广州脆弱青铜器科技保护与研究取得突破

　　广州得天独厚的地理环境，孕育了悠久的历史和灿烂的文明，积累了丰富的历史文化资源，包括大量精美绝伦的青铜器。然而受广州地区温暖多雨、光热充足、夏季长、霜期短等气候影响，以及埋藏青铜器的红壤特性，从墓葬中出土的青铜器受化学腐蚀非常严重——大部分铜腐蚀流失殆尽，通体矿化，无铜芯本体的存在。腐蚀严重的整件器物呈灰黄色，内部结构疏松，质地十分脆弱，强度非常低。此类青铜器十分罕见，加固保护处理相当棘手，在考古发掘现场无法直接提取，是可移动文物科技保护难题。

　　广东省文物局和广州市文化广电新闻出版局对广州地区出土脆弱青铜器的科技保护十分重视。广州市文物考古研究院在上级部门的大力支持下，逐步开展此类脆弱青铜器的科技保护，包括制作工艺研究、病害机理研究与修复工艺、材料研究、保存环境监测、保护加固技术与加固材料等方面的研究，其中专门就广州大学城小谷围岛出土的46 件脆弱青铜器进行了细致病害调查和评估。项目纳入国家文物局文物保护“十二五”规划项目库。保护修复方案于2012 年12 月获国家文物局批复。

　　脆弱青铜器病害机理研究取得初步成果

　　在小谷围脆弱青铜器保护修复项目实施过程中，研究人员对脆弱青铜器病害机理进行了研究。根据脆弱青铜器的腐蚀矿化程度进行分类，然后利用能量色散X 射线荧光光谱仪、X 射线衍射仪、红外光谱仪、金相显微镜、离子色谱仪等仪器对提取的青铜器样品进行检测分析。X 射线荧光分析表明，样品的金属元素比例虽已不是原金属本体的成分构成，但基本可以判断所分析的小谷围青铜器主要是铜-锡-铅三元合金。其中的铜元素被腐蚀氧化后形成可溶性盐，不断从器物体内向土壤环境流失，导致青铜器的强度非常低。

　　X 射线衍射分析结果表明，小谷围出土青铜器的锈蚀产物主要有锡石、孔雀石、蓝铜矿、方解石、硫酸铅矿，少量磷氯铅矿、白铅矿、白云母、石英。部分样品经过红外光谱分析进行验证，表面锈蚀主要物相是孔雀石、蓝铜矿。腐蚀产物以氧化物、碳酸盐、硫酸盐为主，而石英主要来自土壤。此类锈蚀产物在小谷围墓葬的土壤埋藏条件下，可溶性离子不断迁移，造成青铜器矿化脆弱；而出土后，其在常温下条件下是比较稳定的。

　　项目组对一件保存较好的铜樽进行金相分析，发现样品因子（α+δ） 共析体的自然腐蚀呈现均匀细密的α枝晶，分布少量细小铅颗粒，铸造缺陷较多，说明铜樽是采用铸造的工艺，且铸件的冷却速度较快，存在严重偏析。观察到未被腐蚀残留的岛屿状α相。随着腐蚀程度加深，最后低锡相的α相才逐渐被腐蚀，而且有所残留。观察发现孔雀石、赤铜矿由表及里的层状分布非常明显。基本上可判断广州地区此类青铜器腐蚀过程，是青铜器的铜先与土壤中的氧生成赤铜矿，赤铜矿与环境中的二氧化碳、水生成孔雀石、蓝铜矿而不断流失，锡与氧生成锡石，锡石不溶于水，留在原地富集。

　　经过对青铜器附着的土壤样品分析得知，小谷围土壤中含有的主要易溶阴离子是硫酸根离子、硝酸根离子，但是含量都较低，氯离子、氟离子含量更少。与北方干旱半干旱气候下的数据比较，由于北方降水少、地下水位低，致使没有足够的水淋洗土壤中的可溶盐，可溶盐不断聚集积累，氯离子等侵蚀性离子的存在是腐蚀器物的主要因素。而广州雨水资源丰富，地下水位高，可以不断淋洗土壤中的可溶盐，土壤中氯离子等有害离子含量就少，其对青铜器的危害就小。但是红壤具有空隙大等特性，使足够多的氧和二氧化碳有条件进入，加上红壤弱酸且高湿的条件促进电化学反应速度，基体内部的铜离子也随土壤中水不断迁移，所以环境中的氧、水、二氧化碳才是青铜器腐蚀的最主要因素。