敦 煌 研 究1 9 9 1 年 第 3 期莫 高 窟2 32、3 5 窟 壁 画颜 料 的 分 析 和 讨 论价段 修 业李 铁 朝一、概述对莫 高 窟 壁 画 颜料 的 分 析,以 前 只 进 行 过局 部 取 样 分 析。这 种 分 析 不 能 准确 反 映 壁画颜料使 用 情 况,对 一 些用量 小 且 只 在 局 部 出现 的颜料会造 成 漏 测,这 样 给 研 究 工 作带来 一 定的 困 难。在 以 前 分 析 的基 础 上,为 了取 得 整 窟 壁 画 颜 料 分 析 经 验,利 用与外 单 位 合 作保 护 敦煌 石 窟 的 机 会,我们 选 定 了两 个 洞 窟 进 行 分 析实验,以 求 取得经 验 后 对莫 高窟 壁 画 颜 料进 行 全 面 的 分 析。考虑到 壁 画 颜料 和 所 处环 境 的关 系,我 们 选 了 窟 区 中 段 2 3 2 小 型 洞 窟 和 窟 区 北 段下层 的 3 5 大 型洞 窟( 前 室 现 编号 是 3 6窟。本 次分 析 中 将 该 窟 作 为前 室 也 取 样 进 行 了分 析 )作为颜 料 分 析 的 实验 洞 窟。现 将 二 窟 状 况 简 介如 下:①2 5 2 窟( 唐代 )2 3 2窟 位 于 窟 区 中部 地 段 的 二 层。窟 顶 和 三 层 窟 前 平 台相连,有 三 米 左 右 的 厚 度。由 于 窟 顶 薄、水 分可 浸 入 藻并 处。壁画现 已 大 部 分酥 碱。该 窟 壁画 是 唐 代,塑 像 是 清 代。过 去经 常 有 人 在 此住 宿,洞 窟 上 部 壁画 被烟 薰。该 窟 壁 画 总面积 约二十平方 米。壁画 地 仗 制作 分 二 层,底 层 是 麦草 泥.表 层 是麻 泥,麻 泥层上 有 白 粉 层。该 窟 颜料色 种较多,但 有 的颜 料 层 非 常薄,褪色 也 较重,上 部 烟薰 处颜 料 层 坚硬,取 样 较 困 难。窟 内 除 南北 壁 佛 面 部 以及 东 壁 菩萨 面 部 有 变色外,其 余 基 本 无 变 色. 。② 3 s 窟 ( 主室 宋代、前 室 五 代 )3 5 窟 位 于 窟 区 北 侧 下 层。距 现 在 路平 面 低两 米 左 右。该 窟 是 莫 高窟 大 型洞 窟 之 一。主室 和 雨道 为 宋 代 壁 画,完 内 是 千 佛 和 图 案,以 绿色为 主。小 千佛 面 部 和 衣 服 大 部 分 是黑 色 和 棕 色,有 一 部 分是 棕 红 色。整 窟 下 部 壁画脱 落 较 多,色 彩 大 部 已 褪。其 它壁 画 起甲 较 多。前室( 编 号 3 6 )为 五代 所绘,该 处 壁 画 色彩 鲜 艳,变 色较 少。在北 侧 下 部由 于 返 盐造成 壁画 表 面 鼓 起 大 小 不 等 的许 多 小泡,一 部 分 已 脱 落。顶 部变 色 较 重。除 白 色 和 红 色 外,看 到 的均是 黑 色。南 北二 壁 基 本 没 有 变 色,但 由劝勺 于 风 沙 和人 为的 磨 擦 褪 色较 重。5 3窟 壁画面 积 约二百 五 十 平方 米。窟 内 色种 较单 调二前室 各 种 色 彩 均有。凡 变 色或褪 色 处取 样 时 容 易,其 它部位 颜 料 层 较 硬。卜二、实验 方 法和 条 件目 前,国 内 外 对 颜料 的 分 析( 特别 是 矿 物 颜 料 的 分 析 )均 采 用 x 衍射 分 析 方 法;还利 用 萤 光 x 射 线 分 析法、电 子显微 镜等 其 它一 些 辅 助 手段 作 元 素 定 性 分 析。X 衍 射 分 析法 可 直接给 出物 质的 物 相成 分 ;比 较 直 观 地 得 出 颜 料 的物相 组 成:该 方法 分 析 速 度快,不损 伤样 品,如 采 用 单 晶 硅 样 品架 可 使取样料 大 大减 少 飞 一 般在 几 到十几 毫克 之 间。本 次 分 析 我 们 采 用 了丹 东 仪 器 厂 制 Y一 4Q x 衍 射仪,并对 部 分 样 品 利 用体 视 显 微镜进 行 了观 察。1.实 验 条 件 的 选择① 管 压 — 3 5K v、管统 — 2 0m A② 探 测 器 — 正 比 计 数 管③ 发 射 狭 缝 —D·④接 收 狭缝 —R·` J lS C3 m m⑤ 靶—u c.扭分 析 中 还 使 用 了 Ni 沪 波 片和 石墨 弯 晶 单色 器。2.取 样 方法由 于 文 物 的特殊性,对取 样 量 既 要达 到 分 析 的要 求,又 要 求 量 最 少 为 好。本 次 分 析还是利用前 人 所 采 用的 方 法。在 色 彩 层 较厚 或 没 有 线 条 处用手术 刀 轻 轻 刮 取 样 品在玻 璃载片 上,用 一 滴 火 棉 胶固定。由 于 玻 璃 易产 生 漫 散 射 不 能 直接用 于 分 析,在 实 验 室 将所取 样 品溶 解,移 至 单 晶 硅 片 上 进行 X 衍 射 分 析。目 前 国 外也 有 采 用 x 衍 射 照 相法 分 析。该分 析 方 法 取 样 量 极 少,用注 射 针头 刺 取 就可 以 满 足 分 析 要求。但由 于 敦煌 壁 画 颜料 层 薄,含 杂质 成 分 较 多。利 用 照 相 分 析法往 往得不到准确的 结 果,而且 分 析 时 间 较 长。对 经 常 停 电 的敦煌,是不易 采 用 此 种 分 析 方 法 的。3.数 据 处理利 用 仪 器 的笔式记 录仪 和 电 子计 算 机 作出 二 套谱 图。将 笔式记 录 仪 所 作 谱 图 标 出2 6,查 出 d 值。将 二套谱 图 对 照 利 用 数据 卡 查 颜 料 物相。最 后 确定 颜料 主 要 成 分和 所 含杂质成 分。三、分 析结 果本 次 共 分 析 了 : 3 2 窟二 十 六 个 样,白、 棕 、棕 红、 浅绿、 棕 黑 、红、黄、紫 以九个色种;3 5 窟 三 十 八 个样,兰、绿、棕、白、棕 红、红、粉 红、黑、浅 绿、色种。二 窟 全 部 六 十 五 个样 品。取 样 位 置及分 析 结 果 见 表 一 至 表 四。及 暗 红金色十个四、分 析 结 果 讨论,.白色颜 料 ①2 3 2窟2 32窟(唐 代)绘 画 用 粉 层的 白 色 颜料 是 白 垄(量 少)、滑 石、高 岭 土。2 23窟 作为 绘 画用 的白色颜 料 是硬 石 膏( CaS O;·HZ O现 谱 图卫。谱 图 中 出现 的 白 要C (a co3)、滑 石(M g35 1`o, 。 ( OH) 2 )、还 有 高 岭 土( A LZSZ O S (OH ) ;)是 取 样 时带 入 的 粉 层色。2 3 2 窟 用 石 膏 较 粉 层 白色纯 度高,色度 好。在 显 微 镜 下 可 明 显 看到二 种 不 同 色 度 的粒子,纯 白 的 粒子 非 常多,这就是 石 青。② 3 5 窟 前 室( 五 代 )3 5 窟 前 室壁 画 粉 层 白 色是 白奎 和 滑 石。绘 画 用 白 色颜 料 分 析结 果 也 是滑 石 和 白 至,显 微镜 中 看 色度 一 样,分 不 出哪 是粉 层 色 哪 是 绘 画 色,且 色 调 较 暗。可 确 定 是 用 了 同一种 颜 料。③3 5 窟 ( 宋 代 )3 5 窟 粉 层 白色 颜 料 是,白 坚和 滑 石。壁 画 的 绘 画 颜料 也 是 白 坚 和滑 石,不 论 前 室 五 代壁 画 还 是 主 室宋代 壁 画 颜料 中 均 没 验出 石 膏成 分。显 微 镜 中 看 到 的全 部 是较 暗 的白 色粒 子。2.红 色颇料①2 3 2 窟2 32 窟 共 分析 了 五 处 红 色 样 品( 其 中 有 棕 红和 紫 色 )。从 分 析 结 果 看 全 部 有 朱砂( H S g )成 分。谱 图2 是 2 3 2窟 东 壁 门顶 上 方 人物 衣 服处 的鲜 红 色。从 中可 看 出是朱 砂。并且 较 纯。该 处 颜色至 今 没 变化,保 持着 朱砂的 鲜 红 色。其 它 地 方 的颜色均有 变 化。在红 色 和 紫 色 样 品 中 没 检 出 变 色成 分P 、 02,但 在显 微 镜 下可 观 察到 黑 色朱砂( X 一 一 地 S )粒 子。可 能由 于 颜料所 处位 置 以及 混 合 颜料成 分 不 同,朱砂 晶 形 改 变使 颜 色 发 生 变 化。②3 5 窟 前 室:3 5 窟 前 室 使 用 的 红 色颜料 种 类较 多。有 朱 砂、铅 丹( P b3 0 4 )、铁 红(a一 Fe2 0 ”)。前 室 中在 西 壁 天 王处 同 时使 用 了 朱 砂 和 铁 红。此处 铁 红 色 和 朱砂 色 非常 相 近。铁 红 色较纯。前 室 西壁 南 侧 天 王 项 珠处 的 红 色 则 用 了铅 丹,呈 棕 红 色。显 微 镜 观 察看到 有 分 布 均匀 的 黑 色 粒 子,但 量 较 少,可 能 是 一 部 分 铅丹 已 变 色。谱 图3 是 前 室 西壁 南 侧 天 王 衣 带处 颜 料 的衍 射谱 图,主 成 分是 朱砂。③3 5 窟3 消 甫 道 和 主室 的 红 色 也 同 样有 朱砂、铁 红、铅丹 三 种 颜 料。在 甫 道顶 部 佛身 上 出现 了 朱砂( 手 托物 品 处 )、铅 丹( 北 侧 脚 面 处 )二种。主室 藻井南 侧的 红 色 颜料 取三 处样,但 成 分 都 不 一 样。有 朱 砂( 莲 花 )、铅 丹( 莲 花 心 ) 和 铁 红 ( 垂帐 线 )。该 处 三 种颜 料的 色 调 不 一,我 们认 为 是 当 时 绘 画 中 有意 采 用 了 不 同 颜 料 使 色彩 有 明 显 区 别。窟 内南 北 二壁 的 千 佛身 上 红 色 部 位 经 分 析 是朱砂,黑 色 的 均是二 氧化 铅( P b o:)。可 能 当时所 使 用 颜 料 是 铅丹,现 变 成 黑 色的二 氧 化铅。谱 图4是 雨道 顶 部 佛脚 面红 色颜料 的衍射谱 图。主 成 分 是 铅 丹,并含有 少 量的二 氧化铅。3.绿色 颜料①2 3 2 窟2 3 2窟 绿 色 基 本 一 样,所 以 只 分 析 了 一 个样 品。结果是 氯铜 矿。谱 图5 是 2 3 2窟 浅 绿确今 卜色颜料 的 衍 射谱 图。可 看到 除氯 铜 矿( Cu Z cl ( O琦3)外还 含 还 有 大 量的白 平、滑 石。该绿 色颜 料 中的 白 坚 和 滑 石 是 绘 画 时 调 入 的。②5 3窟 前 室5 3窟 前 室 壁画 中,对 不 同 色 调 的二 种颜 色进 行 了 分 析。结 果是氯 铜 矿。其 中浅绿色颜 料含 有 大 量 白 平 和 滑 石,绿色 颜 料 中 只 含 少 量 白平 和 滑 石。③3 5 窟3 消 共 分 析 了三 种 绿 色 样 品 ( 雨道、藻 井、东壁 南各 一处 )。结 果 全 部 是 氯 铜 矿。谱 图6 是 3 5 窟 雨道顶 部绿色颜 料 的 衍 谱 图。氯 铜 矿 成分 较 多,含 有 少 量的 白坚 和 滑 石。4.兰 色颜料①2 3 2 窟2 3 2窟 兰 色 颜料使 用 较 少,颜料 层 非常 薄、无 法 取 样。只 进 行 了显 微 镜 观 察。显 微 镜中 看到 非 常 纯 的 兰 色粒 子,只 含 一 点 白 色粒 子。可 能该 窟使 用 的是 石 青( 2 CuC O3.Cu( 0什2 )。②3 5 窟 前 室3 5 窟 前 室 西壁 南侧 天王 处 有 一 部 分 兰 色。取 样 分 析 后 结 果 是 青 金 石 颜 料 ( (Na、c ) a8 (A l s io )6( 5 0;·s·cl) ) 2。该 颜 料 在 显 微 镜 下 观 察 可 看 出 粒 度均 匀,有 少量 白色粒 子。谱 图7 是 3 5 窟 前 室 青 金 石的衍 射谱 图。③3 5 窟3 5 窟 内 只 在 藻 井 顶部有部 分兰 色 颜料。由 于 太 高 无 法 取 样,所 以 3 5 窟 内部 兰 色颜料没测。5.黄 色颜 料在 莫 高 窟 壁 画 中黄 色颜料 使 用 较 少,对 此进 行 分 析 困 难较 大。在 以 前 的 分 析 中作 了大 量 的 工 作,但 只 在 局部 分 析 中 利 用 电子显 微 镜进 行 元 素 分 析时检 出 铁元 素 和 利 用 萤 光X 线 分 析时检 出 砷 ( As )元 素 外,其 它 分 析 手 段 还 没 得 出 正 确 的结 论。是否 有 黄 土( Fe Z O 3 )和 雌黄( A sZ s3 )存 在 的 可 能 还 难 以 判 断。这 次 对 二 个 洞 窟 的 分 析 中同 样 只分 析 出 杂质 成 分 而 没 得 出黄 色颜 料 成 分。次 种颜料有 待 以后 大 量的分 析 实验 工 作 中 得 出结 论。6.黑 色颜料壁 画 中 除 变色 的 棕黑 色外,还 有部 分 黑 色是绘 画 时 所 用 颜料。3 5 窟 前 室 西壁 的 天王头 发 处的黑 色 分 析 结 果是 炭 黑,可 判定为用的是 墨。2 3 2 窟 黑色 颜 料极 少 且 取 样 困难 没进 行 分 析。谱 图8 是 3 5窟 前室 西 壁 黑 色颜 料 的衍射 谱 图。从 中 可 看出 大 部 分是 炭 黑,只有 少 量 的 白色 滑石和 高 岭 土。显 微镜中可 看 到 大 量 黑 色 粒 子 中有 一 部 分 白色粒 子 存在。7.其 它 颜 料其 它 颜料 指不同颜料 调和 而 成 的 不 同 色 调 的 颜色。壁 画 中 这 一 类颜料 使 用较 多,2 3 2窟 有 浅 绿、粉 红 色、肉色 和 浅 灰 色,3 5 窟有 粉 红 色、紫 色、肉 色、浅 绿 色 和 兰 灰 色。从分 析结 果 可 看 出粉 红 色 以 朱砂 或 铅丹 和 大 量滑 石 或 白 奎、高 岭 土 混 合 而成;浅 绿 色 以 氯铜 矿和滑 石、白平( 2 3 2 窟 以 大 量 石 膏 )混 合 而 成;肉 色 中 除 红 色是朱砂 外 显 微 镜 中 还可看到有 少 量黄色 粒 子,但不 了 解是 何 物。紫 色中 只 解 明 有 朱 砂,别 的 就不 太 清 楚,可 能 是植 物性颜料。二变 色 颇料变色颜 料在5 3窟 较 多,2 3 2窟 较 少。在3 5 窟 中的 红 色 有 些 是 朱砂;有 些 是 铅 丹。铅丹 现 已 变 色 成( P b OZ ) ,由 于 该 窟 地处 下 层,潮 湿 和 酥 碱给铅丹变色提供 了 有 利条 件。但也有 暂 时 没 有 明显 变 色的铅丹( 如 3 5 窟 前 室西 壁的 棕 红 色 ),从显 微 镜中 可 看到 红 色 的铅丹 粒 子 中 有部 分 黑 色 粒 子。由 于 量 少 X 衍射 分 析 没 检 出 二 氧化 铅。3 5 窟 前 室 西壁 较 干燥,地 面 水 分 不易 到 壁 画上 部 引起湿 度 加 大。所 以,该处 铅 丹 还 没 全 部 变 色。3 5 窟 雨道 顶 部 的 黑 色 和棕 黑 色中 均 含有 大量二 氧 化铅 和少 量 铅 丹,这处 颜料位 置 湿度 较前 室 湿度 大,变 色 速 度 快。2 32 窟 地 处 窟 区 中 段二 层,窟 内 干 燥,变 色 较 少。通 过 取 样 和分 析 发现,铅丹 的 变 色程 度 和 该变 色颜料 所 处 位置 及 壁 画 制 作材 料 有关。越潮 湿、酥碱越 多 的 部 位,铅丹 和 铅白的变 色 速 度 越 快。琦表 一2 3 2 窟颜料 取 样 及 显 微镜 观 察 结 果样 品 号 色别 取样 位置 观察结果2 2 2 3 2 一 l l l棕 色东 壁 道 南 侧 菩 萨 间 黑 色粒 子 间 有 少 量 红 色 粒 子2 2 2 3 2 一 2 2 2棕 红东 壁 南 侧 菩萨手 上 方 红 色 粒 子 中 有 大量 黑 色...