壁画制作工艺和材料光谱分析——以北京延庆花盆关帝庙壁画为例
金翠1,4, 郭宏1,*, 于海宽2, 李博3, 杨健都3, 张遥1
1.北京科技大学科技史与文化遗产研究院, 北京 100083
2.北京市延庆区博物馆(北京市延庆区文物管理所), 北京 102100
3.北京国文琰文物保护发展有限公司, 北京 100029
4.淮安市文物保护和考古研究所, 江苏 淮安 223001
*通讯作者 e-mail: B1831678@ustb.edu.cn

作者简介: 金 翠, 女, 1994年生, 北京科技大学科技史与文化遗产研究院硕士研究生 e-mail: g20199440@xs.ustb.edu.cn

摘要

光谱学是利用光与物质的相互作用, 展示物质微观结构, 提供不同化学分析方式, 从而实现对物质的定量和定性分析。 壁画制作工艺分析中运用了大量的光谱分析技术, 该研究以北京延庆花盆关帝庙为例, 通过光谱及其他技术分析壁画的制作材料和工艺。 花盆关帝庙位于北京延庆区花盆村, 始建于清雍正四年(1726年), 是当时祭祀的重要场所, 也是延庆地区关帝庙的典型代表之一。 运用X射线衍射、 拉曼光谱和激光粒度分析仪等一系列光谱技术发现关帝庙壁画的地仗层成分为石英、 方解石和钠长石, 白粉层成分为石膏, 颜料层中红色颜料为铁红、 铅丹和朱砂, 蓝色颜色为蓝铜矿, 黄色颜色为铬黄, 黑色颜色为炭黑, 白色颜料为石膏, 绿色颜色为巴黎绿、 绿土和铬绿。 沥粉贴金工艺的胶结物为熟桐油和松香树脂, 金箔采用含金量86.1%的赤金。 拉曼光谱不仅可以辨析壁画颜料, 还能通过颜料历史研究佐证和丰富壁画修复历史信息。 结合文物光谱分析数据与文献资料, 充分挖掘文物背后的信息, 对研究和保护古代壁画有着重要意义。 通过花盆关帝庙壁画同面墙不同位置的壁画地仗层制作工艺的差异, 说明壁画制作材料和工艺受位置影响。 期待日后研究者通过研究壁画制作材料和工艺差异, 发现符合规制的典型壁画案例, 通过梳理壁画不同位置制作材料与工艺, 总结历代壁画制作规制。

关键词: 壁画制作工艺和材料; 光谱分析; 花盆关帝庙壁画
中图分类号:K879.41 文献标志码:A
Spectral Analysis of the Techniques and Materials Used to Make Murals ——a Case Study of the Murals in Huapen Guandi Temple in Yanqing District, Beijing
JIN Cui1,4, GUO Hong1,*, YU Hai-kuan2, LI Bo3, YANG Jian-du3, ZHANG Yao1
1. Academy of History of Science Technology and Cultural Heritage, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
2. Beijing Yanqing District Museum (Beijing Yanqing District Cultural Relics Mangement Institute), Beijing 102100, China
3. Beijing Guowenyan Conservation and Development of Cultural Heritage Co., Ltd., Beijing 100029, China
4. Huai’an Institute of Cultural Relics Protection and Archaeology, Huai’an 223001, China
*Corresponding author
Abstract

Spectroscopy is the use of light on the interaction of substances, providing the microstructure of substances and different chemical analysis methods to achieve the quantitative and qualitative substances. A large number of spectral analysis techniques are used in the process of making murals. In this study, taking Huapen Guandi Temple of Yanqing in Beijing as an example, the techniques and materials formaking murals are analyzed by spectral analysis and other techniques. Huapen Guandi Temple is located in Huapen village, Yanqing District, Beijing. It was built in the fourth year of the Yongzheng reign (1726) of the Qing dynasty. Many spectral analysis techniques are used in the process analysis of mural making. This study takes Beijing Yanqing Huapen Guandi Temple as an example to analyze the mural making process and materials. Using a range of spectroscopic techniques, including X-ray diffraction, Raman spectroscopy and laser particle size analyzer, the study found that the mural of Guandi Temple is supported by an adobe wall. The main components of the ground layer are quartz, calcite and albite, and the main components of the white powder layer are gypsum. The red pigments in the pigment layer are iron red, lead and cinnabar. Blue is azurite, yellow is chrome yellow, black is carbon black, white is gypsum, green is Paris green, green earth and chrome green. The Binder of gold coating with pitch powder is cooked tung oil and rosin resin, and the gold foil is red gold with a gold content of 86.1%.The Raman spectrum can not only distinguish the pigment of the fresco but also prove it through the research of the pigment history and enrich the historical information of the fresco. It is of great significance to study and protect the ancient frescoes by combining the spectral analysis data of cultural relics with the literature data and fully excavating the information behind the cultural relics. Through the difference in the making technology of the wall of the same wall in Guandi Temple, this paper shows that the material and the craft of the mural are affected by the position. It is expected that the researchers will find the typical cases of murals by the regulations by studying the differences of murals making materials and techniques and summarizing the regulations of murals making in past dynasties.

Keyword: Mural production technology and materials; Spectral analysis; Mural of Huapen Guandi Temple
引言

壁画制作工艺根据壁画结构, 利用科技手段对其进行层层分析, 通过数据解读, 了解壁画的主要成分和特性, 挖掘壁画的潜在信息。 研究壁画制作材料和工艺中常见的检测主要分为经验分析和科技分析, 经验分析是以肉眼观察为主, 科技分析主要是各类仪器分析, 例如超景深、 拉曼光谱分析仪、 扫描电镜和热裂解气相色谱分析仪等。

光谱学是通过研究光与物质相互作用的学科, 又因研究对象和方法分支成其他学科。 随着光谱学的发展, 逐渐被引入到文物古迹分析研究中。 而壁画制作工艺与材料分析离不开光谱学知识, 根据标准光谱学库辨别壁画使用材料, 进而完善壁画信息, 为修复壁画提供科学的数据支持, 做到科学、 高效和安全的前提下, 遵循文物保护修复原则, 让修复后的壁画“ 活” 起来。

通过X射线衍射、 拉曼光谱和激光粒度分析仪等光学仪器, 以北京延庆花盆关帝庙为研究对象, 分析研究其制作材料和工艺, 并通过数据和文献分析, 发现不同部位壁画地仗层制作工艺的不同。

1 实验部分
1.1 花盆关帝庙及其壁画概况

关帝庙是伴随着关公信仰发展起来的祭祀性建筑, 它带有明显的宗教礼制性色彩。 关羽的仁、 义、 礼、 智、 信等品质, 不仅受到了国内人士的追捧, 国外也存在关羽崇拜, 大约有168个国家和地区开展崇拜关公的活动。 坐落在乡村的关帝庙, 不仅是祭祀关羽的场所, 更是地方生活、 文化传播和活动中心。 据《察哈尔延庆州志》记载, 延庆地区过去村村有关帝庙[1]。 2012年北京延庆古代寺观壁画调查与研究, 发现延庆地区现存关帝庙17座[2]。 目前, 保存较好的只有永宁和平街三义庙、 花盆关帝庙、 下营关帝庙和西白庙关帝庙4处。 其中, 花盆关帝庙的占地面积最大, 壁画保存状况最佳, 是具有延庆地区关帝庙典型特征的代表性建筑。

花盆关帝庙位于北京延庆区, 建于清雍正四年(1726年), 嘉庆二十年(1815年)重修。 是一处两进院落的清代佛教寺庙, 由山门、 正殿、 后殿、 东西配殿、 钟鼓楼等部分组成。 由于年久失修, 正殿西墙出现歪斜, 必须对墙体进行拆除、 重砌, 为了保护壁画, 需将壁画揭取, 待墙体修缮完成后回贴。 壁画保护实质是保护壁画价值和信息, 为了更好的保护壁画, 了解壁画, 要求文物保护人员在保护措施实施前, 对壁画有充分的科学认识。

花盆关帝庙现存壁画13幅, 绘制了吉草花木、 琴棋书画、 三国故事、 龙王行雨图、 雨毕回宫图以及十殿阎罗内容的壁画, 总面积达86.79 m2。 壁画分别在1934年、 1995年和2007年经历修复, 1934年由纪秀峰对花盆关帝庙壁画进行重绘, 改变了壁画画面原有内容, 只有正殿西壁一侧最大程度保留着民国时期的壁画信息[2]

正殿西壁壁画总面积为17.41 m2, 分为山花壁画和主体壁画。 山花壁画面积为3.97 m2, 描绘了梅、 菊、 古籍、 书画和三国故事; 主体壁画面积为13.44 m2, 上半部分为14幅《三国演义》连环画, 下半部分为《雨毕回宫图》, 如图1所示。 关帝与龙王出现在同一画面, 是花盆关帝庙壁画独特的绘画布局。

图1 花盆关帝庙正殿西壁壁画Fig.1 Huapen Guandi Temple into the main hall of the west wall mural

1.2 样品

为了更好的了解花盆关帝庙正殿西壁壁画的制作材料和工艺, 完善花盆关帝庙壁画的科学认知, 对正殿西壁的的颜料层、 地仗层和沥粉贴近工艺进行了样品采集, 通过科技手段检测分析壁画信息, 为后期壁画的揭取、 回贴和全色材料的选择, 提供数据支持。

选取地仗样品4个, 白粉层样品1个, 沥粉贴金样品1个, 根据两处壁画颜料多样性选择主体壁画20个颜料样品, 山花壁画3个颜料样品。 最后, 通过拉曼结果整理出11个主体壁画颜料样品, 1个山花壁画颜料样品, 样品详情见表1

表1 壁画样品详情表 Table 1 Details of mural samples
2 结果与讨论
2.1 结构形态特征

使用基恩士超景深三维显微系统VHX-6000(日本大阪KEYENCE/基恩士公司)观察Zdxb-3壁画颜料样品的剖面显微分析结果, 如图2所示。 花盆关帝庙壁画结构为支撑体、 地仗层、 白粉层和颜料层, 支撑体是以土、 砖、 木结构的北方寺观壁画常见土坯墙; 地仗层中粗泥层厚度为5~7 cm左右, 细泥层厚度在554~1 462 μ m之间; 白粉层厚度在15~59 μ m之间; 颜料层厚度在10~100 μ m之间。 根据剖面显微分析结果, 主体壁画的白粉层厚度均匀, 一般在10~36 μ m, 山花壁画白粉层分布不均。 颜料层厚度不同, 主体壁画的颜料层在10~29 μ m, 山花壁画颜料层厚度在75 μ m左右。 结合现场调研绘制花盆关帝庙壁画的结构示意图, 如图3所示。

图2 花盆关帝庙壁画剖面显微图Fig.2 Micrograph of section of Huapen Guandi Temple mural

图3 花盆村关帝庙壁画结构图Fig.3 Structure of Huapen Guandi Temple mural

Zdxb-1和Shbh-1壁画样品剖面显微分析结果可知, 花盆关帝庙壁画地仗层中的加筋材料相同, 为稻草秸秆、 谷壳和麻刀, 在超景深显微镜下拍摄, 如图4所示。 图4(a)可见壁画地仗层样品结合较为紧密, 粗泥层间有较为明显的空隙, 且有大块、 分布不均的稻草秸秆和谷壳, 细泥层结合紧密, 但局部存在较大砂粒和石块, 细泥层中的加筋材料以麻刀为主, 麻刀分布广泛且均匀。

图4 壁画加筋材料
(a): 壁画结构; (b): 稻草; (c): 谷壳; (d): 麻刀
Fig.4 Mural reinforcement material
(a): The mural structure; (b): Straw; (c): Chaff; (d): Hemp fiber

主体壁画与山花壁画剖面显微分析结果如图5所示(a为主体壁画结构图, b为山花壁画结构图)。 通过对比发现, 两者在颜料层厚度、 平滑度、 紧密度等方面存在一定差异, 主体壁画的颜料层厚度小于山花壁画颜料层, 但其较之山花壁画颜料层更为平滑, 与壁画细泥层结合更紧密, 而山花壁画的颜料层出现局部脱离地仗层现象; 主体壁画的白粉层更为均匀而细泥层较山花壁画更为紧密, 麻刀分布均匀。 两处壁画粗泥层制作材料相似, 均使用土、 砂等物质, 掺加稻草和谷壳。

图5 正殿西壁壁画样品结构形态图Fig.5 Main hall west wall mural sample structure morphology diagram

2.2 地仗层分析

(1)X射线衍射分析

采用Rigaku D/max 2200型X射线衍射仪, 日本理学制造, 工作管压和管流分别为40 kV和40 mA, Cu靶, 进行物相分析, 了解地仗层主要矿物成分, 花盆关帝庙壁画地仗层与当地黄土的X射线衍射分析结果如图6所示。 两处壁画地仗层与当地黄土样品的衍射峰基本重叠, 少数峰强度不同。 说明壁画地仗层材料成分与当地黄土一致, 符合壁画制作就地取材的原理。 通过Jade软件分析, 壁画地仗层样品和当地黄土样品矿物成分为石英、 方解石和钠长石。

图6 地仗层样品X射线衍射分析结果
Q: 石英; C: 方解石; F: 长石
Fig.6 X-ray diffraction analysis results of earth pole layer samples
Q: Quartz; C: Calcite; F: Feldspar

通过半定量分析, 将结果列于表2。 由表中数据可知, 样品中的石英和钠长石含量较高, 正殿西壁壁画和当地黄土的成分含量相似, 山花壁画中石英含量高于西壁壁画和当地黄土, 成分含量与另外两个样品存在较大差异。

(2)颗粒分析

表2 地仗层样品X射线衍射分析结果 Table 2 X-ray diffraction analysis results of earth pole layer samples

采用马尔文3000型激光粒度分析仪进行颗粒分析, 不同位置壁画地仗层和当地黄土的粒径分布分析结果见表3。 由表中数据可知, 壁画地仗层以粉粒、 粘粒为主, 砂粒次之, 细砾最少, 其中主体壁画的地仗层粒径分布范围为0~3 000 μ m, 最大粒径为2 710 μ m。 山花壁画的地仗层粒径分布范围为0~1 000 μ m, 最大粒径为976 μ m。 两处壁画粗泥层的粉粒含量均高于细泥层, 符合古代壁画地仗层粗泥层比细泥层颗粒中粉粒含量较高的现象。 山花壁画细泥层的粘粒含量多于其粗泥层, 说明花盆关帝庙山花壁画在细泥层制作时, 对制作材料做了进一步的筛选。

表3 花盆关帝庙壁画地仗层样品粒径分布 Table 3 Particle size distribution of the wall in Huapen Guandi Temple

主体壁画与山花壁画地仗层颗粒度分析结果绘制成图7(a)为地仗层土样体积密度分布曲线图和b地仗层土样体积密度累计分布曲线图)。 图7(a)可见地仗层体积密度分布曲线呈双峰型, 最高峰在40~50 μ m间, 各泥层的差异主要体现在次峰的体积密度分布上。 由图7(a)可知主体壁画和山花壁画的地仗层粒径主要分布于0~250 μ m, 其次在250~500 μ m。 500 μ m之前, 相同粒径情况下, 山花壁画的粗、 细泥层含量均高于西壁壁画。 图7(b)可见地仗样品的体积密度累计分布曲线差异不大, 山花壁画的细泥层曲线最先达到百分之百, 且粗细泥层曲线均高于主体壁画, 说明山花壁画地仗层粒径小于主体壁画。

图7 土样体积密度以及累计密度分布曲线Fig.7 Distribution curves of soil sample volume density and cumulative density

(3)孔隙分析

压汞法将花盆关帝庙主体壁画样品进行孔隙率和孔径分布测试, 结果如图8所示。 样品的孔径主要分布范围为3.8~24.2 μ m, 孔径分布较广, 孔直径较大, 孔隙率为44.8%, 说明关帝庙壁画地仗层疏松多孔。

图8 花盆关帝庙壁画孔径分布图Fig.8 Huapen Guandi Temple mural aperture distribution map

2.3 颜料层分析

花盆关帝庙壁画中的颜色为红色、 蓝色、 黄色、 黑色、 白色和绿色六类。 采用Horiba XploRA 全自动显微共聚焦激光拉曼光谱仪, 进行成分分析, 将拉曼光谱仪参数和分析结果列于表4。 花盆关帝庙壁画颜料分为古代壁画常用颜料和近现代颜料。 其中红色颜料为铁红、 铅丹和朱砂, 蓝色为蓝铜矿, 白色为石膏, 黑色为炭黑, 黄色为铬黄, 绿色为绿土、 巴黎绿和铬绿。

表4 花盆关帝庙壁画颜料样品拉曼分析结果 Table 4 Raman analysis results of pigment samples of Huapen Guandi Temple fresco

花盆关帝庙的红色类颜料是中国最常用的铁红、 铅丹和朱砂[3]。 铁红是产于赤铁矿的天然矿物颜料, 主要成分为三氧化二铁, 色调范围从红色到棕色。 铁红早在山顶洞人时期就有使用, 作为廉价红色颜料使用至今, 在中国古代颜料使用上占有重要地位。 铅丹又称黄丹, 色调为橘红色, 主要成分为四氧化三铅, 不易溶于水和酒精。 朱砂颜色纯正鲜艳, 浙江余姚县河姆渡遗址出土的漆碗是我国发现最早使用朱砂的文物实体, 魏晋南北朝时期, 广泛使用。 花盆关帝庙同时使用铁红、 铅丹和朱砂满足壁画对红色的不同需求, 唐代就已出现三种红色颜料同时使用的现象[4]

蓝色类颜料为石青, 矿物名为蓝铜矿。 唐中期, 中原地区的石青基本取代了青金石成为广泛使用的蓝色颜料。 民国时期花盆关帝庙壁画中石青的使用既符合蓝色颜料的使用历史, 又符合地域颜料使用规制。 黄色颜料为铬黄, 主色调范围在红黄色到绿黄色之间。 据资料记载Bollmann在1814年到1816年间制造出了铬颜料, 20世纪五六十年代因铬黄的光稳定性得到广泛使用, 后因为健康问题, 铬黄的使用量降低。 白色颜料为石膏, 是天然石膏磨制而成, 分布广泛, 北朝后便开始普遍使用。 但石膏容易溶解和风化, 也是壁画的潜在危险因素, 不利壁画保护。 黑色颜料为炭黑, 我国从周代开始使用, 后延续至今。 由于易于制取, 性价比高, 被广泛应用于壁画颜料层。

绿色颜料为绿土、 巴黎绿和铬绿。 绿土, 即醋酸铜和亚硝酸, 在1850年引入我国, 性质极不稳定, 遇硫化氢会变黑。 目前在壁画上的应用较少, 仅在陕西西定边郝滩东汉墓和靖边杨桥畔壁画墓中发现。 巴黎绿是清代时期从欧洲传入中国。 19世纪30年代到20世纪初广泛应用在青铜修复和古建修复中, 后发展到壁画修复中。 铬绿是于1838年成功制备, 后由Guignet改进了方法, 并于1859年获得专利, 发展成为普遍适用的颜料[5]

2.4 沥粉贴金工艺分析

(1)扫描电镜分析

沥粉贴金是一种重要的传承工艺, 沥粉工艺是将膏状的材料通过工具, 根据壁画装饰需求, 描绘成点、 线、 面的凸起形状, 待干后涂胶结物, 最后进行贴金工艺。 沥粉材料又称为“ 泥子” , 一般是由几种粉料加上胶料和少许桐油搅拌而成, “ 泥子” 的配置没有统一标准。 常见的配料有白土粉、 方解石粉、 滑石粉和立德粉等。 常见的贴金胶结物为桐油、 金胶油、 骨胶和猪血等。 贴金是贴箔工艺的一种, “ 箔” 一般为金、 银、 铜三种材料。 贴金工艺是为了丰富画面的层次感, 使其色彩绚丽明亮, 用于展示饰品、 盔甲、 香炉、 伞盖等物件的金属感。

采用扫描电镜型号TESCAN VEGA3 XMU配备Bruker Nano Gmbh 610M 能谱分析仪了解沥粉贴金材料成分, 沥粉贴金超景深图片如图9, 能谱分析位置如图10所示, 将扫描电镜结果列于表5。 Zdxb-1, 2和3位置的元素分析可知, 这三点包含Ca, Cu, Ag和Au四种元素, Ag和Au元素含量较高, 表明花盆关帝庙中的金箔为含金量86.1%左右的赤金[6]

图9 沥粉贴金超景深图Fig.9 Super depth of field map of asphalt paste gold

图10 沥粉贴金电镜图Fig.10 Electron microscopic picture of asphalt paste gold

表5 沥粉贴金样品元素分析结果归一化质量百分比(%) Table 5 Elemental analysis results of Leach gold-coated samples Normalized mass percentage (%)

Zdxb-4, 5和6位置元素分析可知, 包含Cl和Cu两种元素, 拉曼检测分析结果为蓝铜矿, 说明采集的沥粉贴金样品是在蓝色颜料层上进行的沥粉贴金工艺。 因为金箔薄且透, 一般以红色颜料或者黄色颜料打底, 有利于凸显金的光彩亮丽。 样品直接在蓝色颜料上进行沥粉贴金工艺, 与传统做法不同, 说明花盆关帝庙沥粉贴金工艺较为粗糙。

(2)热裂解气相色谱质谱仪分析

文物胶料多为天然有机物, 按照组成可以分为蛋白类、 多糖类和脂肪酸酯类。 胶料常用的分析方法有红外光谱法、 免疫荧光法和气相色谱-质谱联动法等。 其中气相色谱-质谱联用法具有灵敏度高、 检出限低、 高选择性和所需样品量少等优点, 可实现文物的微损分析, 适用于检测花盆关帝庙壁画贴金胶料的种类[7]

采用日本前线实验室(Frontier Lab)热裂解仪PY-3030D和岛津(Shimadzu)气相色谱质谱仪GC/MS-QP2010Ultra, 色谱柱型号为UA+-5(Frontier Lab, 固定相为5%二甲基二苯基聚硅氧烷), 长30 m, 内径0.25 mm, 膜厚0.25 μ m, 进行数据分析, 了解胶结物成分。 图11是沥粉贴金胶料样品热裂解气相色谱图, 测定出的主要化合物见表6, 样品中壬二酸二甲酯、 棕榈酸甲酯、 硬脂酸甲酯的含量较高, 并且测出了油中所含甘油的甲基化产物: 1, 2, 3-甲氧基-丙烷和2, 3-二甲氧基丙醇, 说明样品中含有干性油类物质[8]。 棕榈酸与硬脂酸P/S值为1.07, Michael等研究表明棕榈酸(P)与硬脂酸(S)的比值在1~1.2, 说明样品胶料为桐油或熟桐油。 样品中检测出的烷链苯基链烷酸酯(APA)是桐油在加热或熬制过程中生成的物质[9], 从而判定样品为熟桐油。

图11 Zdxb-12胶料的离子色谱图
THM-Py-GC/MS, TIC— 总离子色谱
Fig.11 Ion chromatography of ZDXB-12 compound
THM-Py-GC/MS, TIC— total ion chromatography

表6 Zdxb-12胶料的Py-GC/MS分析结果 Table 6 Py-GC/MS analysis results of ZDXB-12 compound

样品中除了测出含量较高的棕榈酸和硬脂酸以及一些干性油类的氧化物产物(庚二酸二甲酯、 辛二酸二甲酯、 癸二酸二甲酯和壬二酸二甲酯)外, 同时还测出了含量较高的脱氢枞酸盐, 说明样品中除了熟桐油还加入了松香树脂。

2.5 不同位置壁画制作工艺差异

花盆关帝庙壁画制作材料与工艺研究中发现, 位置不同, 壁画地仗层制作规制不同, 主体壁画与山花壁画的具体表现如下:

(1)花盆关帝庙正殿主体壁画和山花壁画地仗层材料比例不一。 主体壁画的石英含量明显低于山花壁画和当地黄土的石英含量。

(2)花盆关帝庙正殿主体壁画的主要粒径和分布范围均大于山花壁画。

(3)花盆关帝庙正殿主体壁画地仗层较山花壁画的结合更为紧密。

(4)花盆关帝庙正殿壁画孔隙率较大。

造成山花壁画与主体壁画地仗层间差异的原因, 主要有两方面, 一是民国时期延庆地区壁画制作工艺粗糙, 二是遵循旧制, 不同位置地仗层制作规制不同。 据李诫《营造法式》卷十三《泥作制度· 壁画》的记载[10], 古法壁画地仗层制作工艺为“ 粗泥五重, 厚一分五厘。 方用中泥细衬, 泥上施沙泥。 侯水脉定, 收压十遍, 令泥面光泽” , 拱眼壁画地仗层制作工艺为“ 只用粗、 细泥各一重。 上施砂泥, 收压三遍” 。 描述了壁画与拱眼壁画地仗层材料和收压工艺上的差异, 具体表现有壁画地仗层制作使用粗泥、 中泥和沙泥, 拱眼壁画材料为粗泥、 细泥和沙泥; 壁画收压十遍, 拱眼壁画收压三遍即可。

花盆关帝庙主体壁画和山花壁画地仗层粒径大小、 成分含量和密实度等情况, 说明花盆关帝庙主体壁画和山花壁画的地仗制作工艺不同。 花盆关帝庙地仗层孔隙率大, 说明民国偏远山区壁画制作工艺在遵循古法的前提下, 已不如从前。 解释了与李诫《营造法式》卷十三《泥作制度· 壁画》中壁画和拱眼壁画的地仗材料和工艺相似, 但又有差异的原因。

综上所述, 通过花盆关帝庙壁画地仗层制作材料与工艺研究, 说明壁画地仗层制作工艺受位置影响, 不同位置壁画制作工艺不同。 《营造法式》对后世的壁画制作影响深远, 虽然花盆关帝庙的制作工艺较为粗糙, 但主体壁画和山花壁画的地仗层制作和材料配比中仍遵循旧制。

2.6 颜料的使用

花盆关帝庙及其壁画经历了四次修缮, 壁画表面存在重绘和修复痕迹, 因缺乏修缮资料, 无法准确判定正殿西壁壁画的修缮情况, 增加了了解壁画原始信息难度。

结合正殿西壁壁画的画面情况和村民访谈, 证实了原始信息保留最好的正殿西壁壁画, 也曾有过修复和局部重绘历史。 西壁主体壁画中的黄色颜料铬黄和绿色颜料铬绿、 绿土和巴黎绿都属于近现代颜料, 于19世纪到20世纪引入中国, 并得到广泛使用, 与花盆关帝庙的重建时间1815年和最早修复时间1934年吻合, 从颜料引进历史印证了正殿西壁壁画的修复历史和不同阶段花盆关帝庙壁画颜料层的修复材料使用情况, 同时丰富了绿土的使用案例。 由于缺少文献资料, 无法准确说明历次修复过程对壁画的影响。

此外, 在分析过程中针对同一样品不同位置进行检测, 发现除了主要显色成分外, 部分颜料样品中还含有石膏。 在颜料中混入石膏是壁画绘制过程中颜色变化的需要, 通过加入不同量的白色颜料来降低颜料的饱和度, 使壁画画面颜色深浅不一, 达到灵动多变, 层次分明的效果。

3 结论

(1)花盆关帝庙壁画支撑体为土、 砖、 木三种材料的墙体; 地仗层采用当地黄土制作而成, 加筋材料为稻草、 谷壳和麻刀; 颜料层材料大多为矿物颜料, 还有少量的近现代颜料。 主体壁画中的沥粉贴金装饰工艺, 以熟桐油和松香树脂为胶料粘贴赤金, 装饰壁画中的盔甲、 香炉、 伞盖。

(2)壁画颜料层的科学分析, 辨别颜料成分, 判断物质。 从颜料引进历史角度, 通过使用的近现代颜料证实花盆关帝庙的壁画修复情况, 也是一种鉴定壁画年代的辅助手段。

(3)通过花盆关帝庙壁画地仗层制作材料与工艺研究, 印证了不同位置壁画地仗层制作工艺不同。 同时说明《营造法式》对后世的壁画制作影响深远。

期待学者们通过对壁画不同位置的制作工艺研究, 揭示壁画制作规制的典型案例, 发现和完善不同位置壁画制作要求, 以及不同朝代壁画制作规制。

参考文献
[1] TU Bing-yi(屠秉懿). The Annals of Yanqing Prefecture, Chahar(察哈尔延庆州志). Taipei: Cheng Wen Publishing House(台北: 成文出版社), 1968. [本文引用:1]
[2] Beijing Municipal Bureau of Cultural Heritage Books and Materials Center(北京市文物局图书资料中心). Investigation and Research on Ancient Temple Murals in Yanqing, Beijing(北京延庆古代寺观壁画调查与研究). Beijing: Yanshan Press(北京: 燕山出版社), 2012. [本文引用:2]
[3] BIAN Jing-yi(边精一). Painting of Ancient Chinese Architecture(中国古建筑油漆彩画). Beijing: China Building Materials Industry Press(北京: 中国建材工业出版社), 2007. [本文引用:1]
[4] LI Zui-xiong(李最雄). Dunhuang Research(敦煌研究), 2002 , (4): 11. [本文引用:1]
[5] FitzHugh E W. Artists’ Pigments A Hand book of Their History and Characteristics. National Gallery of Art, Archetype, 2012. [本文引用:1]
[6] CHANG Bei(长北). Analysis of the Record of Painting Decoration(髹饰录析解). Nanjing: Jiangsu Phoenix Fine Arts Publishing House(南京: 江苏凤凰美术出版社), 2017. [本文引用:1]
[7] YANG Lu, HUANG Jian-hua, SHEN Mao-sheng, et al(杨璐, 黄建华, 申茂盛, ). Chinese Journal of Analytical Chemistry(分析化学), 2019, 47(5): 695. [本文引用:1]
[8] Mills J S. Studies in Conservation, 1966, 11(2): 92. [本文引用:1]
[9] Schilling M R, Heginbotham A, van Keulen H, et al. Studies in Conservation, 2016, 61(sup3): 3. [本文引用:1]
[10] LI Jie(李诫). Yingzao Fashi(营造法式). Beijing: People’s Publishing House(北京: 人民出版社), 2011. [本文引用:1]