在人类文明的进程中，金属的出现和使用起到了重要的作用和影响，其显著改善了人类在自然界中的生存能力[1]。铜是一种重要的金属元素，人工冶铜技术的发展对中华文明的诞生起到了至关重要的支撑作用，其中青铜是人类最早广泛用于生产和生活诸多方面的金属材料。青铜器的使用，使夏商周至秦汉时期的中华文明达到了历史上强大而鼎盛的时期[2-3]。中国青铜礼乐器当中的青铜甬钟正是此盛世的代表之一，青铜甬钟是一种打击乐器[4]，往往成编出土，最早始于西周，然而甬钟的发展直至汉代依然是打击乐器当中必不可少的一类，且其演进历程具有明显的时代特征[5]。
中国的考古工作自中华人民共和国成立后发展迅猛，硕果累累，但由于受到在地下尘封多年且不同埋藏环境等诸多影响，大量青铜文物出土时大多残破不堪。因此，为了更好剖析青铜器的历史信息和文化信息，揭露其历史、艺术、科学价值，对青铜器采取科学的方式进行保护修复迫在眉睫[6]。
在我国的江西省区域内出土了大量不同种类的青铜器。以2015年评为“全国十大考古新发现”之一、2021年评为“全国百年百大考古发现”的西汉海昏侯刘贺墓出土的青铜甬钟为例[7]，其于北藏椁乐器库当中出土了多达10 件成编青铜甬钟，此数量打破了以往西汉时期出土青铜甬钟5件成编的“惯例”。为了能更好的探析海昏侯墓出土青铜甬钟的考古价值及科学意义，本文对其中一件残破较为严重的青铜甬钟修复过程进行概述，以此探析在多学科合作基础上对青铜器实施科学保护修复的作用及价值。
1. 文物概况
2015年在江西省南昌市新建区西汉海昏侯刘贺墓北藏椁的乐器库出土的青铜甬钟（图1），该器厚重，出土时整体断为10块，除一块呈现从舞部到於部的贯通性脱落及另一块接近于贯通性脱落外，其它几个残块都是属于篆部、鼓部等不同部位的脱落，在各残块拼接之间也有不同程度的变形。在钟的一侧篆部位置上，也出现了一条横向长约17 cm的裂隙，呈平面方向的左右变形，并折返到另一侧面上，裂隙的开口最宽达3 mm。甬钟上有纹饰，中部饰一周瓦纹，下部饰一周凸出的带饰，带饰之间的部分饰蟠螭纹，其上为旋，旋上部刻有绹纹。舞中部靠近甬饰一周弦纹，舞面前后两部分饰蟠螭纹。枚上刻有螺旋形线纹，枚与篆带以弦纹隔开，枚之间满饰蟠螭纹。篆带满饰蟠螭纹。钲部两侧枚的部分中间饰蟠螭纹。
图1 青铜甬钟修复前图
2. 青铜甬钟检测分析
2.1 取样信息
遵循最小干预原则对该青铜甬钟进行取样，取样部位均来自其残损处。共取2个样品，样品yz-1取自篆部残缺处，样品yz-2取自器物内壁处，取样详情见图2。
图2 青铜甬钟取样图
2.2 实验仪器和方法
2.2.1 金相显微镜
为了解青铜甬钟的制作工艺，对样品进行了金相分析。依据标准金相样品制备方法，经镶嵌、打磨、抛光后，使用质量分数为3%的三氯化铁盐酸酒精溶液进行浸蚀，利用金相显微镜观察样品的金相组织，并拍摄金相照片。金相显微镜仪器型号为：ZEISS蔡司Axio Imager.M2m。
2.2.2 扫描电子显微镜能谱仪（SEM-EDS）
为探究青铜甬钟的化学成分和合金技术，通过扫描电子显微镜能谱仪（SEM-EDS）对其进行分析。扫描电子显微镜型号为：ZEISS蔡司Zeiss EVO MA 25；能谱分析仪型号为：Oxford Instruments；分析软件为：INCA；实验条件为：测试时的加速电压20 keV，采谱时间60 s。
2.3 结果与讨论
青铜甬钟所取样品yz-1 和yz-2的金相组织均为铜锡α固溶体树枝晶，大量（α+δ）共析组织互连成网络状，Pb颗粒密集分布，部分Pb颗粒尺寸较大，为Pb-Sn青铜铸造组织（图3），因而推断其加工工艺为铸造成型，甬部上有三处芯撑痕迹，疑似甬部先铸，然后甬部安放在钟身舞部内芯的位置上，并在甬部四周挖去一周范土，与器身接铸，钟内侧甬部下端留有接铸痕迹。铸后调音，钟内侧有调音后留下的痕迹。
图3 样品金相组织：（a） yz-1；（b） yz-2
青铜甬钟所取2个样品yz-1和yz-1的背散射电子像及对应谱图见图4、图5所示。同理，SEM-EDS分析表明青铜甬钟为Cu-Sn-Pb三元合金青铜器，未见S、As、Fe等元素。具体结果见表1。
图4 样品yz-1背散射电子像（a）和能谱图（b）
图5 样品yz-2背散射电子像（a）和能谱图（b）
表1 青铜甬钟SEM-EDS分析结果（质量分数，%）
SEM-EDS分析可知甬钟为Cu-Sn-Pb三元合金，其中Sn含量较高（>15%）。Sn和Pb的加入可以降低材料熔点，提高硬度，改善机械性能。适量Pb的加入还能增加Cu液的流动性，有利于铸造出精美的纹饰[8]。此青铜甬钟合理的合金配比显示出成熟的青铜合金技术。
此外此青铜甬钟金属基体保存较好，在后续的保护工作当中可使用扩张器、千斤顶等专有工具对文物进行整形修复。但需注意的是该文物Sn含量较高，文物基体比较脆，整形的力度要控制合适，避免整形中青铜器断裂。
3. 青铜甬钟的保护修复
3.1 针对性保护修复方案编制
在对青铜甬钟的保护方案进行编制时，需要重点关注青铜甬钟历史价值、科学价值、艺术价值的评估，与文物修复人员和考古专家、艺术史专家共同合作，结合考古档案资料和文献、文物的现状分析信息得出关于甬钟的价值评估结论。与此同时，需要对甬钟的病害进行分析和调查，由于受到条件限制，因此采取肉眼观察法得知此甬钟器身残缺、断裂、变形，并据此绘制出甬钟的病害图。
经过对青铜甬钟进行上述分析之后，得出其针对性保护修复方案流程如图6所示。
图6 青铜甬钟针对性保护修复方案流程图
3.2 “氯离子”检测
青铜器的腐蚀问题主要为“青铜病”。“粉状锈”便是其具体表现。“粉状锈”表现为一种淡绿色的粉状腐蚀产物，一旦出现会继续产生新的锈蚀，对青铜器的长期保存造成危害[9]。因而对青铜器进行保护修复之前，应该依据分析检测的数据对器物进行病害状况和腐蚀程度的必要评估。科学检测的对象包括青铜器本体、锈蚀产物和其他的附着物，采取方式为“氯离子”检测，其化学方法主要有硝酸银或硝酸汞滴定法、离子色谱法、电位滴定法等[10]。
此青铜甬钟使用的“氯离子”检测方法是硝酸银滴定法，这种传统的检测方法操作便捷、使用仪器设备相对简单。具体做法为：首先，观察甬钟各疑似出现“粉状锈”的地方，对其小心地进行锈蚀取样。取样应当遵循文物最小干预的原则，即在甬钟出现锈蚀的残片或者不重要的位置进行取样。这些取样点既要满足病害检测的需要，又要能够具有代表性，足以反映整个甬钟的病害情况。检测取样合计3份，分别为①粉末与块状，绿色，残片内壁；②块状，深绿色，残片内壁；③粉末状，淡黄绿色，甬钟鼓部。
其次，将取下的锈蚀样品分别溶解于6~8 mol/L的HNO3中，待溶解完全后，往其中滴入0.1 mol/L的AgNO3溶液。如果溶液清澈，无白色沉淀生成，表明样品中不含氯。如果溶液中有大量白色絮状物沉淀，表明样品含有“粉状锈”成分。
经过检测，3份样品均未出现白色沉淀，说明此青铜甬钟不含有害锈，即未患“青铜病”。
3.3 清理除锈
对青铜器的科学检查和初步清理可确定其类型和估计保护的预期状态。清理过程中物理清理方式为传统的除锈方法，总体来说相对安全方便，便于掌握，适应的范围较广，具体方式包括：手工除锈、激光清理[11]、超声波清洁器[12]和喷砂等。
此青铜甬钟采取物理清理中的手工除锈，具体操作为：观察可知甬钟表面有纹饰，但由于器物表面和器物内部被一层附着物覆盖，故需对其附着物进行清理，先用手术刀除去表面的大块土锈附着物，对于局部纹饰部位的锈，采用竹刀和手术刀轻轻剔除，以此显露出纹饰。
3.4 整形与焊接
青铜器由于在出土时受到埋藏环境的影响，被挤压变形，需通过整形来矫正以恢复原状。整形又称矫形，即在变形部位施加与其变形相反方向的力而使其恢复原状[13]。青铜器整形方法主要包括捶击法、扭压法、撬压法、顶撑法、锯解法和加温法。同时，近年来随着科学技术的发展，为了适应青铜文物修复的需求，一些新型整形器、矫形器也开始出现，例如圆形的整形桶、F型夹、G型夹等[14]。
此青铜甬钟整体断为10块，每块都存在变形情况。基于此，其具体整形过程为：
（1）使用内外环形套环相互顶撑，对器物上半部位口沿及腹部变形处进行整形，使得器物恢复原状；
（2）配合G型夹、F型夹夹紧，继续固定，经过等待几天后再继续调整F型夹大小，口沿椭圆形短直径内部使用千斤顶顶住往外撑，调整千斤顶的螺栓，器物短直径这两点之间明显往外撑，再用卷尺测量对应的直径，可知尺寸基本接近（图7）;
图7 青铜甬钟整形过程图
（3）由于器物铜质较好，为防止反弹，需矫往过正；
（4）等待几天后进行局部微调，使用水管箍固定住器物裂隙部位，内部继续使用千斤顶顶撑；
（5）经过往复工具操作，器物恢复原状。
经过整形并使得青铜甬钟碎片恢复原状之后，需要进行焊接。“锡焊法”是一种传统的焊接方法，这种方法的优点是可以及时地对焊接进行调整[15]。在焊接前，需要先对器物的断口、裂缝部位进行是否具有金属性的判断。如果铜器还具有较高的金属性，则可焊接。此青铜甬钟焊接操作为：用画笔蘸取氯化锌作助焊剂涂于焊接处，使用300 W电烙铁上Sn对断裂处进行焊接，冷却后将焊接处打磨平整（图8）。
图8 青铜甬钟焊接过程图
3.5 倍半碳酸钠溶液中和
由于此青铜甬钟的断口位置使用了氯化锌作助焊剂，因此在断口缝隙处必然残存氯化物，若不将其清除将会对青铜器造成二次危害。故将器物浸泡入质量分数为5%的倍半碳酸钠溶液里，以中和焊接时氯化锌中残留在器物上的氯离子，2 h后，将器物取出后，用蒸馏水清洗，直至pH试纸测试溶液呈中性，然后强制烘干。经过浸泡中和后，甬钟表面的锈蚀稳定，易于保存。
3.6 缓释与封护
缓释是防止或者延缓青铜器进一步腐蚀的重要保护步骤。目前常用的缓蚀剂有BTA、AMT、PMTA等[16]。封护是在文物修复之后在其表面涂刷一层封护剂，其对于修复后的青铜器保养护理非常有帮助。常见的封护剂有各种蜡和丙烯酸树脂类[17]。
此青铜甬钟保存的地区属于亚热带季风气候，气候炎热，并且由于库房条件限制，设备较老，资金有限，难以达到恒温恒湿，所以必须对此青铜甬钟进行应急性保护，即缓释和封护。由于该器物体型较大，缓蚀、封护均采取毛刷涂刷的方法。
缓蚀：用毛刷蘸2%BTA无水乙醇溶液均匀地涂刷青铜甬钟内外壁，等待自然干燥，乙醇发挥完毕后，二次涂刷，继续自然干燥，再次待乙醇发挥完毕后，观察是否出现白色针状物质。如有，则用无水乙醇擦拭白色物质，接着第三次重复涂刷溶液。
封护：与缓蚀方法相同，用质量分数为2%的ParaloidB72丙酮溶液对青铜甬钟封护，用毛刷蘸该溶液封护剂涂刷器物内外壁，等待自然干燥（30 min），二次涂刷并等器物自然干燥。
3.7 做旧（随色）
为了符合文物的艺术性要求，中国自古以来便有对青铜文物进行做旧修复的惯例，具体就是对曾经修复焊接等过程的痕迹使用各种方法进行掩盖和修饰，从而使得这些痕迹与器物整体衔接自然，极具艺术性。青铜器做旧的效果与进行做旧工作的环境很有关系，只有在晴天的自然光下做旧的颜色才能够满足无论哪种环境下，都不会偏色的要求[18]。
此青铜甬钟采取传统方式进行做旧。利用虫胶漆作为粘接剂，将各种矿物颜料作为着色剂施加在被处理的表面使其和周边浑然一体，即对青铜甬钟焊接过的部位做旧随色，用虫胶漆调配矿物颜料，采用点、拨、弹等方法上色。由于器物表面锈蚀颜色层次较少，仅为浅绿色和土锈，所以作色较为容易，采取平常作色手法并经过反复上色，即可完成上色做旧。在上色完成后，等待其完全干透，观察整体颜色，最后再统一校定器物焊接处的颜色，使其整体协调。
3.8 完善档案
经过一系列步骤，此青铜甬钟已完成初步的保护修复工作，如图9所示。但对于每件具体的文物来说，都应当有一份属于自己的修复档案，只有这样才能够确保前后工作的合理衔接，使文物得到更好的保护。
图9 青铜甬钟修复后照片
修复档案内容包括甬钟保护修复基本信息、保护修复前检测分析资料、保护修复流程日志、保存现状记录等。完善档案的目的是为了方便后续文物保护工作者通过修复档案掌握关于文物的修复资料，了解前人所完成的工作和进展，以便根据留下的资料档案制定更加合理有效的计划措施进行后续的持续性维护工作。
4. 结束语
此青铜甬钟的保护修复严格按照国家文物局颁布的行业标准“馆藏金属文物保护修复方案编写规范”为基准，以分析检测结果为依据，按照最小干预性原则、可辨识原则、可逆性原则以及兼容性等原则进行科学保护修复。具体实施保护修复工作之前，有效结合了考古知识的背景探析、科学分析检测的技术支撑，使一方面遵循较为常规的青铜修复程序对其进行保护修复，另一方面又从实际出发，因病医治，针对青铜甬钟的特殊情况制定了特殊的整形、焊接方法。
文物的保护修复工作内容复杂，涉及领域广泛，此青铜甬钟在保护修复当中结合了文物考古、科技分析、修复人员共同的智慧，从各自的专业角度出发，相互协商并综合提出问题、解决问题后，制定了针对性的保护修复方案。既贯穿了现代的国际文物修复理念，又结合传统的文物修复工艺，是传统和现代的默契融合。
多学科合作的开展非常有助于青铜器保护修复工作的进行，可起到良好的科学指导作用，能够顺利延续青铜器的“生命”。
**致谢：**本文实验部分得到了西北大学文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室先怡衡老师的大力指导。在此致以诚挚的感谢！
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作者简介：
江晶（1990—），女，江西南昌人，就读于广西民族大学科学技术史专业，主要研究方向：科技考古与文物保护，冶金史与冶金考古。
李文欢（1987—），男，甘肃定西人，江西省文物考古研究院馆员。2015年毕业于北京科技大学科学技术史专业，主要研究方向：科技考古与文物保护，冶金史与冶金考古。参与江西省南昌市海昏侯墓现场发掘，现主持该墓出土文物保护工作，曾多次参与各时期金属矿、玉矿等遗址调查和发掘，曾在《文物》《江汉考古》《南方文物》等期刊发表多篇学术论文。通信地址：330029江西省南昌市青山湖区创新一路国防科技大厦东南侧江西省文物考古研究院
2024-11-16
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