左江花山巖畫顏料合成及其機(jī)理早期分析研究

鄺國(guó)敦　劉大章　樹皋　韋靈敦

摘要：1985年廣西地質(zhì)調(diào)查院（原廣西地質(zhì)研究所）的專家對(duì)左江花山巖畫顏料進(jìn)行了分析研究，實(shí)驗(yàn)表明花山巖畫顏料層表層為以赤鐵礦為主的紅色薄膜層，緊連著的則是水草酸鈣石層，之下才是崖壁面（碳酸鈣石）。顏料層的組成成分除主要的含鐵礦外，還含有鋁、硅及鎂、鈣等。由此推測(cè)，當(dāng)年古代先民在制備巖畫顏料時(shí)，在混有鐵礦粉和粘合劑（動(dòng)物膠或植物膠）的混合漿液中，還特別加入了含大量草酸的植物漿汁。當(dāng)這些混合有草酸的含鐵粘性漿液涂在崖壁上后，因草酸的酸性遠(yuǎn)比碳酸強(qiáng)很多，其中的草酸根便奪取碳酸鈣中的鈣，取代其位置而變成水草酸鈣石，緊緊附著崖壁面上，其中的鐵質(zhì)則被還原變?yōu)槌噼F礦，粘附及混雜在水草鈣石層上。提出這就是左江巖畫顏料能經(jīng)歷千年風(fēng)雨侵蝕仍不脫落保留至今的原因。

關(guān)鍵詞：左江花山巖畫；巖畫顏料分析；赤鐵礦石；水草酸鈣石

一、前言

左江兩岸巒峰疊嶂、綠蔭千層、青山碧水、風(fēng)光旖旎；而規(guī)模宏大、風(fēng)格粗獷的巖畫，更為左江流域的山光水色增添了神秘與瑰麗的色彩。巖畫繪在懸崖絕壁之上，沿江延綿數(shù)百里，其規(guī)模之宏大，作畫條件之艱險(xiǎn)為國(guó)內(nèi)外所罕見。千百年來，左江巖畫這一壯族的光輝遺作，伴隨著各種各樣的神話和傳說，以口頭文學(xué)的形式在民間流傳，幾乎不為外界所知曉，直至宋代，在地方志史上始有記載。新中國(guó)成立后，黨和政府曾多次派專家和組織考察隊(duì)對(duì)左江巖畫進(jìn)行考察研究，并出版了論文專集，始引起社會(huì)上的關(guān)注，其中關(guān)于巖畫的作畫民族、作畫年代、作畫動(dòng)機(jī)、巖畫社會(huì)功能及顏料制作合成方面，更引起人們極大的興趣和好奇，尤其在顏料制作合成方面，到底什么樣的顏料竟能經(jīng)歷千年時(shí)間的自然界風(fēng)雨侵蝕而不風(fēng)化剝落，長(zhǎng)期以來這方面的研究很少且進(jìn)展不大。1984年11月，全國(guó)民族學(xué)術(shù)討論會(huì)在廣西南寧召開，會(huì)后自治區(qū)民委邀請(qǐng)與會(huì)代表赴寧明花山考察參觀。1985年11月，自治區(qū)人民政府組織開展了迄今規(guī)模最大的一次左江崖壁畫多學(xué)科綜合考察及由廣西民族研究所承擔(dān)的《廣西左江流域崖壁畫考察與研究》課題成果展示及驗(yàn)收，廣西地質(zhì)調(diào)查院（原廣西地質(zhì)研究所）也派人員全程參加了該次活動(dòng)。在課題成果報(bào)告會(huì)上，廣西民族研究所對(duì)上述各類問題做了全面的闡述和展示。其中重要內(nèi)容和結(jié)論如作畫民族為壯族先民古駱越人所繪制，畫面內(nèi)容主要是反映祭祀活動(dòng)而非戰(zhàn)爭(zhēng)慶功或慶豐收?qǐng)D，巖畫的社會(huì)功能可能與當(dāng)時(shí)的農(nóng)耕文明，與祈福避災(zāi)有關(guān)等階段性成果。課題組還委托相關(guān)研究單位對(duì)作畫年代和顏料制作等分別作了專題研究。其中作畫年代考證是根據(jù)多個(gè)樣品的碳十四同位素年齡測(cè)定。結(jié)果認(rèn)為是在約22002400年前，即相當(dāng)戰(zhàn)國(guó)至東漢時(shí)期。對(duì)顏料制作合成方面的研究，感覺其結(jié)論似乎過于簡(jiǎn)單，依據(jù)尚感不足，之后我們通過對(duì)民族所覃圣敏先生提供的崖畫碎片樣品的觀察有新發(fā)現(xiàn)，遂向組委會(huì)闡述了我們的看法，還提出了在崖壁畫分布區(qū)進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)考察的建議。隨后組建左江崖壁畫區(qū)地質(zhì)考察隊(duì)，于當(dāng)年11月底至12月初對(duì)崖壁畫分布區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)背景調(diào)查及在相關(guān)崖畫點(diǎn)的適當(dāng)位置補(bǔ)采崖畫顏料樣品作進(jìn)一步分析研究。

二、左江巖畫顏料分析

根據(jù)以往對(duì)巖畫顏料樣品的分析研究結(jié)果，當(dāng)時(shí)認(rèn)為顏料的組成主要為赤鐵礦粉（Fe₂O₃）和粘合劑的混合物，主要為動(dòng)物膠類粘合劑，有的則提出也有可能混入植物性粘合劑如淀粉之類；在論及其機(jī)理時(shí)，認(rèn)為是無粘性的赤鐵礦粉借助動(dòng)物膠或植物膠粘合劑的粘性附在崖壁上，還提出可能在2000多年前淀粉類的性質(zhì)與現(xiàn)今的有較大的差別（即古時(shí)候可能粘性更大，現(xiàn)在變小了）。我們認(rèn)為上述解釋過于簡(jiǎn)單。據(jù)已知的各種動(dòng)物性或植物性粘合劑，能經(jīng)歷2000余年而不老化脫落是不可想象的。在地球生物圈長(zhǎng)達(dá)數(shù)億年的生物進(jìn)化史上，2000多年是很短的時(shí)段，在如此短的時(shí)間內(nèi)，生物基因的發(fā)生較大變化的可能性很小，尤其植物界的變化更慢，淀粉性質(zhì)有較大變化這一推斷難于令人信服。當(dāng)我們把覃圣敏先生提供的從崖壁畫上脫落，表面粘有顏料層的碎片放在顯微鏡下觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)：在輕輕刮開最表面的紅色顏料層后，發(fā)現(xiàn)其下是一層很薄的灰白色層，再往下才是巖石（石灰?guī)r）表面，當(dāng)時(shí)便意識(shí)到，是否就是這一不知為何物的灰白色薄層把紅色顏料層與崖壁面緊緊連結(jié)在一起。因此在后來補(bǔ)采樣品時(shí)，便有意對(duì)表面紅色層和其下的灰白色層分別進(jìn)行采樣，在寧明花山和扶綏吞平山各采兩組樣共4個(gè)樣品，之后送到廣西地礦測(cè)試研究中心和廣西冶金研究所分析測(cè)試。

（一）測(cè)試樣品制作與野外樣品的補(bǔ)采

1.光學(xué)薄片的制作

把粘有紅色顏料層的巖石碎片垂直顏料層表面切下制成薄片，薄片厚度0.03毫米。

2.野外補(bǔ)采樣品的采取

樣品采取時(shí)，將最表面的紅色層用刀片輕輕刮下作樣品，細(xì)心刮取紅色層下的灰白色層作樣品，兩種樣品要分開分別進(jìn)行鑒定測(cè)試。

（二）樣品測(cè)試情況

1.光學(xué)薄片在顯微鏡下觀察情況

上述光學(xué)薄片在顯微鏡下可見其最表層為一不透光的氧化鐵薄膜，其與崖壁石灰?guī)r之間并沒有直接接觸而是隔著一層極薄的透明度較好的呈放射狀集合體或極細(xì)顆粒的中間層，粒度一般在0.003-0.004毫米之間，灰白色層的厚度約為0.015-0.075毫米，平均約為0.05毫米。該層的光學(xué)性質(zhì)與其下的石灰?guī)r（CaG03）十分相似，折光率和重折射率都很接近，其他光學(xué)性質(zhì)難于測(cè)定。紅色薄膜的細(xì)小顆粒不均勻分布或混雜在該層表面，此外還雜有少量石英碎屑和一些模糊不清的細(xì)小顆粒，疑為黏土礦物，但從其光學(xué)性質(zhì)無法確定其礦物屬性。

2.光譜分析情況

經(jīng)對(duì)前述的樣品進(jìn)行光譜分析，其結(jié)果如表1。

從表1中可看出，其主要元素為Ca、Si、Fe、Al、Mg5種，分析結(jié)果與前人對(duì)顏料層的分析結(jié)果基本一致。

3.電子探針分析結(jié)果

對(duì)上述光學(xué)薄片中紅色薄膜在不同部位作了電子探針分析，結(jié)果如表2。

從電子探針分析結(jié)果看，一些氧化物能呈現(xiàn)紅色的只見有鐵的氧化物（Fe₂O₃），其他主量元素的顯示也與光譜分析結(jié)果類似。此外，也曾對(duì)能構(gòu)成紅色礦物的元素如鉛、汞、銻等進(jìn)行過掃描，在顏料層中均未發(fā)現(xiàn)。

4.X光射線衍射分析情況

由于上述樣品用光譜分析和電子探針分析均未奏效，只顯示有Ca、o、C、H等元素，無法確定其為何種除碳酸鈣之外的鈣鹽，因而改變思路，用X光射線衍射法進(jìn)行分析。使用D/Max-ⅢA衍射儀，在40KV、30mA、Cu靶，加石墨單色器的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)上述兩處樣品分別作了X衍射分析，兩個(gè)樣品的分析結(jié)果相同。其在衍射圖上出現(xiàn)的峰值，明顯地顯示有4種成份：方解石（CaCO₃），水草酸鈣石（Whewellite）化學(xué)式Ca[C₂