大同兴云桥出土铁吼表面锈蚀严重,且覆盖全身,导致器物表面纹饰难以体现;体内氯离子的存在严重影响器物的结构稳定;断裂和缺失部位已形成不平衡应力支撑。为防止文物病害的进一步恶化,文博考古部门制定并实施了科学的保护修复方案,使文物能长期保存并成功展示。
2003年至2004年,大同市原城区东门外御河动工兴建大同生态园,在施工现场发现大量石质桥梁构件,包括华表、栏板、望柱、涵洞,以及大量青石条和青石板等,另外,还发现石兽2件、铁吼3件、柱头圆雕残小石狮1件、刻神兽头部的石质构件1件。经考释文献可以初步确定,此处为兴云桥故址,所出土文物为兴云桥遗物。出土铁吼均为圆目、高鼻、阔口、颏下垂须、脑后披发、爪足、花尾,昂头挺胸,威武雄健。其中两只铁吼造型大体相同,分别高130厘米、120厘米。另一只高116厘米,双前爪交叉而立,于威严中透出几分俏丽。
该铁吼由于长期埋藏于水下,受到自身材料、埋藏环境、自然腐蚀及各种化学物质侵蚀等相关因素的影响,其表面被硬质泥土、锈蚀物完全覆盖,个别部位有腐蚀性膨胀、开裂等病害发生,此状况已危及到文物的长期保存。为有效保护利用铁吼,文博考古部门工作人员开始资料收集、现场调查和采集信息等工作,通过原位无损检测和取样检测,进行结构分析、成分分析、锈蚀物成分分析,同时收集相关背景信息,包括考古、收藏、研究、利用和管理信息。
一、基本信息描述
该文物出土前长期处于饱水状态,体内毛细水流动发达,致使残留了大量的氯离子。河水的每一次上涨、退落,导致器物表面聚集大量泥沙,加上铁的活泼性很强,最终在表面形成一定厚度的层状硬结物,纹饰被锈蚀完全覆盖。硬结物中黄色疏松层经检测含较多氯离子,随着保存环境和大环境湿度的不断变化,氯离子会继续腐蚀文物本体直到器物被完全侵蚀。底部残缺部位正好处于器物应力支撑部位,长期不平衡受力会导致文物器型整体变形乃至垮塌。
因出土后未做任何保护措施,加上本地环境变化较大,导致体内氯离子随环境中水分的不断变化加剧扩散集聚,造成锈层下点腐蚀现象严重。局部锈蚀物起翘、剥落,头部、底部、尾部等多处孔洞,左后腿及底部残缺,且其间有较大裂缝。
二、价值体现
兴云桥发现不同题材、不同风格的石栏板及石望柱共20余件,同时发现1座华表。华表石质灰色,雕刻纹饰线条流畅,形制古拙,时代特征明显,为元代遗物。另外,还发现与华表蹲兽相似的石兽二头,一头蹄足,从形制上看为明清遗物;一头爪足,时代略早。兴云桥栏板雕刻内容丰富,包括神兽、人物故事等,从雕刻手法、形制大小、内容特征来看,应为三个不同时期的遗物,可以确定部分栏板为元代遗物,其他部分为明代,部分尚需进一步考证。同批石刻虽同为玄武岩,石质颜色却有明显不同,雕刻手法也是复杂多样,有圆雕、线刻等,雕刻内容不仅有神仙人物、传说故事,还有神兽等较为少见的题材。可以看出,这一批石刻分属不同的年代,除元、明遗物外,少数为金代遗存。
我国古代镇水神物年代久远,历代传承。作为水利历史的文物,可以补证水利文献记载,具有极高的历史研究价值;很多镇水神物往往在雕塑艺术、建筑艺术方面是罕见的、唯一的类型。有的镇水文物是特殊材料、特殊方式的结构物,其构图、工艺代表了当时最高艺术水平,还有的具有文学传说、书法铭文、民俗活动等众多艺术价值。神兽除了古人期盼镇服水患、防避水害和祈求吉祥的意愿寄托之外,从建筑设计、景观构成方面还具有更重要的装饰艺术作用。另外,其在结构、材料和铸造等方面体现了古代科学成就,反映出历史上的科技成果和科技水平。一些镇水文物在当时具有观察水位线涨落的科学实用价值。该铁吼材质为生铁铸造,是当时铸造技术发展水平与工艺流程重要的科学依据。
三、分析检测
铁吼锈蚀严重,表面全部被较厚的锈蚀层及硬结物覆盖,锈蚀物多有裂隙及层状剥离现象,局部有瘤状物凸起状。可观察到的病害有:层状剥离、表面硬结物、裂隙、孔洞、缝隙腐蚀等。
铁吼长期浸泡在河水中,水中的熔盐深入铁质文物疏松的锈蚀产物中,接触到铁基体,使铁质文物处于电解质溶液中,加速电化学腐蚀。铁吼从泥沙中被打捞出来后,没有及时进行脱盐处理,溶盐在锈层中随着环境中温湿度的变化不断发生溶解——结晶——溶解的循环过程,或溶盐发生晶变,产生体积膨胀或收缩变化,导致锈层更疏松,甚至片状脱落。该铁吼腐蚀非常严重,并且含有一定量有害的氯离子,需要实施有效保护措施。
四、保护修复步骤
1.清洗:表面清洗是为了恢复文物表面原有的状态和信息。
2.除锈:除锈指去除在正常环境下,还能继续对文物造成影响的锈蚀和影响其外观的锈蚀物、较坚硬的钙化物。
3.脱盐去氯处理:根据对铁吼保存状况及腐蚀情况的调查分析,其盐分主要分布在硬结物下的疏松黄色锈层,下层黑色锈蚀层含量较少,未穿透到铁质内部。因锈蚀的清理层仍保留一定厚度的硬质黄色锈,故仍需对其进行脱盐处理。
4.表面脱水洁净处理:经除锈脱盐后的铁吼需用去离子水或蒸馏水反复洁净,后用无水乙醇脱水、电吹风吹干,以防止表面再次锈蚀。
5.缓蚀:为了增强本体除锈脱盐后的防锈和抗腐蚀能力,使用含有磷酸、鞣酸等在内的多种成分的复配化学材料对其表面进行化学处理,使表面形成致密的钝化保护膜,成为耐腐蚀和耐水的良好基底。在处理过程中,为了尽可能保持文物原来色泽,根据除锈脱盐后的铁器材质情况,适当调整缓蚀钝化材料的配比和浓度。
6.加固:采用高浓度的丙烯酸树脂或环氧树脂类胶对断裂的裂缝进行黏接固定,防止裂隙处因受力不均衡导致裂隙加长或缝隙变宽。
7.补全:该铁吼底部有两处缺失,面积较大,正处于应力支撑部位。为防止长期展示中因受力不均导致器物裂隙加长或出现新的裂隙,甚至坍塌,需对其缺失部位做及时补配,使其受力均衡。
8.封护:缓蚀处理后的器物表面有一层可以隔绝金属与腐蚀介质的保护膜,为了防止这层保护膜因磨损或破裂而被环境中的腐蚀因素继续腐蚀,需要进行封护处理。封护剂需具有无色、透明、折光性小等特性。
9.做旧:经过以上修复,器物基本恢复原形。为保持其古朴风格,最后进行人工修复、补配,加固的部分进行做旧、做锈处理,将化学粘接剂和颜料调成所需颜色涂抹于补配和粘接部位,增强其欣赏效果,使之表现出与整体协调的效果。
五、结语:经历数月保护修复,铁吼得以完美展示。通过科学分析其腐蚀机理和保护修复方向,通过锈蚀清理揭示出其表面具体信息,通过粘接补配解决其结构应力不均问题,通过脱盐提取出体内氯离子,阻止其进一步腐蚀文物。经过整套科学流程,使文物能长期健康保存下去。


