2024年6月28日文博圈联合森罗股份推出主题为“考古发掘文物长期保护”线上公开课。此次直播公开课提供直播回放。

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       西北大学文化遗产学院的杨璐老师分享了发掘现场文物保护的重要性，以陕西兵马俑为例，阐述了彩绘易脱落的原因，并围绕考古发掘现场文物保护中的整体提取技术，进行了详细介绍。本次分享中主要介绍整体提取技术的六种方法，分别为基本提取法、石膏体提取法、聚氨酯泡沫提取法、背衬提取法、插板提取法和冷冻提取法，强调根据不同文物特性选择方法的重要性，旨在保护文物，便于后续修复和研究。


       考古发掘现场文物保护中的整体提取技术，是现场保护中处理复杂脆弱文物经常会用到的一种技术。在讲述整体提取技术之前，需结合案例讲解关于现场保护的重要性。

       以陕西兵马俑为例，秦始皇兵马俑一号坑的佣身上现在都是没有着彩的，但出土时秦俑身上有鲜艳的彩绘。之所以彩绘特别容易脱落，是因为佣是烧制好以后上大漆，再在大漆上彩绘。但是，由于兵马俑出土时，大漆接触到干燥空气，出现干裂、卷曲等系列问题，从而导致大漆脱落。


       秦兵马俑实验室采用秦俑出土后脱落的漆皮进行实验，发现在60%RH时，只需要四分钟左右，就可以看到明显的起皮变形，说明短时间内环境突变可以造成漆皮的变化。

       现在我们看到的一号坑就是下图这种样子。秦俑身上鲜艳的彩绘已经消失，这个例子说明现场保护技术对于考古挖掘现场中的重要性。

       为什么在考古发掘现场文物出土一瞬间会出现不同程度的侵蚀？在挖掘现场文物保护中有一个理论，我们把它称之为“平衡状态理论”。这个理论其实也很简单，就是所有的文物它所处的环境，达到一个平衡的过程。

       比如说一件文物从地上环境突然到地下环境，光照、水含量、氧含量和微生物等一系列都是文物要去适应的环境。文物会经历与周边新环境达到平衡的一个过程。适应新的环境要付出代价，就是我们肉眼看到的文物逐渐出现糟朽、腐蚀等问题。但是如果文物埋藏环境足够稳定，它的腐蚀速率就会降得非常低。

       文物从地下发掘出来的时候，这又是一次环境突变。如果文物保存状态好，它还能适应新环境；如果文物材质很脆弱，就难以适应新环境，文物就会出现各种病害。

       先介绍一下什么是整体提取。所谓的整体提取，简而言之，就是把文物和包裹它的周围包裹物一起打包搬运。


       其实不是所有的情况，我们都需要使用整体提取方法。只有以下两种情况需要现场整体提取：

       第一种情况：文物碎块数量巨大，分布关系复杂；

       第二种情况：文物极度脆弱，无法单独提取。

       对于文物碎块数量巨大，分布关系复杂的情况，以秦始皇陵二号铜车马出土为例。当时铜车马破碎成了大约1555块，如此数量众多的碎块，如果在现场一片一片的提取、粘接，将会是非常复杂且巨大的工作量。


       当时考古队的队长决定对这两件铜车马分别进行整体提取，把这个铜车马整体取回去以后运回到实验室，再进行实验室考古，完成记录和修复等一些列工作内容。下图就是当时整体提取的现场。


       正是因为当时采用整体提取的方式，我们到秦始皇帝陵博物院才能看到如此精美的文物。

       对于文物极度脆弱，没有办法单独提取的情况，以我们在考古现场做的一个先秦时期的墓葬发掘为例。在这个墓葬里面出土了一个木质的漆盘，漆盘里边还放着骨头。

       因为是在北方地区出土，木头早已腐朽，木头糟朽掉的空间，地下水和泥土填充进来，漆盘和周围物质混合在一起，没有办法单独提取。只有整体提取回实验室再做精细的清理，才可以把这个盘子大概的形状保留出来。

       整体提取是在以上两种情况下才会采用，因为整体提取要更加的费时费力。接下来我来介绍整体提取的几种方法。

       1基本提取法

       基本提取法应用于文物埋藏周围土壤粘性比较好的情况，包含以下几个基本的步骤：去除周边泥土、周边加固、底切处理和刚性支撑。

       第一步：去除周边泥土，并不是把文物周围的泥土全都去掉，而只是去掉一部分。

       第二步：做周边加固，也就是在这个土质基台的周围，用木质的框架把它们夹起来。

       第三步：做底切处理。原理其实很简单，就是使用一块一端带刃的薄铁板，从底部平行地切过去，把整个台基和地面区分开。但实际做起来这一步非常关键，是决定提取成败的一个重要部分。因为这个金属板材经过土壤的时候，受土壤摩擦力阻力的影响是非常的大。所以我们要注意处理过程需水平切割、用力均匀以及绝不撬动。

       第四步：刚性支撑，我们会把这个平切以后的整体平移到一个更厚的刚性板材上整体提取出来。

       基本提取法的特点是：利用土壤自身的强度进行固结；不引入太多的提取材料；方法较简单。


       2石膏提取法

       如果土质强度不是特别好，我们就要引入一种基础材料——石膏，该提取方法就是“石膏提取法”。该方法用于文物周围土壤的粘着力不是很好的情况。
石膏提取法的步骤如下：去除周围泥土、周边加固、灌注石膏、底切处理、刚性支撑和翻转。

       第一步：去除文物周围泥土，形成一个梯形的台基，梯形可以预防粘性不好的土质产生坍塌。

       第二步：做周边加固，周围木质框架和土质台基的底部留上一定的空间；同时我们还需要对文物暴露出来的区域做一些隔离，一般是用薄膜或铝箔包裹与外界隔离，防止石膏浆灌注时污损文物表面。

       第三步：灌注石膏，灌注石膏的时候最好不要把整个木质框架灌注满，因为石膏比较硬也比较脆，容易开裂。我们还需要在石膏浆液中间加有韧性的材料。

       第四步：底切处理，方法和注意事项和基础提取法是一样的。

       第五步：刚性支撑，把灌注好的整体平移到一个更厚的刚性板材上。

       第六步：翻转，石膏材料非常的重，把处理好的灌注基台翻过来运输到实验室是能保护提取出的文物的最好方式。

       石膏提取法的特点：利用石膏的强度固定文物周围土质，相对安全，但是也会导致整体提取物重量增加。

       3聚氨酯泡沫提取法

       对于特别大件的文物的整体提取，我们用“聚氨酯泡沫提取法”。该方法是以上几种提取方法中最安全的。

       其实日常生活中大家接触聚氨酯泡沫这种材料非常多，比如说沙发的海绵垫，北方冬天供暖管道外包裹的保温材料等。

       当然我们发掘现场用的聚氨酯泡沫是一种发泡型的，需要将两种液体混合以后搅拌，搅拌完以后根据现场需要的形状来使用。

       聚氨酯泡沫提取法的步骤：去除周围泥土、周边加固、灌注聚氨酯泡沫、底切处理和翻转。

       第一步：去除周边泥土，让文物处在土质基台上边。

       第二步：周边加固，文物表面做隔离层保护起来。木板在基台四周排放，木板要与土质基台保持稍大一点的空间。

       第三步：灌注聚氨酯泡沫，因为泡沫发泡时体积会迅速膨胀，所以要少量多次填充聚氨酯泡沫，逐渐把土质基台和加固木板之间的空隙填满。

       第四步：底切处理，该步骤与“基础提取法”一致。

       第五步：翻转，如果文物体积过大，该步骤也可以省略，满足翻转条件的情况下进行翻转操作是最好的，这对文物可以起到很好的保护作用。

       聚氨酯泡沫提取法的特点：泡沫强度还是比较高的，而且质量较轻。


       我们来看一个宋代灶址采用聚氨酯泡沫整体提取案例。首先我们做了一个土质台基。


       然后对台基做隔离处理，内层是聚乙烯薄膜，外层是铝膜。用两层隔离膜主要是进一步防止填充材料对文物的沾染。此外，为防止铝膜叠加之间的缝隙造成的污染，进行了封堵处理。


       隔离处理完成后，我们做了一个木质框架，比土质台基要宽很多。对木质框架底层进行填土处理，因为实际地面并不平整，填土可防止灌注聚氨酯液体时发生外溢。


       木质框架搭建完成后，我们现场配制发泡泡沫。将配制好的泡沫浇注进去以后很快就发泡完毕。因为当时不做翻转处理，所以没有浇注到很满。过程中操作人员要配戴防毒面具，因为形成聚氨酯泡沫会有一定的毒性气体产生，并且味道很难闻，操作人员需要做好自身的防护。


       最后进行底切处理。由于整体制作后，采用一端带刃的板子提取可能有一些变形，所以我们把底板分成几个部分，先拿洛阳铲去底下掏洞，再把木板逐个横插进去，最后实际上通过五个底板实现了台基与地面完全的分离。


       提取完以后就尽快运回到工作站进行下一步操作。


       4背衬提取法

       在发掘现场整体物提取越多的话，操作就越困难。所以当文物基本分布在很薄一层的时候，我们就可以用“背衬提取法”，它和“基本提取法”很像。

       “背衬提取法”其实很简单，就是用纱布绷带条横向和纵向交叠贴附在文物的上面。


       做好贴附之后做底切，然后再增加一个刚性的支撑。当然也可以翻转过来提取。


       以西沟一号墓室底部提取为例。这个墓其实不是被发掘的，是当地村民说一个墓已经被盗墓者挖开了。我们请示了当地的文物主管部门后，主管部门要求我们必须对它做考古保护挖掘，不处理的话，害怕继续被盗挖，文物被破坏。


       该墓发掘到下面发现大量金器。大概发掘出了一百多件金器，但都是很小的金器。

       由于墓非常的深，底下的光线也很差，特别小的东西很难看得清，所以当时就决定单独提取。整个木框全都做成很难，我们就把这里边文物分布最密集的区域分成小块，进行整体提取。

       我们做完了贴布、底切后，将其转移到了一个有机玻璃盒子里面，然后转移回实验室。


       通过在实验室做微型发掘过程的照片记录，可以看到这是一个绿松石小珠子，就是几毫米左右。如果在现场去做清理，光线特别不好的情况下，很有可能就把它当石头清理掉了。

       所以整体提取到实验室以后，进一步的精细实验室考古清理，对确保文物安全和信息全面是非常重要的。

       在实验室考古中对每一件出土文物以及分割的区域进行标记，将其位置放置于整体的大木框中，可实现文物出土位置点的固定以及相对关系固定。

       5插板提取法

       插板提取法相对来说，比较适用于南方出土文物。对于文物与泥土分布在同一平层的情况，采用板沿着淤泥方向进行横切。

       6冻结提取法

       如果文物已经和周围泥土混合在一起，而且非常脆弱。当时，日本有一种解决方法—“冷冻提取法”。

       我去日本访问的时候，他们带我去遗址发掘现场，现场出土了一个席子，因为席子埋葬环境淤泥很多，用这种方法，很多信息都能保存下来。

       用液氮把表面冻结起来，冻结起来以后，拿瓦楞纸板给它做了周边包裹，然后做底切处理，做底切以后放在一个更大的木板上，中间灌注聚氨酯泡沫。提取回实验室以后，再做相应脱水定型护理，最后这个席子的纹路都很清晰的保留了下来。

       以上就是今天分享给大家的关于整体提取技术中常见常用的几种提取方法。当然，还有其他的提取方法，大家可以多了解。