新疆尼雅95MNⅠM3號(hào)墓出土絲綿錦袍病害機(jī)理研究

南希　柳凱　尚玉平　歐陽(yáng)盼　武望婷　趙作勇　周華

摘 要：絲綿錦袍出土于尼雅95MNⅠM3號(hào)墓，穿于女墓主人上身最外側(cè)。由于長(zhǎng)年埋藏于地下，錦袍出現(xiàn)糟朽、破裂、殘缺等嚴(yán)重病害。為了研究絲綿錦袍的腐蝕機(jī)理，采用掃描電子顯微鏡、X射線能譜、紅外光譜等方法進(jìn)行綜合分析。測(cè)試結(jié)果表明，纖維表面出現(xiàn)缺失、斷裂，纖維特征也已經(jīng)不再明顯，錦袍的絲纖維紅外光譜指紋區(qū)吸收峰與標(biāo)準(zhǔn)絲纖維譜圖差異較大，吸收峰強(qiáng)度明顯減弱并發(fā)生位移。由此可得錦袍的老化劣化情況嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)采取保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：尼雅遺址;絲綿錦袍;出土紡織品;病害機(jī)理

尼雅遺址地處新疆塔里木盆地，干旱少雨，為埋藏在墓葬中的紡織品文物提供了相對(duì)干燥的環(huán)境。但畢竟長(zhǎng)年埋藏于地下，受土壤、微生物和尸體分泌物等污染物侵蝕，再加上熱老化、空氣風(fēng)化等持續(xù)進(jìn)行，紡織品文物也出現(xiàn)了一定的老化劣化情況，發(fā)生了污染、糟朽、破裂、殘缺等病害，而且病害情況比較嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)梳理，目前針對(duì)新疆尼雅遺址出土的紡織品老化分析研究較少。本文主要是以絲綿錦袍為例，探索尼雅遺址紡織品的病害與老化劣化情況，并提出保護(hù)與保存建議。

1 樣品制備與測(cè)試方法

1.1 檢測(cè)樣品

樣品由新疆維吾爾自治區(qū)文物考古研究所提供，全部取自尼雅95MNⅠM3號(hào)墓出土女尸絲綿錦袍（表1）。

1.2? 測(cè)試方法

檢測(cè)儀器信息如表2所示。

2 測(cè)試分析與結(jié)果

2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）觀察

掃描電子顯微鏡是通過(guò)高倍數(shù)電子顯微鏡觀察紡織品樣品纖維的表面情況，如觀察裂隙的分布和走向、斷口類型、變形程度等。再以現(xiàn)代紡織品為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)二者微觀形貌的差異分析樣品老化情況。

通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)比觀察樣品纖維與現(xiàn)代織物纖維微觀形貌，發(fā)現(xiàn)樣品纖維與現(xiàn)代織物纖維有顯著差別（圖1～圖5）。樣品A和B中的絲纖維表面毛糙不光滑，出現(xiàn)原纖化現(xiàn)象，纖維橫向出現(xiàn)裂隙和斷裂，縱向出現(xiàn)缺失，晶體附著物較多。樣品C中的毛纖維表面粗糙，鱗片模糊不清，有晶體附著物。

2.2 X射線能譜檢測(cè)

在對(duì)樣品進(jìn)行了掃描電子顯微鏡觀察后，發(fā)現(xiàn)樣品纖維表面出現(xiàn)結(jié)晶物。為了得到結(jié)晶物成分，進(jìn)行了X射線能譜檢測(cè)。樣品均為紡織品，其組成元素包括碳和氧，因此在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，排除檢測(cè)碳、氧元素。在掃描電子顯微鏡中選取取樣區(qū)域時(shí)，盡量選擇結(jié)晶物較多的位置檢測(cè)。

樣品A、B、C的X射線能譜檢測(cè)顯示，有結(jié)晶物的位置鋁、硅、鈣元素的含量都較高，還有其他一些含量較低的金屬元素（表3～表5）。鋁元素對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是氧化鋁，硅元素對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是二氧化硅，鈣元素對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是硅灰石。這些物質(zhì)推測(cè)是土壤中的氧化鋁、二氧化硅和一些酸性鈣質(zhì)，如硅灰石、磷酸鈣等。①

2.3 紅外光譜分析

紅外光譜檢測(cè)出的譜圖可以通過(guò)其峰值的位置與吸收強(qiáng)度判斷出纖維的種類，這些峰值也被稱為“指紋區(qū)”，每一峰值代表不同的化學(xué)基團(tuán)。通過(guò)將樣品紅外譜圖指紋區(qū)吸收峰與現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)纖維進(jìn)行對(duì)比（表6），從譜圖的峰值位置與峰高變化，得出吸收峰強(qiáng)度的變化與位移情況，進(jìn)而分析化學(xué)基團(tuán)的變化。因?yàn)殄\袍的錦面和絹里均為絲纖維，所以絲纖維的含量是最高的，因此本文主要進(jìn)行了錦袍絲纖維的紅外光譜分析。檢測(cè)的樣品與掃描電子顯微鏡樣品相同。

絲纖維是由絲膠和絲素組成，二者都具有氨基酸組成的多肽鏈結(jié)構(gòu)。對(duì)于絲纖維的紅外光譜分析，主要是研究氨基酸的變化及酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ和酰胺Ⅴ吸收峰的變化情況。

絲纖維中絲膠與絲素的關(guān)系是絲膠包裹絲素，絲膠的氨基酸含量較高，是由大部分較為松散的無(wú)規(guī)則線團(tuán)結(jié)構(gòu)組成，結(jié)晶度小于絲素。氨基酸含量降低一定程度上說(shuō)明絲膠在受到環(huán)境影響后發(fā)生了部分剝蝕脫落，從而絲素也受到外界影響。②

從圖6、圖7可知樣品A和樣品B的紅外光譜都表現(xiàn)在3280cm-1處的-NH伸縮振動(dòng)強(qiáng)度明顯減弱，說(shuō)明絲纖維中的絲素分子鏈斷裂遭到破壞。①酰胺Ⅰ峰的肩峰消失，酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ三處吸收峰強(qiáng)度也是明顯減弱，酰胺V峰幾乎消失，這代表樣品殘片絲纖維的氨基酸含量有所降低。

3 老化劣化機(jī)理研究

從掃描電子顯微鏡觀察、X射線能譜檢測(cè)與紅外光譜分析中可以看出，錦袍內(nèi)部到外部都發(fā)生了老化情況，原因與錦袍的地下埋藏環(huán)境和儲(chǔ)存環(huán)境都有一定的關(guān)系。尼雅遺址處于沙漠地區(qū)，高溫干旱，絲織品在長(zhǎng)期的埋藏過(guò)程中，不可避免地會(huì)發(fā)生熱老化。而絲纖維在長(zhǎng)期受熱情況下，含有氨基酸的纖維蛋白的肽鏈發(fā)生斷裂，可能會(huì)導(dǎo)致纖維容易被剝蝕。營(yíng)盤墓地對(duì)出土絲織品的氨基酸進(jìn)行了分析實(shí)驗(yàn)，在模擬絲纖維熱老化實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，受熱會(huì)造成絲纖維中的酪氨酸含量降低。①酪氨酸是組成氨基酸的一種分子結(jié)構(gòu)，含有羥基活性基團(tuán)，容易與外界發(fā)生反應(yīng)，可能導(dǎo)致絲膠被剝蝕。②而絲纖維表面出現(xiàn)的原纖化、毛糙、缺失這種比較明顯的變化，可能是空氣老化導(dǎo)致的，空氣老化會(huì)對(duì)纖維產(chǎn)生逐層侵蝕。③此外，埋藏過(guò)程中土壤的覆蓋和墓葬內(nèi)水分蒸發(fā)，紡織品自身的收緊變形，使分子移動(dòng)性降低，纖維的耐磨、抗拉強(qiáng)度下降。④

4 病害調(diào)查與分析

4.1 宏觀觀察

錦袍的面積較大，完整程度不高，左袖嚴(yán)重殘缺。衣領(lǐng)、衣襟、下擺和兩袖都存在污染，部分污染位置伴有糟朽（圖8、圖9），尤其是左肩、左袖和左襟部分糟朽嚴(yán)重。褪色出現(xiàn)在右袖、左襟和左下擺的靠左部位。兩衣襟中間部位有破裂現(xiàn)象（圖10）。

4.2 病害調(diào)查

根據(jù)《館藏絲織品病害分類及圖示》（WW/T0013）繪制病害圖（圖11），對(duì)病害進(jìn)行計(jì)算，對(duì)紡織品最主要的病害進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表7所示（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理可能存在一定誤差）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)錦袍的糟朽與污染面積較大。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)與調(diào)查結(jié)果以及中華人民共和國(guó)文物保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《可移動(dòng)文物病害評(píng)估技術(shù)規(guī)程—絲織品類文物》對(duì)病害進(jìn)行了評(píng)估，文物的污損程度為50%～80%，病害程度屬于重度。

5 保護(hù)建議

綜上，錦袍目前最重要的保護(hù)措施應(yīng)該盡量減少熱老化、空氣老化和機(jī)械老化對(duì)它的影響，儲(chǔ)藏環(huán)境應(yīng)以無(wú)塵、絕氧、恒溫為標(biāo)準(zhǔn)。

以上保護(hù)建議同樣適用于尼雅遺址出土的其他絲織品、毛織品。目前許多紡織品文物的保存方式是放置于木匣中，會(huì)使用樟腦來(lái)驅(qū)蟲。但是木匣本身也是有機(jī)物，同樣容易發(fā)生病蟲害，如不能及時(shí)更換樟腦，同樣無(wú)法起到很好的保存效果。并且樟腦對(duì)人體也有一定的危害。對(duì)于類似紡織品這樣的有機(jī)質(zhì)文物，可以嘗試用物理方法驅(qū)蟲保存，如減少使用類似木匣這種有機(jī)物儲(chǔ)藏，儲(chǔ)藏空間內(nèi)進(jìn)行除氧、惰性氣體置換等，同樣也可以預(yù)防病蟲害和其他微生物。