戰(zhàn)國(guó)三叉格銅柄鐵劍修復(fù)保護(hù)研究

摘要：2007年，寧夏回族自治區(qū)固原市彭陽(yáng)縣王大戶(hù)村發(fā)現(xiàn)一處我國(guó)古代北方少數(shù)民族的墓葬群，判定時(shí)代屬戰(zhàn)國(guó)中期。該墓葬群出土了極其珍貴的三叉格銅柄鐵劍，可證實(shí)當(dāng)時(shí)已有了金屬焊接技術(shù)。根據(jù)銅柄的細(xì)部和花紋，參考類(lèi)型學(xué)上蘇奎的分類(lèi)方式，可推斷此銅柄鐵劍符合形式Ⅱ早后期的劍形。文章針對(duì)該劍進(jìn)行前期病害調(diào)查，通過(guò)科學(xué)的檢測(cè)分析（X光探傷、金相分析、X射線(xiàn)熒光光譜分析），提出合理的修復(fù)建議和修復(fù)手段，以延長(zhǎng)文物壽命。

關(guān)鍵詞：三叉格；銅柄鐵劍；修復(fù)保護(hù)；檢測(cè)分析

2007年，寧夏固原市彭陽(yáng)縣王大戶(hù)村發(fā)現(xiàn)一處我國(guó)古代北方少數(shù)民族的墓葬群，根據(jù)墓室出土的遺物和位于秦長(zhǎng)城以?xún)?nèi)的墓址，判定其時(shí)代屬戰(zhàn)國(guó)中期。該墓葬群出土大量珍貴的戎族文物，其中位于王大戶(hù)村春秋戰(zhàn)國(guó)墓地西部，東北部5.5米處的4號(hào)墓葬洞室的人體骸骨右側(cè)的三叉格銅柄鐵劍極其珍貴，并具有一定代表性。該劍平置，帶木鞘，是我國(guó)較早的鐵制武器，是一種非常典型的早期少數(shù)民族（尤其是游牧民族）的鐵質(zhì)文化遺物，可證實(shí)當(dāng)時(shí)已有了金屬焊接技術(shù)。根據(jù)銅柄的細(xì)部和花紋，可參考類(lèi)型學(xué)上蘇奎[1]的分類(lèi)方式，推斷此銅柄鐵劍符合形式Ⅱ早后期的劍形。這柄珍貴的三叉格銅柄鐵劍由于出土?xí)r狀態(tài)不佳，現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行灌膠處理，且后期保存環(huán)境不良，導(dǎo)致文物銹蝕嚴(yán)重，鐵劍斷成三大段兩小塊。本文對(duì)此三叉格銅柄鐵劍進(jìn)行前期病害調(diào)查，通過(guò)科學(xué)的檢測(cè)分析（X光探傷、金相分析、X射線(xiàn)熒光光譜分析），見(jiàn)圖1，從而提出合理的修復(fù)建議和修復(fù)手段，以延長(zhǎng)文物壽命。

一、三叉格銅柄鐵劍保存現(xiàn)狀和病害調(diào)查

（一）三叉格銅柄鐵劍保存現(xiàn)狀

該劍為銅質(zhì)劍柄、鐵質(zhì)劍身。銅柄保存較好，病害出現(xiàn)較少，柄首呈橢圓狀半球形，柄體為扁柱狀，在莖處是成排的乳釘裝飾，劍格呈三叉形，僅一邊可見(jiàn)一處鑄造時(shí)孔洞。該銅柄鐵劍的鐵質(zhì)劍身保存狀況較差，整體礦化嚴(yán)重，鐵質(zhì)劍身出現(xiàn)多處斷裂、剝落、裂隙、表面附著物等病害，劍身共斷裂為三大段及兩小塊，均可拼接于器物之上。劍身一面表面有大量的木質(zhì)痕跡留存，推測(cè)應(yīng)是劍鞘。殘斷第二節(jié)木痕長(zhǎng)約25.2厘米，殘斷第三節(jié)木痕長(zhǎng)約13.6厘米。劍身另一面隱約可見(jiàn)兩處小面積皮質(zhì)殘留。

（二）病害調(diào)查

該三叉格銅柄鐵劍的鐵質(zhì)劍身主要病害包括銹蝕、殘斷、裂隙、殘缺、表層剝落、起翹、表面硬結(jié)物等。該鐵劍進(jìn)行X光探傷后，證實(shí)鐵劍部分銹蝕礦化嚴(yán)重，其中有大量的裂隙存在，基體保存較少。第二節(jié)殘斷劍身中間部位有兩處完全斷裂，另有兩處不完全斷裂縫隙。第三節(jié)殘斷劍身靠近斷裂面處銹蝕嚴(yán)重或者缺失。銅質(zhì)劍柄部保存狀況較好。由于該鐵劍在出土?xí)r保存狀態(tài)較差，劍身脆弱不堪，因此多年前在出土?xí)r進(jìn)行過(guò)一次搶救性的修復(fù)保護(hù)，對(duì)鐵劍進(jìn)行了簡(jiǎn)單的粘接及填充處理，對(duì)該鐵劍大致形貌得以完整保存至今起到了積極的作用，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件以及其他客觀條件的限制，目前膠結(jié)材料已經(jīng)完全老化，鐵劍重新斷裂，殘留的膠結(jié)材料及填充材料清晰可見(jiàn)。

二、檢測(cè)分析及制作工藝研究

寧夏彭陽(yáng)王大戶(hù)墓地出土器物中金屬器三叉格銅柄鐵劍明顯為北方系青銅器，是非常典型的少數(shù)民族文化遺物，對(duì)于研究北方系青銅文化提供了非常有價(jià)值的實(shí)物資料。此次針對(duì)這柄劍的制作工藝研究，我們利用儀器進(jìn)行金相分析、掃描電鏡能譜等檢測(cè)手段進(jìn)行科學(xué)分析，并配合宏觀觀察，對(duì)所有檢測(cè)細(xì)節(jié)和方法都嚴(yán)格遵守文物保護(hù)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該銅柄鐵劍的制作技術(shù)進(jìn)行研究，基本還原其劍制造技術(shù)，為相關(guān)保護(hù)修復(fù)研究提供實(shí)質(zhì)性技術(shù)的科學(xué)證據(jù)。

（一）金相分析

為了解銅柄鐵劍劍身的保存現(xiàn)狀，明確鐵身腐蝕的特征及機(jī)理，我們對(duì)劍身殘片采樣，用于檢測(cè)技術(shù)分析，如金相分析、掃描電鏡能譜分析等。

金相分析時(shí)，因劍身樣品完全銹蝕，所以未作浸蝕，以其樣品斷面為檢測(cè)面[2]。用顯微鏡型號(hào)ZEISS Scop.A1進(jìn)行金相分析觀察其組織形態(tài)，取樣情況及分析結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖2金相分析顯微照片中我們可以看到，劍身已完全銹蝕，銹蝕呈層狀，內(nèi)部較致密銹蝕區(qū)域可見(jiàn)疑似珠光體殘留痕跡。結(jié)合鐵劍殘片的檢測(cè)，推斷劍身材質(zhì)可能為鋼；殘留珠光體組織的出現(xiàn)，表明該劍經(jīng)多次高溫鍛造。

（二）掃描電鏡能譜分析

對(duì)銅柄鐵劍劍身殘片的鑲嵌樣品重新拋光后噴覆碳膜[3]，利用TESCANVEGA3掃描電鏡配備EDAX GENESIS能譜儀對(duì)拋光噴碳后的鑲嵌樣品進(jìn)行顯微組織和成分分析，工作電壓15kV，工作距離15—25mm，能譜分析計(jì)數(shù)時(shí)間50s。

通過(guò)檢查我們可以看到，劍身通體銹蝕，未見(jiàn)金屬殘留，銹蝕呈層狀，局部形成空鼓。銹蝕基體中可見(jiàn)珠光體殘留痕跡，中部灰白顆粒為殘留夾雜物。進(jìn)行較為徹底的檢查，共發(fā)現(xiàn)6處殘留的長(zhǎng)粒狀?yuàn)A雜物，成分為鐵的氧化物，寬約2—6μm，長(zhǎng)約3—15μm，未見(jiàn)硅酸鹽或其他成分夾雜物，未檢測(cè)出鎳、鈷等其他成分。

（三）銅柄鐵劍的制作技術(shù)

應(yīng)用金相和電鏡能譜分析，在銅柄鐵劍劍身基體中發(fā)現(xiàn)的珠光體殘留及單純鐵氧化物夾雜，說(shuō)明其材質(zhì)為塊煉滲碳鋼，是人工冶煉的塊煉鐵經(jīng)鍛打滲碳處理得到的，與以往在寧夏固原、西吉、彭陽(yáng)發(fā)現(xiàn)的4件銅柄鐵劍的劍身材質(zhì)及制作工藝相同。

銅質(zhì)劍柄首端兩側(cè)分別可見(jiàn)一小方孔，為內(nèi)部泥芯自帶芯撐。X光檢測(cè)顯示鐵質(zhì)劍身深入三叉劍格內(nèi)，考慮到青銅相較于鋼的機(jī)械性能和韌性較差，機(jī)械插接可能導(dǎo)致劍格破碎，推測(cè)可能為制成鐵質(zhì)劍身后鑄上銅質(zhì)劍柄。

三、三叉格銅柄鐵劍保護(hù)修復(fù)建議

1.三叉格銅柄鐵劍遵循“最小干預(yù)原則”“可逆原則”“協(xié)調(diào)及可辨識(shí)原則”的思路，修復(fù)中選擇已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)與安全使用的、對(duì)文物無(wú)害的材料、工藝等。

2.通過(guò)對(duì)該鐵劍觀察研究、金相分析、電鏡掃描、X光探傷，可以確定這把鐵劍銹蝕礦化極其嚴(yán)重，僅存少量原始鐵芯。脫鹽雖然可以達(dá)到去除有害氯及可溶鹽的目的，但是對(duì)于這種礦化腐蝕極其嚴(yán)重的鐵器，在脫鹽過(guò)程中文物體內(nèi)氯離子向溶液排出的同時(shí)可能對(duì)鐵劍本已脆弱不堪的物理結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的威脅。另外，鐵件表面殘存的木質(zhì)劍鞘雖然面積較大，但是其厚度僅0.5mm左右，脆弱地附著在鐵件表面，脫鹽過(guò)程中也會(huì)對(duì)這些附加信息造成嚴(yán)重的破壞。綜上所述，考慮到這把劍的珍貴性，建議不對(duì)其進(jìn)行脫鹽及緩蝕處理，而是采用相對(duì)保守的方式，利用機(jī)械方法去除鐵劍表面鐵銹，再通過(guò)德國(guó)環(huán)氧膠滲透加固的方式確保該銅柄鐵劍物理結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3.加固時(shí)注意留存于表面的木劍鞘的痕跡，以免木質(zhì)遭到污染。表面殘留木制劍鞘強(qiáng)度較差，在顯微鏡鏡下細(xì)心清理表面，選擇使用1%到3%AC33濃度由低到高進(jìn)行滲透加固。

4.表面清理時(shí)主要采用機(jī)械物理的清理方法，避免在清理過(guò)程中對(duì)木痕以及銅柄造成過(guò)大的損傷或污染。在不對(duì)文物造成損傷的前提下，清理表面銹蝕物，并盡量去除往期修復(fù)的粘接痕跡及填充物。清理是用微型打磨機(jī)與噴砂機(jī)交替使用的方法對(duì)表面附著物與銹蝕進(jìn)行去除。

5.通過(guò)X光片發(fā)現(xiàn)鐵劍第二殘段變形處已完全斷裂，可觀察到往期粘接痕跡，建議通過(guò)拆除往期粘接方式達(dá)到矯形目的。矯形時(shí)應(yīng)注意使用熱風(fēng)機(jī)時(shí)溫度控制，以免高溫對(duì)背面的木質(zhì)鞘造成損害。

6.劍身補(bǔ)缺，采用環(huán)氧樹(shù)脂＋礦物顏料＋填料攪拌均勻后填充缺失部分，增加劍身強(qiáng)度。補(bǔ)缺時(shí)盡量避免黏接劑涉及面積太大，造成表面污染。

7.木劍鞘補(bǔ)缺采用以木補(bǔ)木的方法進(jìn)行，選擇較薄的木皮進(jìn)行覆蓋補(bǔ)缺。

8.打磨、塑形時(shí)將表面多余的環(huán)氧樹(shù)脂打磨修整為與劍身周?chē)叨?、弧度相統(tǒng)一，無(wú)突兀。

9.做色選擇合適礦物顏料顏色粉補(bǔ)全部分做基地色，選擇合適顏料粉，調(diào)制均勻，反復(fù)以點(diǎn)、涂、撥等方式進(jìn)行做色處理，使之與器身顏色相協(xié)調(diào)，做到表面整體顏色統(tǒng)一，又具有可辨識(shí)度。

10.表面封護(hù)時(shí)注意產(chǎn)生炫光，如出現(xiàn)使用無(wú)水乙醇進(jìn)行擦除。

11.保護(hù)修復(fù)后建議將所有資料編號(hào)建檔保存。因其埋藏環(huán)境和出土后保存環(huán)境的影響，劍身腐蝕嚴(yán)重，對(duì)于修復(fù)后的保存環(huán)境嚴(yán)格要求，建議干燥、無(wú)塵，溫度控制在20℃—25℃、空氣濕度在50%以下，以利于該鐵劍的長(zhǎng)期保存。

以上是彭陽(yáng)縣王大戶(hù)戰(zhàn)國(guó)墓地出土三叉格銅柄鐵劍的檢測(cè)分析及修復(fù)建議，選擇了合理的手段對(duì)該銅柄鐵劍進(jìn)行保護(hù)修復(fù)，及時(shí)有效抑制該文物繼續(xù)生銹腐蝕，為延長(zhǎng)文物壽命，更好地保護(hù)文化遺產(chǎn)打下基礎(chǔ)。同時(shí)也對(duì)尚未嚴(yán)重發(fā)展的銹蝕、裂隙等病害進(jìn)行了消除或控制，避免了潛在的重大病害威脅。

在保護(hù)修復(fù)過(guò)程中，我們始終遵循保持文物歷史的真實(shí)性與藝術(shù)性、最小干預(yù)、可辨識(shí)、全耐久等文物修復(fù)的基本原則，并根據(jù)器物的具體狀況，科學(xué)分析，不墨守成規(guī)，靈活操作，不斷探索修復(fù)保護(hù)的方法，努力為保護(hù)好歷史文化的珍貴載體做出貢獻(xiàn)。

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[1]蘇奎，尹俊霞.試析西南夷地區(qū)的三叉格銅柄鐵劍[J].四川文物，2005（02）：48-55.

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[3]孫淑云.寧夏固原春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期兩件青銅飾物表面鍍錫層的SEM－EDS分析與研究[A].文物科技研究（第5輯）[C].北京：科學(xué)出版社，2007：11-17.

作者簡(jiǎn)介：

劉美娟（1983—），女，漢族，河北順平人。碩士研究生，文博副研究館員，研究方向：文物保護(hù)修復(fù)。