重庆潼南万佛岩摩崖造像妆彩颜料分析——以第51龛观无量寿经变造像为例

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发布人： 2025-06-03

一、引言

川渝地区分布大量的石窟及摩崖造像，数量多且分散，以中小型石窟为主，包含丰富的宗教题材和样式，反映了不同时期川渝地区宗教信仰、文化与社会生活面貌^[1]。其中，对造像表面妆彩的分析研究是了解妆彩制作工艺和造像修复历史的重要手段，同时，颜料的性质及存在状态，与文物粉化、脱落和褪色等病害存在直接联系。近年来，学者采用多种无损或微损分析技术，例如激光显微拉曼（Micro-Raman）、红外光谱仪（FTIR）、X射线荧光（XRF）、扫描电镜能谱仪（SEM-EDS）、光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）等对川渝地区造像妆彩颜料进行研究，包括世界文化遗产大足石刻^[2-8]，全国重点文物保护单位重庆涞滩二佛寺^[9]、重庆钓鱼城遗址悬空卧佛^[10]、广元千佛崖^[11-12]、蒲江飞仙阁摩崖造像^[13]等。通过对表面颜料层和叠压层的成分进行分析，研究不同时期妆彩工艺技术，以及易变色颜料的褪化机理。而其它一些中小型石窟造像^[14-15]，由于遭受破坏或在近现代改妆严重，已经丢失大部分原始妆彩信息。及时对这些中小型摩崖造像妆彩材料进行分析，充分获取其留存信息，是实施保护修复的基础，具有重要意义。

潼南万佛岩摩崖造像为重庆市文物保护单位，位于潼南区崇龛镇以北，地处涪江支流琼江东岸的丘陵地带。其在近百余米宽的崖体上分布有盛唐至晚唐五代时期的摩崖造像500余尊，共81龛，主要题材有西方净土变、观无量寿经变、僧伽变相、千手观音经变、三十五佛、佛道合龛等题材，另外还存在一批群像、大型龛窟等，周围有较多寺院建筑、僧人墓葬等遗迹。

由于环境影响，该造像群表面风化严重，多数龛已无妆彩存在，部分龛还存在严重的近现代改妆情况。万佛岩第51龛观无量寿经变始凿于唐代，其顶部区域依然保留相对较早的白色、深蓝色、湖蓝色、蓝绿色和黑色妆彩。本文将综合使用光学显微镜（OM），激光显微拉曼（Micro-Raman）和扫描电镜能谱仪（SEM-EDS）对妆彩的颜料成分进行分析，以了解妆彩的制作工艺以及年代，为将来选择合适的修复材料和技术手段提供数据支撑。

二、实验部分

（一）样品

潼南万佛岩摩崖造像风化较为严重，表面妆彩大多已脱落，不复存在。本次研究对其中妆彩保存相对较好的第51龛观无量寿经变造像的彩绘进行取样分析。该龛凿于唐代，目前仅有受环境影响相对较小的顶部保留部分妆彩，但顶部妆彩仍然存在严重的酥粉、起甲、脱落和微生物侵蚀等病害。妆彩颜色包含白色、深蓝色、湖蓝色、蓝绿色和黑色，其中，内层龛顶部祥云为蓝绿色和白色；佛像头光和身光由白色、湖蓝色和深蓝色妆饰；飞天和菩提树由深蓝色和白色妆饰；莲蕾和经幢残留少部分白色和湖蓝色；佛像头顶宝盖由黑色颜料妆饰。图一为本次研究取样位置和编号，其中样品1和3取自不同颜色交接处，以得到不同颜料的叠压顺序。

图一第51龛观无量寿经变造像图片（a），取样位置及编号（b），样品1白色，样品2深蓝色，样品3湖蓝色，样品4蓝绿色，样品5黑色

（二）仪器及参数

光学显微镜：使用蔡司（Zeiss）公司Smart Zoom 5超景深显微镜对样品表面进行图像采集。使用蔡司公司Axio Imager A2m显微镜及 Axiocam 506 color 数码相机对样品横截面进行图像采集。

拉曼光谱仪：采用英国雷尼绍（Ren⁃ishaw）公司 inVia Reflex 激光显微共聚焦拉曼光谱仪对颜料进行分析，激发源为785nm二极管激光器，光谱分辨率为0.5-1cm^-1，测试范围为100-2000cm^-1。

扫描电镜能谱仪：采用赛默飞（Thermo⁃Fisher）公司 Axia Chemi SEM 扫描电镜能谱仪对样品进行微观形貌和能谱面扫分析，分析电压为15kV。样品表面使用徕卡（Leica）公司EM ACE200真空镀膜仪制作3nm厚度Au层。

（三）实验方法

样品横截面制备：使用红外压片机将KBr粉末在3ton压力下保持15s，将妆彩颜料样品放置于成型的KBr片上，再加入等量的KBr粉末于样品上，在5ton压力下保持60s。之后使用透明环氧树脂将嵌有样品的KBr压片在硅胶膜具中包埋，待固化后，使用400目SiC砂纸打磨至颜料横截面处，再分别用1000和2000目SiC砂纸打磨抛光以消除磨痕。

横截面光学显微镜观察：将制备好的颜料样块放于光学显微镜下，在明场模式下进行显微观察并拍照。

激光拉曼光谱分析：将显微分析后的样块放于拉曼样品仓内，对横截面中呈现的不同颜料层进行取点分析。

扫描电镜能谱仪分析：将拉曼分析后的样品表面使用真空镀膜仪镀Au层后，放于扫描电镜样品仓内，在高真空下使用二次电子模式进行图片采集，并在背散射模式下进行EDS面扫分析。

三、结果与讨论

（一）显微观察

妆彩样品表面和横截面显微图见图二，其中，样品1和3取自不同颜料叠压处，以呈现不同颜料涂绘时的顺序。样品1显示，中间佛像头光部位先以白色颜料打底，然后局部施加湖蓝色颜料。样品3显示，右侧佛像头光部位绘制先后顺序为白色、深蓝色和湖蓝色。样品2、4和5显示相应部位没有使用白色地仗层，而是使用深蓝、蓝绿色和黑色颜料直接涂于造像表面。此外，本区域颜料层较为均匀，仅部分区域混入杂质，无明显颗粒感。

图二样品1，2，3，4和5表面(a,c,e,g,i)和横截面(b,d,f,h,j)光学显微镜图片

（二）激光拉曼分析

样品1取自白色和湖蓝色颜料叠压区域，横截面显微镜图显示湖蓝色颜料绘制于白色颜料层之上，图三a为白色颜料层的拉曼光谱，其在1006cm-1处有强散射峰，并且在416cm^-1，496cm^-1，619cm^-1，671cm^-1和1135cm^-1处有散射峰，与石膏(CaSO4∙2H2O)的特征峰相匹配(表一)，说明该妆彩所用的白色颜料为石膏。石膏在古代经常用于白色颜料或者作为地仗层材料使用^[16]，其也会和其它颜料混合使用以调和色调^[17-18]。此外，图三b为湖蓝色颜料层的拉曼光谱，其中856cm^-1处的强散射峰以及136cm^-1，176cm^-1，225cm^-1，345cm^-1，547cm^-1，804cm^-1和927cm^-1处的散射峰与氯砷钠铜石(NaCaCu₅(AsO₄)4Cl·5H2O)的拉曼峰相匹配。氯砷钠铜石作为颜料在全国多处石窟和寺观中造像妆彩上发现^{[2,5,6,19,20]}，作为含有砷和铜元素的常见颜料：巴黎绿（Emerald Green）的变色产物，通常和巴黎绿出现在同一颜料层中。巴黎绿最早由德国施魏因富特（Schweinfurth）的威廉·萨特勒公司于1814年生产，其后在一段时间内作为颜料广泛使用，19 世纪 50 年代开始常用于中国水墨画中^［21］。巴黎绿曾在多处川渝地区造像妆彩颜料中发现，包括重庆大足宝顶山卧佛[3]和小佛弯毗卢舍那佛^[5,8]等多处造像^[6,7]、涞滩二佛寺十地藏菩萨^[9]、钓鱼城遗址悬空卧佛^[10]和蒲江飞仙阁摩崖造像^[13]，可见其作为造像妆彩颜料在川渝地区曾广泛使用。巴黎绿在潮湿环境中水解产生的亚砷酸根离子被氧化为砷酸根，并且与周围的Cu2+、Ca²⁺、Na⁺和Cl^-结合形成氯砷钠铜石^［5］。然而在该样品的湖蓝色颜料层中并未发现巴黎绿，这可能是由于其变色程度与颜料层厚度有关，较薄的颜料层更容易受环境影响，离子迁移受到的阻力较小，进而更容易发生反应^［22］。此外，在413cm^-1、505cm^-1、1007cm^-1的拉曼峰说明该湖蓝色颜料层中还含有石膏，石膏除在此处用于打底外，还和显色颜料混合使用以调和色彩。

图三样品1白色颜料拉曼光谱，白色区域(a)，湖蓝色区域(b)

表一样品1-5主要拉曼峰和对应颜料

样品2主要含有深蓝色颜料，其拉曼光谱(图四)在547 cm-1处的强拉曼峰和1092 cm-1处的弱峰与群青((Na,Ca)8(AlSiO4)6(S,SO4,Cl)1–2)的拉曼峰匹配(表一)。在298 cm-1，397 cm-1和476 cm-1处的拉曼峰与针铁矿(a-FeOOH)的拉曼峰匹配。此外， 495 cm-1，1009 cm-1和1138 cm-1为石膏的拉曼峰。所以，深蓝色颜料主要为群青，其颜料层还混合有少量的针铁矿和石膏。显微镜图片显示群青颗粒细小且比较均匀，应该为人工合成群青，而人工合成群青最早于19世纪30年代商业化，并在19世纪中晚期进入中国市场。合成群青在重庆大足宝顶山卧佛[3]和小佛弯毗卢舍那佛[5, 8]、钓鱼城遗址悬空卧佛[10] 以及蒲江飞仙阁摩崖造像[13] 表面妆彩颜料中都有使用。

图四样品2深蓝色颜料拉曼光谱

样品3主要含有湖蓝色和深蓝色颜料，其拉曼光谱(图五)和峰归属(表)显示在182cm-1，229cm-1，546cm-1 和851 cm-1处的散射峰为氯砷钠铜石(NaCaCu5(AsO4)4Cl · 5H2O)。而816 cm-1处的散射峰表明该区域还含有砷铅矿( (Pb5(AsO4)3Cl))，其可能为巴黎绿变色为氯砷钠铜石过程中形成的副产物[5]。546 cm-1为群青的拉曼峰。2157 cm-1为普鲁士蓝(Fe7(CN)18⋅14H2O)的拉曼峰。此外，还观察到有二水合草酸钙(CaC2O4∙2H2O)的存在，其拉曼峰特征峰为912和1476 cm-1，二水合草酸钙经常于石质文物中检测到，分布在表面的二水合草酸钙可能与地衣、真菌、细菌和微生物的代谢活动产生有关[32，33]，而分布在颜料层内部的可能与胶结剂老化产物有关[34，35]。

图五样品3湖蓝色颜料拉曼光谱

样品4主要含有蓝绿色颜料，其拉曼光谱(图六a)在274cm-1，540cm-1，2092cm-1，2123cm-1 和2155 cm-1处的散射峰与普鲁士蓝(Fe III. 4[Fe II. (CN))的拉曼峰匹配(表一)，此外还含有明显的石膏峰416cm-1，494cm-1，620cm-1，670cm-1，1009cm-1和1134 cm-1。图六b显示，除存在普鲁士蓝(274cm-1，541cm-1，954cm-1，2091cm-1，2121cm-1和2154 cm-1)以外，365，433和1050 cm-1拉曼峰表明该样品含有孔雀石，孔雀石为常用的矿物颜料，但该样品中孔雀石散射峰微弱，且由于其含量较低，样品横截面显微镜图无法分辨其颗粒分布，所以难以确认其来源。此外，895cm-1，1463cm-1，1490cm-1和1628 cm-1处的拉曼峰表明该样品中还含有二水合草酸钙，主要由微生物侵蚀或胶结材料老化产生，非妆彩材料。普鲁士蓝是典型的合成矿物颜料，由德国画家海因里希·迪什巴赫(Heinrich Diesbach)于1704年偶然合成[36]，并于19世纪早期进入中国[37]，由于其低廉的价格和明亮的色调，很快取代了传统使用的靛蓝等蓝色矿物颜料。重庆涞滩二佛寺十地藏菩萨造像表面妆彩也曾使用普鲁士蓝［9］。此外，895 cm-1、1463 cm-1、1490 cm-1、1628 cm-1处的拉曼峰表明该样品中还含有二水合草酸钙，主要由微生物侵蚀或胶结材料老化产生，非妆彩材料。

图六样品4蓝绿色颜料拉曼光谱

样品5主要含有黑色颜料，其拉曼光谱(图七)在1298 (D峰)和1598 cm-1 (G峰)处的散射峰与碳黑的特征峰匹配(表一)，此外还检测含有石膏(1007 cm-1)，可见在碳黑中也掺有少量的石膏。

图七样品5黑色颜料拉曼光谱

（三）扫描电镜能谱仪分析

由于样品3颜料层丰富，而样品5颜料层下的砂岩本体信息较多，因此选取样品3和5进行扫描电镜能谱仪分析。图八为样品3的SEM微观形貌和EDS元素分布图，其中图八a为样品3分析部位在光学显微镜中的对应位置，扫描电镜显示(图八b)样品横截面呈现立方体晶体颗粒结构，并且含有较多微孔，结构较为松散。能谱仪面扫结果(图八c-e)显示Ca, S元素具有相似的空间分布，反映出石膏不仅存在于白色颜料层，而且也普遍存在于蓝色颜料层，确认了其在妆彩中既用于打底也和显色颜料混合使用。此外，Cu元素主要分布于表层颜料中，与氯砷钠铜石的分布相对应。

图八样品3显微镜图(a)，SEM二次电子微观形貌(b)，Ca, S, Cu元素分布面扫描(c, d, e)

图九a为样品5分析部位显微镜图像，SEM(图九b)结果显示该样品颜料层较为致密，在造像本体部分可以观察到明显的砂岩颗粒，从EDS面扫(图九c-e)结果中的Si，O元素分布可以更清晰观察到砂岩颗粒的分布，而Na元素可能来自砂岩中存在的钠长石。此外，与黑色颜料层分布一致的Ca，S元素说明颜料层中也含有石膏。

图九样品5黑色颜料显微镜图片(a)，SEM二次电子微观形貌(b)，Ca, S, Si, O, Na元素分布面扫描(c-g)

四、结论

本文综合使用光学显微镜、拉曼光谱仪和扫描电镜能谱仪，对潼南万佛岩摩崖造像第51龛观无量寿经变造像不同颜料区域妆彩的样品的横截面进行分析，结果如下：

（一）妆彩区域多为颜料层直接绘制在造像表面，仅局部，如佛像头光处，先施以白色打底，再绘制蓝色。

（二）妆彩均使用无机颜料绘制，其中白色颜料为石膏，深蓝色颜料为群青，湖蓝色颜料为氯砷钠铜石，蓝绿色颜料含有普鲁士蓝和孔雀石，黑色颜料为炭黑。而石膏除用于白色颜料和打底外，还和其他颜料混合使用以调和色调。

（三）合成群青、普鲁士蓝，以及由巴黎绿变色得到的氯砷钠铜石均为十九世纪以后才在国内逐渐使用的合成矿物颜料，在川渝地区多处石窟造像表面均有发现，证明该妆彩为晚清以后重妆。

（四）通过颜料成分和分布，判断妆彩为同一时期绘制，无历史叠压颜料层，早期妆彩颜料已经不存在。

本文对第51龛造像妆彩颜料和工艺进行了初步分析，有助于通过现有颜料特点对其他龛残留的相似颜料进行快速识别，并且为将来修复过程中颜料的选择和缺失部位彩绘的重新构建提供基础数据。此外，虽然小型石窟摩崖造像存在数量多，但由于规模小，其保护措施相对薄弱，长时间暴露在严酷的环境下，病害发育严重，大部分妆彩已脱落不复存在，该研究为川渝地区小型石窟摩崖造像近代重妆材料的使用情况增添了实例。

注释:

[1] 李飞：《川渝地区石窟及摩崖造像调查研究综述(2011-2020年) 》，《四川文物》，2021年第05期，第83~103页。

[2] Feng Gao, et al., Characterization and analysis of sandstone substrate, mortar layers, gold foils, and paintings of the Avalokitesvara Statues in Dazu County (China), Journal of Cultural Heritage, 2016, 21, pp. 881-888.

[3] 王丽琴等：《基于拉曼光谱鉴定世界遗产大足卧佛颜料及相关研究》，《光谱学与光谱分析》，2020年第40期10卷，第3199~3204页。

[4] Liqin Wang, et al., Analysis and protection of one thousand hand Buddha in Dazu stone sculptures, Chinese Journal of Chemistry, 2004, 22(2), pp. 172-176.

[5] Zhimin Li, et al., Degradation of emerald green: scientific studies on multi-polychrome Vairocana Statue in Dazu Rock Carvings, Chongqing, China, Heritage Science, 2020, 8(1), pp. 1-12.

[6] 崔强等：《重庆大足大佛湾彩绘绿色和蓝绿色颜料的分析研究》，《文物保护与考古科学》，2020年第32期06卷，第87~94页。

[7] 杨涛，赵岗：《大足石刻彩绘颜料检测分析报告》，《大足学刊》，2018年第00期，第348~380页。

[8] 王乐乐等：《川渝石窟佛教造像彩绘材料分析研究-以大足宝顶山小佛湾造像为例》，《边疆考古研究》，2017年第02期，第385~391页。

[9] 李思凡等：《川渝石窟佛教造像彩绘材料分析研究-以大足宝顶山小佛湾造像为例》，《中国文化遗产》，2020年第06期，第79~84页。

[10] 姜凯云，孙延忠，张志霞：《重庆钓鱼城遗址悬空卧佛彩绘颜料初步分析》，《文物保护与考古科学》，2020年第32期01卷，第98~105页。

[11] 贺翔等：《广元千佛崖石窟石刻彩妆颜料的分析》，《光谱学与光谱分析》，2021年第41期03卷，第967~972页。

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[14] 张孜江，刘宇，韦荃：《四川地区石窟寺造像表面油饰妆彩的调查与研究》，《文博》，2023年第06期，第85~90页。

[15] 郭建波等：《四川地区石窟造像近现代妆彩调查与分析研究》，《石窟与土遗址保护研究》，2022年第1期03卷，第18~33页。

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本文原刊于《西南文物考古》第四辑，公众号转载时略有删减。

文稿：贾一鸣张良帅牛英彬叶琳

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