沙泥，每白沙二斤，用胶土一斤，麻擣洗择净者七两）。”[5]唐以来壁画研究表明，除其壁质粗泥中有麦秸和麦糠而无竹蓖、中细泥和细泥中有麻筋外，皆与上述记载相同。明清少量壁画，粗泥之外掺和白灰，抹成麻筋白灰壁或麻筋掺灰沙泥壁，壁上涂白粉，后涂底色作画，此壁面适于石窟和墓葬环境。寺观壁画多采用土坯作墙，麦秸粗泥或麻筋中泥、细泥制壁，即易制作又易保持壁画色泽，壁画的耐侯性较好。[6]2.2壁画的粘结材料早期的壁画绘画，胶结材料被用于颜料的调配。据文献记载这些胶结材料主要有动物胶、植物胶、酪素和干性油四大类20多种。[7]动物胶和鱼胶通常主要用于灰泥层的粘接和壁画颜料的调配。这一类胶主要来自一些动物的骨骼和皮，常见的胶有牛皮胶、兔皮胶和鱼鳔胶。植物胶主要包括阿拉伯树脂胶、黄芪胶和樱桃胶。糖和淀粉也是这一类胶中的主要一种。酪素也作为壁画颜料、临时涂层和灰泥层的胶结物。此外，无机粘接材料如碳酸钙的粘接作用也早为人们认识，只是石灰干燥固化形成的碳酸钙的粘接作用是和其在灰泥层中的粘接作用联系在一起的。2.3壁画的颜料颜色是古代壁画的重要构成材料，壁画的价值借助颜色得以体现，古代壁画的损坏对壁画的颜料层的稳定造成影响，同样壁画颜料自身的蜕变也是壁画损坏的类型之一。对古代壁画颜料的分析，其最终目的就是要通过壁画颜料的分析研究，探索颜料蜕变和壁画损坏形式之间的联系，进而对壁画材料的蜕变和保护修复研究提供最直接的依据。1935年美国盖斯特曾对被华尔纳窃运到美国的敦煌壁画和彩塑颜料进行过分析。他们采用普通的光学显微镜和化学分析发现这些样品中，不仅存在孔雀石、石青、雌黄、雄黄、赭石等天然材料，还存在铅白、红丹、银硃、大青和靛蓝等人造材料。[8]早期的颜料研究也包含了1938年R.J.Gettens对巴米羊[9]和克孜尔[10]壁画所作分析的报道。中国在80年代由化工部涂料研究所和敦煌研究院合作，对敦煌壁画颜料进行了全面的X射线衍射剖析。[11]1984年周国信对中国部分石窟和墓葬壁画的分析,鉴别出26种自然矿物颜料。[12]ChengQing等人，采用了光学显微镜、X射线微量分析仪和微区X射线衍射仪等方法，对中国福建省宋代和元代墓葬壁画的60个颜料样品进行了分析。[13]2.4西域壁画壁画艺术在世界上不同民族、不同地域和不同文化背景下有着广泛的分布。东西方壁画沿着自身的道路演变和发展，虽然各具特色，然而却存在着或多或少的联系。格伦威德尔著《印度的佛教艺术》一书论及，连接希腊及东亚形式艺术的链节，必须在中国新疆地区去找，昔日的巴克特利亚东北的阿富汗和西北印度的希腊艺术形式，大约在基督纪元初，已经被佛教利用，稍加变化，而创造神及圣哲的肖像。于是佛教经帕米尔，复经喀刺昆仑山到新疆，之后传到中原、高丽和日本。[14]汉末至隋唐五代是中外文化交往十分频繁的时代，随着佛教的传播，印度本土佛教艺术和受希腊、罗马艺术影响的健陀罗艺术也都融入到西域及中原各地的文化之中，直接影响到这些地区的美术风格。公元前2至1世纪开凿的印度石窟壁画技艺，经于阗、楼兰、龟兹、高昌等古国传入，形成西域石窟壁画的形态，继而影响到甘肃敦煌、马蹄寺、炳灵寺、麦积山等石窟壁画的绘画形态，再由敦煌等地传入中原。随佛教艺术在汉代开始传入中国，当时印度的绘画艺术可能也逐渐传入。北魏时期的壁画，除了汉代的传统之外，受印度和西域的影响很大。[15]中国传统壁画与印度壁画的制法有相似之处，向达在《莫高*榆林二窟考》中作了描述与比较：敦煌千佛洞（莫高窟、榆林窟）均是先以厚约半寸之泥涂窟内壁上使其平整，泥内以锉碎之麦草及麻筋作骨骼起加强作用。此泥层上再涂上一层薄如卵壳之石灰，石灰层极薄如纸张的厚度。在干燥的石灰面上施彩色，使其透入石灰面下之泥层。印度阿健陀(Ajanta)等处石窟壁画，大都制作于高砢不平之壁上，涂厚约八分之一至四分之三英寸泥牛粪与淡黑色石粉混合之泥层，泥中常掺有极细的碎草及谷糠末，其上再涂一层薄如卵壳之石灰层，然后在白色的石灰层上作画。印度壁画制度与新疆库车、吐鲁番以及敦煌所见者相同，唯所用材料因地域出产不同而略有差别。这段论述比较了中国和印度传统壁画的制作方法和材料。[16]无论是干壁画还是湿壁画，其构造通常由支撑体、灰泥层、白灰层(并非总是存在)和颜料层构成。灰泥层主要材料为石灰、粗沙、细沙、泥土和石粉等，为了提高壁画灰泥层的强度，一般情况下需要加入增强纤维材料。绘画所用材料以无机矿物颜料为主。因地域不同，材料可能有一些差异，但是其性能和功能十分相似和接近。这种相似为丹丹乌里克壁画损坏类型的研究以及壁画保护和修复技术的相互借鉴提供了依据。2.5壁画的损坏与保护壁画构成材料和结构中，墙壁支撑体、灰泥层和绘画层都可能产生损坏。[17]这种损坏可能是多种形式复合而成的。[18]壁画的损坏除与壁画的构成材料和制作工艺有关，[19][20]与壁画所处环境有害因素之间关系也极为密切。[21][22]对壁画的这些损坏形式和原因的了解，是研究壁画保护和修复处理的基础环节。2.5.1支撑体墙壁支撑体是壁画的主要构成要素，建筑物结构的危险、墙壁的弱化和坍塌是常见的壁画损坏形式。[23]这种损坏可能来自于墙壁构成材料的缺陷，如采用了未烧透的砖，或者采用了含有盐分的粘土和其他劣质材料。材料的空隙率、热传导性和可溶盐的种类和性质，均会对壁画支撑体的安全构成影响。[24]此外，雨水、地下水、建筑物基础的坍塌、不适当的修复等，也会对支撑体的强度造成影响。[25]支撑体的损坏往往与建筑物的毁坏紧密相关。当支撑体的后部暴露可见时，可对墙壁支撑体进行维修和加固，当支撑体是岩石或墓壁无法维修和加固时，通常先将壁画揭取，对支撑体进行维修加固后，再将壁画复位。[26]2.5.2灰泥层的损坏灰泥层通过自身的粘结提供了对支撑体的固定作用，而这种固定力常常会由于相对湿度的变化和水的迁移而失去，从而引起灰泥层和支撑体的分离，在灰泥层和墙壁之间形成空鼓，这种空鼓有时可达几米的区域。这种分离的原因也可能来自灰泥层中原存粘合材料的老化、灰泥层和墙壁内盐分的存在和迅速的热胀冷缩。[27]空鼓的进一步发展会由于空鼓面积过大而坠落，这种脱落有时也会来自灰泥层的收缩和膨胀的交变，或是来自建筑机械和地震等震动。聚丙烯酸类树脂、聚醋酸乙烯乳液、缩醛类树脂常被用来粘合空鼓和脱落。2.5.3壁画表面的粉化灰泥层可能变成粉化和粗糙状，尤其发生在壁画表面存在盐风化的情况下。盐的存在弱化了灰泥层的内聚作用，盐在结晶过程中膨胀，在灰泥层中产生应力，使其破裂，从而导致壁画表面的粉化。盐损坏是保护者最为关注的问题，因为它常导致灰泥层的破裂、粉化和完全损坏。此外，光线、雨水也会使壁画表面风化而变得粗糙。空气中灰尘的物理摩擦、雨水的溶出、阳光下的干缩和膨胀也会产生同样的结果。通常采用聚乙烯醇缩丁醛和ParaloidB-72等材料加固。[28]2.5.4颜料层的损坏(1)污迹壁画的表面常常存在各种类型的污迹，从基体通过毛细作用渗透至表面的水携带的可溶组分，也会在壁画表面积聚留下污迹。藻类和真菌生长也会在壁画表面留下永久的污迹。鸟类在壁画表面的滴落物通常是很难清除的。开放的地点壁画表面也会明显地留下观众人为留下的痕迹。[29][30](2)风的磨蚀含有尘土和沙粒的风对壁画存在磨蚀作用，在壁画表面造成尘粒沉积。[31]在潮湿情况下尘粒的酸碱性也会对壁画造成腐蚀作用。沉积的灰粒使得壁画表面暗淡，有时会完全遮盖壁画表面。[32]在无湿气作用的状况下，这些尘粒可能容易去除，然而，在有湿气存在下，这些尘粒是相当难以清除的。(3)盐侵蚀盐在表面与内层的运动是由湿气和蒸发引起的，可溶盐来自灰泥层或其分解过程，随水分蒸发富集在表面形成白色沉积物。[33]水分蒸发时，在毛细作用下，通过灰泥层微孔也会连续提供含盐的液体从而不断形成结晶。[34]当结晶长大膨胀形成压力导致壁面开裂。[35]对于各种类型的壁画，盐腐蚀是保护者最为关心的问题。这种损坏表现在壁画表面和内部的风化，导致壁画表面开裂、剥落和粉化。[36]如果墙面有足够的强度，盐在结晶过程中被挤出，在表面形成风化，反之，壁面在压力下逐渐碎裂，造成对灰泥层的损坏。钠、钾、镁和钙的硫酸盐对壁画是最危险的盐，这些盐类损坏常表现为降低壁画结构的内聚力。[37]硫酸钙可以形成一种白色的硬壳遮盖壁画的表面，在大气环境影响下，也可通过壁画构成材料碳酸钙的硫酸化反应在灰泥层中形成损坏。硝酸钠、硝酸钾和硝酸钙等高溶解性的盐，通常会在壁画表面形成较厚的风化层。[38]碳酸钙作为壁画的主体成份之一，通常不会对壁画造成损坏，然而，一旦在壁画表面形成坚硬的垢层，将难以去除。氯化物盐一般形成在靠近海洋的气候条件下。[39]支撑层和灰泥层中的硅会在渗透水的作用下缓慢向壁画表面迁移，在壁画表面形成白色的二氧化硅或硅酸盐的硬壳层。(4)颜料层的起甲剥落壁画颜料层呈粉状或片状剥落与颜料层中胶粘剂的老化有关。天然有机物胶粘剂通常在热、光、湿度、昆虫和微生物的作用下会出现分解。紫外光会导致颜料层颜料的氧化。阳光、热和胶粘剂重复性的胀缩也会导致颜料层的开裂和脱落。徐毓明1982年总结了敦煌壁画保护的方法，他认为壁画的加固材料走过了从植物油涂层（胡麻子油）、到动物蛋白质胶涂层（酪素、动物胶）、继而到天然树脂涂层（虫胶）、再发展到合成树脂材料涂层的过程。[40]李最雄、西浦忠辉认为壁画颜料层龟裂是敦煌壁画损坏的主要形式和主要的研究内容。他们对聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇、ParaloidB-72和一些无机加固材料作了选择试验。[41]1989年胡继高报道了在敦煌壁画的龟裂起甲修复中采用了聚醋酸乙烯乳液和聚乙烯醇混合材料。在他的工作中也对19