2005年第4期 (总第92期) 敦煌研究 DUNHUANG RESEARCH NO. 4. 2005 TOTAL 92 丝绸之路石窟壁画地仗制作材料及工艺分析 赵林毅',2李燕飞',2于宗仁2李最雄" (1.兰州大学资源环境学院,730000; 2.敦煌研究院,736200) 内容摘要:本文通过现场调查和取样分析,对丝绸之路石窟壁画地仗的制作材料及工艺按照不同地域,制作年代作了分析比较 关键词 旨在了解前人制作壁画的方法并对以后的壁画保护提供依据. 石窟;壁画;地仗;制作材料;制作工艺 中图分类号:K879. 2;K854. 3文献标识码:文章编号:1000-4106(2005)04-0075-08 石窟壁画的制作工序一般是:先整平已开凿好的洞窟岩面,再在岩面上制作壁面,即壁画的泥地仗.石窟壁画因地域和制作年代不同,制作材料和工艺有所差异,制作地仗的粉土和掺加的纤维一般就地取材.地仗是石窟壁画的载体,研究石窟壁画的制作工艺先应从制作地仗的材料人手,研究石窟壁画的制作材料及工艺对研究壁画病害及修复有一定的指导意义.本文在现场调查的基础上对克孜尔石窟,柏孜克里克石窟,敦煌莫高窟,榆林窟,马蹄寺石窟,天梯山石窟,炳灵寺石窟,麦积山等石窟的壁画地仗制作材料及制作工艺进行了比较分析.的水移出,直到水中无悬浮的粉土为止.用沉淀的方法分别除去沙和粉土中的水,待干燥后可计算出泥地仗中粉土和沙的质量百分比.地仗泥中掺加的纤维麦草,麻,棉等大部分均已糟朽,无法计量,只做大概估计.以上述方法对莫高窟,克孜尔石窟,柏孜克里克石窟,榆林窟,马蹄寺石窟,天梯山石窟,炳灵寺石窟,麦积山等石窟的壁画泥地仗进行了分析. 二分析结果 2.1莫高窟(包括西千佛洞) 一分析方法 制作壁画地仗的材料一般是由粉土,沙以及少量的植物纤维(如麦草,麻等)按照一定的比例加水调和而成,制作地仗的粉土中含沙量一般较大.为了计算出粉土和沙所占的比例,我们取一定量的壁画泥地仗,浸泡在适量的净水中,捣碎并强烈搅拌,沉淀片刻后将悬浮有粉土的水移出.再加适量净水,按上述方法操作,不断将悬浮粉土莫高窟(包括西千佛洞)壁画地仗试样取自十六国,北魏,西魏,北周,隋,唐,五代,宋,西夏,元代等具有代表性的39个洞窟中.表1是采用筛分法得到的莫高窟部分壁画地仗颗粒度分析结果,粉土的粒径在0. 05mm-0. 005mm,沙的粒径大概在2mm-0. 05mm.表2为壁画地仗材料分析结果.表3和表4分别是7处莫高窟露天壁画地仗试样分析结果及敦煌西千佛洞壁画地仗分析结果. 收稿日期 作者简介 2005-05-30 赵林毅(1975-),男,甘肃礼县人,敦煌研究院保护研究所助理馆员. 75 表1敦煌莫高窟壁画地仗顺粒分析结果 Ttpp"} 75mm-2mm2mm^-0. 05mm0. 05mm-0. 005mm0. 005mm-0. 001mm C430490047. 9 Yo3.1% C43一11.5%330o63.5%2% C48一33.50053.5写24.30o18.7% C46010.5%53.80o19.70o16% C481一16.7%53.80o18.9%20.6% C481一461.6%11.9%11.2%15.30o DB(澄板土)010.5%59.500300o 表2敦煌莫高窟壁画地仗分析结果 窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 268十六国西壁下部30.3-0.40.01麦草麻5941 275十六国北壁下部30.1-0.20.01麦草麻5644 263十六国南壁中部1.5-20.50.01麦草麦草4951 259北魏西壁北侧30.2-0.30.01麦草麻5545 260北魏西壁底部29.50.01麦草麻,棉4060 249西魏北壁下部3-40.30.01麦草麻6535 285西魏南壁东侧底部30.30.01麦杆麦草4654 288西魏残块(底部)2-2.50.30.01麦草麻4555 290北周东壁北侧2^-30.20.01麦草麻7327 56隋代西壁佛完底部2^-30.5-10.02麻麻8020 302隋代南壁下部2-3o.50.02麦草麻8218 283初唐北壁下部2^-30.50.02麦衣无6040 60初唐西壁佛完下部2^-30.50.02麦杆无5347 68初唐佛完南壁下部2^-30.50.02麦草麻4159 79盛唐前室南壁西侧2^-30.5-10.02长麦草麻6工39 172盛唐前室西壁南侧310.02长麦草麻4060 48盛唐主室北壁30.5.10.02麦衣麦衣6238 197中唐主室佛完下部3-40.20.02麦草麦草4159 231中唐主室西南角下部3-40.5-10.02麦草麻3466 236中唐主室佛完底部1^-20.50.02麦草麻5050 107晚唐主室东北角下部20.5-10.02麦衣麻2080 76 续表 窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 82晚唐佛完下部2-2.50.50.02麦草麻3367 9晚唐中心柱东向面2一30. 15-0.20.02麦草麻3565 334五代主室甫道北壁2一30.40.02麻麻4654 5五代西壁北侧下部1^1.50. 30.02麦草麻5842 40五代南壁下部2-30.50.02无麻2773 365宋代残块1-1.50.50.02麦草麻3466 25宋代角道南壁20.5-10.02麦草麻5050 378宋代东壁北侧底部2-310.02麦草麻4555 367西夏北壁下部l. 5^-30.3-0.40.02麦草麻4654 352西夏北壁下部20.50.02麻麻4852 477元代甫道北壁上部20.50.02麦衣麻1486 465元代东壁南侧下部2-30.50.02麦草麻3664 注:白粉层的厚度为估计厚度,下同.表3莫高窟露天壁画地仗分析结果 年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分 粗泥细泥白灰泥粗泥细泥白灰泥 宋413窟门外上方2^-2. 50.80.3粗麦草细麦草麻 宋448窟门外下方2-30.80.5粗麦草细麦草麻 宋231和94窟门外上方2-30.80.5粗麦草细麦草麻 宋454窟门外上方2^-30.60.4粗麦草细麦草麻 宋437窟门外上方2^-30.80.3粗麦草细麦草麻 宋428和42Z窟门外上方2.5-30.7o.5粗麦草细麦草麻 宋296窟门外上方2-31.0o.5粗麦草细麦草麻 表4敦煌西千佛洞壁画地仗分析结果 窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 5北魏东壁北侧2^-30.30.01麦草麻4654 6北周东壁北侧2-30.20.01麦草麻7822 8隋代东壁中下部2^-30.50.02麦草麻2872 2初唐南壁东侧3-40.50.02麦杆麻4255 15唐残块1-2o.20.02麦草麻2773 14晚唐东壁中部10.50.02麦草麻4357 77 2.2克孜尔石窟和柏孜克里克石窟 克孜尔石窟和柏孜克里克石窟是新疆维吾尔自治区最有代表性的两个石窟.克孜尔石窟的建造时代分为四期,第一期为东汉后期;第二期为"两晋"时期;第三期为南北朝至隋;第四期为唐宋时期.对克孜尔石窟(包括库木吐拉石窟)壁画地仗制作材料及工艺方法的研究是在一期,二期,三期和四期有代表性的巧个洞窟的壁画上取样进行分析.部分洞窟由于是直接在砂岩上作画,无法取样,只进行了调查研究,故未在表中列出.柏孜克里克石窟毁坏严重,保存壁画不多,部 分洞窟无确切年代,壁画地仗样品取自保存壁画较多的3个洞窟中,分析结果见表5a 表5新五克孜尔,库木吐拉和柏孜克里克壁画地仗分析结果 石窟窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 克孜尔 石窟 48一期主室0.5一2o.20.01麦杆麻5743 48一期甫道西壁底部0.5-2o.20.01麦杆麻3763 77一期西甫道东壁0.50.120.01麦草麻3466 47二期残块20.50.01麦杆毛4951 38二期残块1.5-20.50.01麦草毛4456 179三期主室东壁20. 50.02麦杆麻4258 34三期西壁10.50.02麦杆麻3169 58四期主室西壁2o.50.02无麻5545 186四期主室北壁10.30.02麦杆麻3961 180四期残块30.2-0.50.02麦杆麻7624 178四期西壁底部30.50.02麦杆麻3367 27四期西甫道口30.20.02麦杆麻5248 库木吐 拉石窟 10不确定残块分层不明显无麦杆,毛7129 16不确定残块分层不明显无麻6832 28卜确定残块10.5无麦杆毛7129 37不确定塑像残块2-30. 5无雍杆麻7228 柏孜克里 克石窟 18隋代残块4^-5o.20.02麦杆麻4852 28五代残块20.30.02麦杆麻3466 4014世纪残块30.30.02麦杆麻5050 2.3榆林窟 对榆林窟壁画地仗材料及制作方法的研究试样取自唐,五代,宋,西夏,元和清代具有代表性的13个洞窟中,分析结果见表60 2.4马蹄寺石窟和天梯山石窟 张掖马蹄寺石窟(包括金塔寺石窟)和武威天梯山石窟是甘肃河西的两个主要石窟.马蹄寺和金塔寺石窟壁画地仗试样取自北魏和明代具有代表性的8个洞窟中.武威天梯山石窟的壁画地仗试样取自已搬迁存放在甘肃省博物馆的壁画上.根据搬迁记录,这些试样是北凉,北周,北魏,西魏,唐,西夏,元和明代的5个洞窟中的.由于多次搬动,有两个明代壁画地仗试样查不到洞窟号. 分析结果见表7,80 2. 5炳灵寺石窟 炳灵寺石窟保存的文物以石雕像为主,壁画78较少.但保存的壁画以西秦和明代为主,这是丝麦积山石窟保存的文物以泥塑为主,壁画较绸之路其他石窟所没有的.少.对炳灵寺壁画地仗的分析试样取自西秦,北麦积山壁画地仗的分析试样取自后秦,北魏,周和明代具有代表性的8个洞窟中,分析结果见西魏,北周,宋,元和明代具有代表性的9个洞窟表9.中,分析结果见表100 2.6麦积山石窟 表6安西愉林窟壁画地仗试样分析结果 窟号年代取样位置 地仗厚度((cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 25唐代主室西壁南侧4-60.50.02麦草麻5545 24唐代主室南壁中部3-40.50.02无无7030 16五代东壁北侧下部2-30.50.02麦草麻4951 19五代前室东壁南侧30.30.02麦草麻4753 33五代前室西壁北侧30.30.02麦草麻2872 26宋代前室雨道南壁3.5-40.50.02麦草麻7526 22宋代主室西壁北侧2^-30.30.02麦草麻5941 17宋代残块20.30.02麦草麻7030 29西夏主室南壁3-3.50.50.02麻麻2476 3西夏主室南壁40.5-0.80.02麦草麻1387 2西夏或元主室南壁西侧1一20.20.02麦草细麻5050 2西夏或元主室门南20.3_0.02麦草麻3169 4元代主室东壁中部2.5-30.30.02麻麻4159 23清代残块上层石灰地仗0.5,下层粗泥2无无6238 表7张掖马蹄寺,金塔寺盛画地仗分析结果 石窟窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 金塔寺 西窟北魏北壁西侧1.5-20.30.01麦草棉4753 西窟北魏塑像残块20.50.01动物毛动物毛6733 东窟北魏西壁下层20.50.01麦草麻5848 东窟北魏西壁中层0.5o.30.01麦草麻3070 东窟北魏西壁上层0.5-10.30.01麦草麻2773 马蹄寺 千佛洞1号北魏中心柱南壁1. 5-20.20.01麦草麻2575 千佛洞2号北魏南壁边缘3-43.2-0.50.01麻棉3565 千佛洞3号北魏西壁佛完1.5-2o.20.01麦草麻4852 千佛洞4号北魏中心柱北壁20.20.01麦草麻4060 千佛洞8号北魏北壁西侧2-30.10.01麦草麻2674 千佛洞7号明代甫道北壁2o.30.02麦草棉4357 79 表8武威天梯山石窟壁画地仗分析结果 窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土(%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 4北凉0256号40.01麦草麻6931 4北凉0256号40.01麦草麻6337 1北魏残块210.01麦草麻8218 1西魏残块310.01麦草麻3664 8北周残块20.50.01麦草麻5347 2唐代彩塑0542号3-410.02麦杆无4555 3西夏0170号20.50.02麦草麻7723 4元代0238号分层不明显0.02无7426 明代0238号310.02麦草麻4555 明代残块分层不明显0.02棉5446 表9永靖炳灵寺石窟壁画地仗分析结果 窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 169西秦残块1. 5-20.5-10.01无无3367 6北周残块20.50.01麻麻4456 172北周残块20.5-10.01麦杆棉,麻7723 70明代残块2-v30.50.02麦草麻4159 2明代残块20.50.02麦草棉5149 2明代残块20.50.02麦草棉6238 2明代残块20. 50.02麦草棉4951 5明代残块210.02麦草棉3466 3明代残块20.30.02麦草棉4951 4明代残块310.02麦草棉4159 表10麦积山石窟壁画地仗样品分析结果 窟号年代取样位置 地仗厚度(cm)纤维主要成分粉土 (%) 沙(%)粗泥细泥白粉层粗泥细泥 74后秦残块2^-30.2-0.50.01麦草麻3070 70北魏残块0.30.10.01麦草碎麻3169 127北魏残块0.30.10.01麦草麻2674 44西魏残块分层不明显0.01麦草4258 3北周残块0.5^1.50.30.01麻麻3763 13东崖大佛残块分层不明显0.01麦草,麻3268 90宋代残块分层不明显0.02麦草,麻2476 127元代残块分层不明显0.02麻,棉2278 9明代残块310.02麻棉3367 注:127窟中保存着北魏,元代两个时期的壁画 80 三结论 通过以上调查分析可得出如下结论: 1.莫高窟十六国,北魏,西魏,北周,隋,唐各时期的壁画壁面均为三层,即粗草泥层,细泥层和白粉层.粗草泥层的土取自洞窟附近的粉质沙土,掺加麦秸草调和制成泥,压抹在洞窟的砾石岩面上.草泥层的厚度一般都在2cm-5cm不等,这主要视洞窟的大小和岩面的砾石粒度及平整状 况而定,以基本压平为准.草泥上敷抹一层细泥,细泥的土取自莫高窟窟前宕泉河河床的沉积粉土,或附近山洪时在低洼处沉积的粉土(敦煌称澄板土).这种粉土粒度很细,一般都在0. 05mm^-0. OOlmm.由于漂流作用,可溶盐含量极低.在澄板土中掺加麻筋,调制成泥,涂抹在草泥之上.细泥的厚度一般为0. 3cm-0. 5cm.最后在细泥层上涂刷一层非常薄的高岭土,石灰或石膏之类的粉层即可绘制壁画.莫高窟五代,宋和西夏时期壁画的壁面,一般也是这种结构,即粗草泥层和细泥层.壁面做成后在细泥面上涂刷一层白粉后绘制壁画.白粉一般用高岭土,石灰或石膏.五代,宋,西夏时期的壁画地仗的白粉层较十六国和隋,唐时期的稍厚.在莫高窟,大多数西夏和元代洞窟壁画壁面的结构和上述壁画的结构相似,即粗草泥层和细泥层,有的在细泥层上涂刷一层白粉后绘制壁画.但有个别西夏和元代洞窟的壁画壁面是在草泥层上敷抹一层厚约0. 5cm的细沙泥.沙泥是由粉土,白灰和细沙调制成的,一般含沙量较大,如元代第477窟地仗中,含沙量高达86%.这种壁面的特点是孔隙大,颜料渗透深,壁画颜料保存时间长,也不会产生起甲病害.莫高窟元代第3号洞窟和榆林窟西夏第3号洞窟的壁画就是用这种方法做成的. 莫高窟部分五代和宋代的露天壁画是由三层构成的,即草泥一细泥一白灰泥层,如表3中所列.仔细观察,这些露天壁画都是窟前建筑的后墙壁画.建筑被毁后,后墙壁上的壁画暴露在外.这种壁画和宋代建筑壁画的作法一致,即草泥,细泥,白灰泥层.因此,莫高窟的露天壁画应属建筑壁画.调查研究表明,莫高窟的洞窟壁画,不论早期的,还是中,晚期的,其壁面是由草泥,细泥构成,最后涂刷一层白粉层.其建筑壁画是粗草泥和细草泥构成,最后一层白粉不是涂刷的,而是抹一层厚约0. 3cm-0. 5cm麻筋白灰泥.莫高窟绝大多数洞窟的壁画细泥层都掺加短麻筋,极个别洞窟壁画的细泥中掺加棉,如北魏的第260窟.掺加麻棉的量不等,也看不出规律,有的量大,有的则很少. 2.新疆克孜尔石窟(包括库木土吐拉石窟)和柏孜克里克石窟的壁画地仗材料及制作工艺方法基本相近.大部分壁画地仗为三层,即粗泥层,细泥层和一层很薄的白粉层.粗泥层一般厚2cm^3cm,以粉质沙土掺加麦杆制成.细泥层厚0.2cm^-0. 5cm,以粉土掺加麻,毛等纤维制成,然后在细泥层上涂刷一层厚约0. 0l cm-0. 02cm的石膏或石灰之类的白粉层,最后绘制壁画.克孜尔石窟有少部分洞窟壁画地仗只有一层粗泥层,其做法是将粗泥抹光后,涂刷白粉层后绘制壁画,如三期的第186窟,第180窟和第178窟,粗泥层的厚度约0. 5cm^-3cm不等.还有一少部分洞窟的壁画直接绘在洞窟的岩面上,无泥地仗.其制作工艺方法是,先将砂岩岩面整平,然后涂刷白粉层,直接在上面绘制壁画.由于克孜尔石窟的岩体属于细砂岩,岩面比较平整,易于直接绘制壁画,如唐新1号窟,第165窟和第167窟的壁画属这种做法. 3.榆林窟壁画地仗的制作基本同于敦煌莫高窟.壁画地仗也为三层,即粗草泥层,细麻泥层和白粉层.但粗草泥层较莫高窟壁画粗草泥层厚,一般厚3cm一 5cm.粗泥中掺加的纤维均为麦草,细泥中掺加的纤维均为麻.在细泥层上涂刷一层石灰,石膏之类的白粉,然后绘制壁画.榆林窟西夏第2窟,第3窟和元代第4窟壁画地仗的制作材料和方法类似于莫高窟元代第3窟壁画地仗的泥层,即用粉土掺加适量白灰和细沙制作而成,然后涂刷白粉层,绘制壁画.西夏第3窟的地仗制作更为精细,细泥分为两次做成,先在粗草泥层上抹一层厚0. 5cm^-0. 7cm较细的沙泥,再抹一层厚为0. 15cm左右更细的沙泥层,最后涂刷一层石灰层绘制壁画.细泥中掺加的麻纤维也非常细. 4.马蹄寺和金塔寺石窟壁画地仗为三层,粗泥层,细泥层和一层涂刷石膏的白粉层.粗泥层一般厚1. 5cm^-2cm,这是由于岩体为细砂岩,岩81面平整.部分洞窟壁画地仗的粗泥采用当地的红粉沙土,掺加的纤维均为麦草.细泥层一般厚0. 2cm-0. 5cm,采用较细的粉沙土掺加麻纤维制成,但个别洞窟如金塔寺北魏时期的西窟,其壁画地仗的细泥中掺加的纤维有牛毛.除个别洞窟外,马蹄寺大部分洞窟壁画地仗中含沙量较多,一般在50一70%.5.武威天梯山石窟壁画地仗也为三层,即粗泥层,细泥层和白粉层.粗泥层较厚,一般厚2cm-4cm.粗泥层是用粉沙土掺加麦草制成.细泥层一般厚0. 5cm^-lcm,是用较细的粉土掺加适量的麻纤维制成,白粉层涂刷的是石膏.天梯山石窟壁画泥地仗中含沙量较低,一般在2o-30%,个别洞窟壁画地仗含沙量为50^-60%.部分地仗样品由于粗泥层和细泥层区分不是很明显,故无法判断粗泥层和细泥层的厚度.6.炳灵寺石窟壁画地仗厚薄较均匀,洞窟开凿在细砂岩上,岩面比较平整.壁画地仗的粗泥层一般厚为2cm一 3cm,是用较粗的粉沙土掺加麦草制成.细泥层厚0. 5cm^- lcm,是用较细的粉沙土掺加棉或麻制成的.白粉层涂刷的是石膏.明代壁画地仗的细泥层中含棉较多也是炳灵寺壁画的一个特点.壁画泥地仗中含沙量适中,大部分在50%左右. 7.麦积山石窟壁画的地仗为三层,粗泥层,细泥层和白粉层.粗泥层的厚度不均匀,有的只有0. 5cm,有的达3cm,洞窟开凿在砾岩上,岩面很不平整.后秦至宋代壁画的粗泥层是用较粗的粉沙土掺加麦草制成,在明代壁画地仗的粗泥中掺加的纤维是麻.细泥层厚度一般在0. 3cm 0. 5cm,细泥是用较细的粉沙土掺加麻制成.白粉层涂刷的是石膏,石灰等.西魏第44窟壁画地仗细沙泥层中掺加的是麦衣,在第127窟和明代第9窟壁画地仗的细泥层中掺加的是棉.个别地仗样品由于粗泥层和细泥层区分不是很明显,故无法判断粗泥层和细泥层的厚度.麦积山壁画泥地仗中含沙量较高,一般都在70%左右.以上对丝绸之路石窟壁画地仗的制作材料及工艺作了简单的分析比较,旨在了解前人制作壁画方法的基础上对今后的壁画保护提供科学依据. (责任编辑胡同庆) 82