为更好地描述龛窟内造像的位置, 采用缩写结合编号的方式进行命名。 彩塑缩写为CS, 每座洞窟内彩塑文物按照先正对窟门的主尊, 再左侧、 右侧主尊, 后胁侍, 最后其他类型为顺序, 从01开始编号。 如“ YY-6-CS01” 表示云崖寺6号窟正对窟门的主尊塑像, 洞窟造像编号如图2所示。 为研究云崖寺石窟明代彩塑的制作工艺与材料, 从造像上采集了15个样品, 其中样品编号为石窟缩写结合数字, 即YY代表云崖, 数字代表样品号, “ YY-01” 为云崖寺01号样品。 采集位置以洞窟结合造像编号和具体位置进行说明, 如“ 6-CS01基座” 代表6号窟01号彩塑基座。 样品详细信息见表1。

图2

Fig.2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 彩塑骨架和胎体分布图 (a): 6号窟; (b): 7号窟Fig.2 Distribution maps of skeleton and fetal body (a): Cave 6; (b): Cave 7

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 样品采集信息 Table 1 Informations of the samples 序号 编号 位置 样品 1 YY-01 6-CS01基座 石胎体 2 YY-02 6-CS01背部 泥塑层 3 YY-03 6-CS01基座 红色颜料 4 YY-04 6-CS02服饰 白色颜料 5 YY-05 6-CS03基座 绿色颜料 6 YY-06 6-CS17服饰 红色颜料 7 YY-07 6-CS17服饰 棕色颜料 8 YY-08 7-CS15颈部 泥塑层 9 YY-09 7-CS12服饰 黑色颜料 10 YY-10 7-CS01服饰 红色颜料 11 YY-11 7-CS12服饰 棕色颜料 12 YY-12 7-CS12服饰 金层 13 YY-13 7-CS05莲花座 橙色颜料 14 YY-14 7-CS05莲花座 绿色颜料 15 YY-15 7-CS02服饰 白色颜料

表1 样品采集信息 Table 1 Informations of the samples

剖面样品使用双组分环氧树脂按一定比例混合包埋, 室温24 h固化后, 经磨制、 抛光处理后制作完成。

(1) 红紫外照相机

EOS 60D的佳能数码照相机, 配备定焦78 mm F3.8镜头, 固定数码相机所用的三脚架或升降作业平台; 猎踪专业红紫外光源, 发光波长为400~1 100 nm; 成像窄带850和254 nm滤光片。

本次红紫外照相机拍摄距离为0.9 m, 光圈f/5.6, 曝光时间1/15 s, 滤光片850 nm。 光源垂直于相机镜头, “ C” 档拍摄模式下手动对焦, 直至图像清晰。

(2) 超景深显微镜(OM)

日本KEYENCE公司VHX-5000型, 镜头型号: VH-Z20R, 倍率: 20~1 000× , 自带照明灯。

(3) 扫描电镜-能谱(SEM-EDS)

Tescan公司VEGA3 XMU型扫描电子显微镜, 配置BRUKER XFlash Detector 610M型X射线能谱仪, 工作电压20 kV。 树脂包埋抛光后的样品经表面喷碳处理后进行选区元素分析。

(4) X射线荧光光谱(XRF)

美国Thermo Fisher Scientific公司Niton XL 3t800, 激发源: 银靶, 管电压6~50 kV, 管电流0~200 μ A, 功率≤ 2 W; 探测器: Si-PIN(硅半导体探测器)。 分辨率< 190 eV; 测试模式: 土壤模式; 检测时间: 90 s。

(5) X射线衍射(XRD)

日本理学RINT 2000型X射线衍射仪, Cu靶, DS=1° , SS=1° , RS=0.15 mm, 管电压40 kV, 管电流40 mA。

(6) 激光拉曼(Raman)

Thermo Nicolet Almega型显微共聚焦激光拉曼光谱仪, 激光器波长为532、 638和785 nm, 配有Olympus光学显微镜, 测试使用物镜为10~100× , 600、 1 200和1 800 gr· mm^-1光栅, 空间分辨率小于1 μ m, 光谱分辨率为2 cm^-1。

彩塑根据与建筑的依托关系, 分为圆塑、 壁塑、 悬塑和影塑四类^[5]。 6号窟内有5尊圆塑和22尊悬塑(2尊悬塑已脱落), 7号窟内保存有15尊圆塑。 云崖寺明代彩塑基本结构类同于甘肃地区石窟寺彩塑的传统制作方法, 先在陡峭的红色砂岩崖壁上开凿, 平整洞窟后, 在洞窟中凿孔插桩以便安插悬塑。 制作大型彩塑及石胎彩塑时, 会在洞窟凿岩时提前留出彩塑坛基及彩塑石胎。 现场勘查时, 从彩塑外部及残损处观察可见, 其基本结构可归纳为骨架层、 泥塑层、 彩绘层(包括颜料层和金层)。 颜料以红色、 棕色、 绿色、 白色为主, 部分区域有黑色、 橙色。 领口、 袖口、 纹饰等部分采用沥粉贴金。

依据骨架材质不同, 可将本次研究对象分为木骨架泥胎彩塑、 石胎+泥胎彩塑(即石胎泥塑结合木骨架泥胎彩塑)。 6号窟内有24尊木骨架泥胎彩塑(含脱落彩塑2尊)、 3尊石胎+泥胎彩塑, 如图2(a)所示; 7号窟内保存有10尊木骨架泥胎彩塑、 5尊石胎+泥胎彩塑, 如图2(b)所示。

小型木骨架泥胎彩塑高度在0.5~0.7 m之间, 首先使用木头削成人物的大体结构, 塑造出佛像的基本造型和动态, 然后在表面分层塑泥、 表达细节; 在佛像飘带等形态细弱的部分, 使用铁丝作为支撑, 再施泥塑形, 最后装銮上色而成。 中型木骨架泥胎彩塑高度在1.0~1.9 m之间, 骨架制作时选择与佛像姿势相近的木材经过加工制作成彩塑的主体骨架。 之后在骨架上绑缚苇草; 再在草外敷粗泥塑造佛像大样; 用细泥加入棉花、 麻等材料塑佛像细节(图3), 如衣褶、 配饰、 五官, 压紧抹光后使塑像成形, 再上白粉层。

图3

Fig.3

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	图3 泥塑层添加材料Fig.3 Additive material of mud layers

石胎+泥胎彩塑高约2.0~3.8 m之间, 为龛窟主尊。 须弥座为石胎(图4), 石胎体外层敷以细泥层, 然后绘彩。 佛身为木骨架泥胎彩塑, 与中型木骨架泥胎彩塑制作工序相近, 但体积更大, 关节处多使用铁丝进行木构件连接, 其结构示意图见图5。

图4

Fig.4

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	图4 石胎显微照片Fig.4 Micrograph of stone tyre

图5

Fig.5

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	图5 木骨架泥胎彩塑结构示意图Fig.5 Structure diagram of color plastic structure of wooden skeleton clay

彩塑服饰、 法器上绘制有各类纹饰, 由于油烟污损、 积尘等病害, 画面不清。 利用红外摄影可以穿透物质表面而获得表层以下清晰影像的特性, 本次研究通过调节红外摄影参数, 成功获取彩塑服饰纹样、 基座图案, 如图6所示。 可见光下菩萨像手部仅见轮廓, 红外光照片中清晰可见鱼鳞纹; 基座可见光下大致辨别出一人一马, 红外光下可见图案为一人挑担前行、 一人牵马前行。

图6

Fig.6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图6 彩塑纹饰可见光与红外光照片 (a): 手部可见光照片; (b): 手部红外光照片; (c): 基座可见光照片; (d): 基座红外光照片Fig.6 Visible image and infrared image of colored sculptures (a): Visible image of hand; (b): Infrared image of hand; (c): Visible image of base; (d): Infrared image of base

2.2.1 剖面及元素

使用超景深显微镜对彩塑样品(图7)进行观察, YY-05分为3层, 即红-绿-泥层; YY-12和YY-13取自一处, 分为4层, 即棕-泥层-金-红。

图7

Fig.7

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	图7 彩塑样品剖面 (a): YY-05; (b): YY-12, YY-13Fig.7 OM micrographs of samples cross-section (a): YY-05; (b): YY-12, YY-13

绿色、 棕色颜色样品存在分层, 对其进行能谱分析, 测试点位置如图8。 绿色颜料中均含有大量的Cu、 Cl元素。 棕色颜料含有一定量的Fe, 金层则含有大量的Au。

图8

Fig.8

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	图8 彩塑样品SEM-EDS测试点图 (a): YY-05; (b): YY-12, YY-13Fig.8 Corresponding backscattered images of samples (a): YY-05; (b): YY-12, YY-13

由于金为单质矿物, 古人很早就在绘画、 雕塑或其他装饰物上使用金。 妆金工艺包括贴金、 泥金、 拨金和沥粉贴金^[5]。 妆金不仅可以保护塑像, 同时提升庄重感, 增加审美效果。 云崖寺石窟明代彩塑在领口、 袍袖、 下摆等处使用沥粉贴金工艺。

将细粉、 胶等成分混合, 制备成具有一定粘性的膏状物。 通过尖端有孔的管子, 沿着画稿描绘圆形立体线条, 粘附在画面上, 此为沥粉。 待沥粉阴干后, 在表面涂刷金胶油, 再贴以金箔, 此为贴金。 沥粉贴金工艺应用较早, 在西汉时期的马王堆彩绘木棺上就有类似沥粉纹样的凸起线条; 敦煌莫高窟初唐57号窟、 盛唐45号窟造像头部和衣襟上均有所应用; 宋代开化寺《太子归荣图》中人物的发冠、 服饰、 器皿等多处采用沥粉贴金工艺; 宋代的灵岩寺、 紫金庵、 晋祠彩塑均有沥粉贴金工艺的使用; 元代永乐宫的《朝元图》也在服饰、 配饰等多处使用沥粉贴金; 明清时期, 该项工艺技法成熟, 应用范围更加广泛。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 SEM-EDS元素分析汇总表(Wt%) Table 2 Elemental analysis of SEM-EDS (Wt%) 编号 颜色 Na Mg Al Si K Ca Fe Cl Au Cu YY-05 绿色 - - 0.23 0.69 0.23 0.84 1.32 13.13 83.57 YY-12 棕色 1.37 1.35 22.36 52.13 6.75 3.45 12.59 - - - YY-13 金色 1.29 1.31 4.28 8.76 - 3.63 - - 80.73 - 注: “ -” 代表未检出

表2 SEM-EDS元素分析汇总表(Wt%) Table 2 Elemental analysis of SEM-EDS (Wt%)

2.2.2 物相

(1) 石胎体

取彩塑基座石胎体做X射线衍射分析(见图9), 样品衍射峰与石英、 钠长石、 微斜长石、 针铁矿、 钾长石特征衍射峰一致。

图9

Fig.9

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	图9 石胎体X射线衍射谱图Fig.9 X-ray diffraction pattern of stone matrix

(2) 泥塑层

取彩塑泥塑层土样做X射线衍射分析(见图10)。 样品衍射峰与石英、 钠长石、 斜长石特征峰相一致。

(3) 颜料层

图10

Fig.10

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图10 泥塑层X射线衍射谱图 (a): YY-02; (b): YY-08Fig.10 X-ray diffraction pattern of mud layers (a): YY-02; (b): YY-08

使用便携式X射线荧光光谱仪对云崖寺6号窟和7号窟彩塑中红色、 棕色、 绿色、 橙色、 黑色和白色进行元素含量测定, 将数据归一化处理, 根据显色元素推断颜料种类。 红色颜料测试点检测出Hg、 Pb, 推测其可能是朱砂、 铅丹; 棕色含有Fe, 推测其可能使用了铁红; 绿色颜料测试点中全部含有Cu, 无法确定其矿物种类; 橙色含有As, 推测其可能使用了雌黄或雄黄; 黑色颜料未检测出Pb, 排除铅丹变色的可能; 白色颜料中含有大量的Ca, 无Pb, 排除其使用了铅白。

使用颜料颗粒进行激光拉曼检测, 分析矿物物相, 确定颜料种类。 本次拉曼图谱分析建立在已发表的研究成果之上^{[6, 7]}。

6号窟中(见图11), 红色颜料YY-03在118、 147、 234、 385和542 cm^-1处有特征峰, 结合XRF元素测定中Pb, 可确定该颜料为铅丹; YY-06在246和340 cm^-1处有明显特征峰, 结合XRF元素测定中Hg, 可确定该颜料为朱砂。 棕色颜料YY-07在222、 289、 407、 506和610 cm^-1处有明显特征峰, 结合XRF元素测定中Fe, 可确定该颜料为铁红。 白色颜料YY-04在153、 280、 865和1 085 cm^-1处有明显的特征峰, 判定其为白垩。 绿色颜料YY-05在125、 153、 274、 361、 516、 826和915 cm^-1处有特征峰, 结合SEM-EDS检测出Cl、 Cu元素, 可确定其为氯铜矿。

图11

Fig.11

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	图11 6号窟颜料激光拉曼谱图Fig.11 Raman spectrum of pigments in Cave 6

对7号窟颜料样品进行相应的拉曼光谱分析(见图12), 其中红色、 棕色、 白色、 绿色与6号窟颜料相近, 其使用了铅丹、 铁红、 白垩、 绿铜矿。 7号窟黑色颜料YY-09在1 385和1 593 cm^-1处有明显特征峰, 可确定该颜料为炭黑。 橙色颜料YY-13在151、 200、 291、 309、 353和380 cm^-1处有特征峰, 检测结果所用橙色颜料为雌黄。

图12

Fig.12

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	图12 7号窟颜料激光拉曼谱图Fig.12 Raman spectrum of pigments in Cave 7

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 云崖寺石窟明代彩塑制作材料汇总表 Table 3 Summary of materials of Ming Dynasty colored sculptures in Yunya Temple Grottoes 结构位置 材料 6号窟 7号窟 骨架层 石胎 石英、 钠长石、 微斜长石、 针铁矿、 钾长石 泥塑层 泥层 石英、 钠长石、 斜长石 添加材料 麦秆、 麻 彩绘层 红色颜料 铅丹、 朱砂 铅丹 棕色颜料 铁红 橙色颜料 / 雌黄 白色颜料 白垩 绿色颜料 氯铜矿 黑色颜料 炭黑 金层 金

表3 云崖寺石窟明代彩塑制作材料汇总表 Table 3 Summary of materials of Ming Dynasty colored sculptures in Yunya Temple Grottoes

雌黄又名石黄(As₂S₃), 单斜晶系, 晶体常呈短柱状或板状, 呈柠檬黄色, 常与雌黄共生。 敦煌石窟壁画和藏经洞保存的唐代绢画使用了雌黄颜料^[3]。 按吴淑生先生等记述, 周代的织物上已使用了雌黄、 雄黄^[8]。 山西平朔秦汉墓出土彩绘陶器上检测出雌黄; 敦煌西千佛洞唐朝15窟西壁壁画上小佛足下莲座、 米黄色用了雌黄; 承德避暑山庄外八庙的普宁寺壁画的黄色颜料为石黄^[9]。 罗瑟福· 盖特斯等在喀喇库图壁画残片上发现的少量雌黄^[10]。

绿色是我国彩绘文物最为主要的色彩之一, 其中石绿、 氯铜矿使用最为广泛^[11]。 氯铜矿英文名称Atacamit, 来自智利的阿塔卡马(Atacama)。 学术界曾一度认为氯铜矿型碱式氯化铜绿色颜料是人造铜绿。 其后, 在我国新疆^[12]云南、 四川等地发现氯铜矿。 北朝之后, 氯铜矿的使用增多, 新疆克孜尔石窟、 敦煌莫高窟、 麦积山石窟、 炳灵寺石窟、 天水伏羲庙、 彬县大佛寺石窟、 青海乐都县瞿昙寺等地的壁画、 彩塑等彩绘文物上的绿色颜料中均有氯铜矿发现^[13]。