古代壁画矿物颜料稳定性研究.doc

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1、天水师范学院毕业论文（设计）分类号 密 级 编 号 本科生毕业论文题 目 古代壁画矿物颜料稳定性研究 学 院 生 化 学 院 姓 名 康瀚予 专 业 06博物馆系 学 号 262050117 指导教师 文娟 提交日期 2010年五月23日 原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 论文指导教师签名：年 月 日 目 录第一部分 引言11、矿物颜料的起源2

2、2、古代壁画所使用的矿物颜料33、古代矿物颜料自身稳定性分析4第二部分 古代壁画颜料的老化影响 41、壁画颜料老化的影响因素 41.1、温度51.2、湿度51.3、光51.4、微生物52、实验部分 52.1、制备样板62.2、配胶与涂色62.3、设置老化环境62.4、数据记录与处理62.4.1 老化前后强度处理 62.4.2 透气透水性数据处理 72.4.3 老化前后色差数据处理 72.5、实验结论92.6、实验影响因素的分析93、总结与结论 10参考文献12致谢13附录14古代壁画矿物颜料稳定性研究 康瀚予 （天水师范学院 生化学院 甘肃 天水 741000）摘要：本文以中国壁画矿物颜料的起

3、源、发展及环境对壁画颜料的影响为线索，列举了主要的传统矿物颜料的种类，研究探讨了各种环境因素对壁画颜料的影响，列举几个重点石窟寺壁画颜料的老化机理和壁画颜料的保存现状，以及壁画颜料自身稳定性等。并根据对矿物颜料历史、发展及本身特性的分析，通过实验研究为基础，研究分析比较壁画矿物颜料的稳定性，在以后的工作中就应注意保护的针对性和着重性。探讨了温度、湿度、光对矿物颜料的老化程度及稳定性影响，得出古代矿物颜料最适宜的环境，以更好的保护壁画，延续我们灿烂的文明文化。关键词：壁画 矿物颜料 稳定性Abstract：in China based on the origin of mineral pigme

4、nt mural, development and environment on the mural of pigment, lists the main clue of the traditional types of mineral pigment, studied various environmental factors to influence the murals, paint several key cave temples mural pigment aging mechanism and mural, and preservation of the pigment etc.

5、Their murals pigment And according to the mineral pigment history, development and itself characteristics are analyzed, and based on the experiments, the research analysis of stability, mural mineral pigment in the later work should notice to protect the pertinence and emphatically. Explore the temp

6、erature, humidity, light of mineral pigment aging degree and stability, influence of ancient mineral pigment is most appropriate environment, in order to better protect mural, extend our glorious civilization and culture.Keywords：Mural Mineral pigment Stability第一部分 引言自人类出现以来，矿物颜料就与人类相伴至今，但是历代画工们只是加工

7、和使用。我都知道人类最早用来绘制壁画的是矿物颜料，在中国已发现的最早利用天然色彩的例子可追溯到旧石器时代晚期。目前关于古代壁画颜料的研究，国内外多种现代化分析手段，多用先进的科技仪器对古代颜料成分进行了研究分析。据了解与估计，国内外约有30多个单位的文物保护工作人员从事过古代壁画颜料的分析研究工作。使用的方法及仪器多达十余种，包括化学分析法、发射光谱法、电子探针、X射线荧光法、紫外-可见光谱法、红外光谱法、质谱法、色谱法等等，可以归纳为成分分析、结构分析、显微分析三大类，用于了解古代壁画所使用的矿物颜料种类及成分。国家重点科技项目“中国古代壁画和彩塑极其保护的研究”实施之后，对丝绸之路的克孜尔

8、石窟、敦煌莫高窟、安西榆林窟、张掖马蹄寺石窟、武威天梯山石窟、永靖炳灵寺石窟、天水麦积山等石窟的壁画彩塑颜料进行了系统的分析研究工作。在颜料稳定性的研究方面，国内外也曾有人对此做过分析，但是存在是局域性的和地域性等缺陷（多仅限于一个石窟内颜料成分、环境、稳定性的研究）。本文针对古代壁画矿物颜料、稳定性分析及环境因素对其稳定性的影响进行研究与讨论，主要做的是环境对矿物颜料稳定性研究与探讨。通过了解古代壁画颜料种类、古代壁画颜料的制作工艺、颜料中的胶结材料，结合文献资料、现有壁画颜料研究成果进行颜料的光老化和温湿度老化试验，分析古代壁画颜料的稳定性。在此基础上有针对性的选择壁画保存适宜温湿度环境条

9、件，以便更好的保护壁画。1 矿物颜料的起源中国传统颜料起源于矿物色和植物色，迄今约有七千年的历史。颜料矿物具有色彩鲜艳、洁净，可保持千年而不褪色的特点。由于这些颜料矿物是在一定的地质环境下形成的，并具有较稳定的物理、化学性质。因此，用这些矿物颜料所绘的各种画，其颜色能保持经久不变。如甘肃敦煌的壁画，故官内珍藏的五代韩熙载夜宴图、芙蓉锦鸡等。在中国，最早用于着色的颜料是赤铁矿（Fe2O3）和黑色的磁铁矿(Fe3O4)等矿物质，这些五颜六色的石块很容易从自然界取得，不需经过复杂的处理就可。人类最早利用的矿石，几乎都是红色，中国也不例外。中国考古发掘中发现最早的红色颜料除了赤铁矿外，还有朱砂。在颜料

10、的使用过程中，人们慢慢认识到，在涂色前把矿物质粉碎、研磨，磨得越细，颜料的附着力、覆盖力、着色力等就越好。 矿物颜料的最早记载出现于商周时期，战国时期的古书尚书禹贡上就有关于“黑土、白土、赤土、青土、黄土”的记载。我国古代使用的矿物颜料有：红色的赤铁矿和朱砂（HgS）、黄色的石黄（雄黄和雌黄）、绿色的空青、蓝色的石青、白色的滑石、白垩、石膏，黑色的炭黑等等。其制作方法是先选矿，再将天然矿石机械破碎粉碎、研磨分选、精制、漂洗和提纯，最后配胶加工而成。从汉代起的历代的壁画中，我们可以看到黑、赭、黄、大红、朱砂、石青、石绿等矿物颜料的大量运用。在汉代的壁画中，黑色颜料比例最大，赭、黄其次，并且这些颜

11、色的饱和度都很高。到两晋南北朝时期（约公元265年589年），已出现覆盖力较强的矿物颜料和透明植物性颜料并用的壁画。古代壁画颜料靠掺入其中的胶结材料附着于壁画载体表面，颜料层是绘制于细泥层之上的图案部分，是壁画最主要的部分，也是精华所在，我们之所以保护石窟壁画，实质就是为了保存这层珍贵的颜料层。2 古代壁画使用的矿物颜料研究发现我国各地古代壁画所使用的颜料种类基本相同，主要是在使用特点上存在明显的差异。以颜料的色彩区分，可分为红、蓝、绿、黑、白、黄、金等几大类。我国古代壁画所使用的矿物颜料有以下几类：（1） 红色矿物颜料：古代壁画中最常用的矿物红色颜料有土红、铅丹、朱砂、雄黄四种。土红主要显色

12、成分-Fe2O3，是应用最多、最普遍的一种红色无机颜料。铅丹Pb3O4是我国古代炼丹术最伟大的成就之一，也是最早使用的一种人工合成颜料。又名红丹、黄丹、津丹。铅丹矿物颜色深红、褐红，有时具黄色色调，条痕橘红色，光泽暗淡。在壁画中铅丹和二氧化铅混合呈现棕黑色。中国利用朱砂（HgS）的历史很久远，原始社会墓葬中就发现过朱砂，又名“丹砂”，色调为大红和朱红，是古代红色首选。纯正艳雅，性质稳定不易变色，适用于人物绘画中的脸部、唇及红色服饰。也用于制做印泥和建筑彩绘。雄黄的化学成分是AsS，是古代常用的一种红色颜料。（2） 蓝色矿物颜料：古代壁画中最常用的蓝色矿物颜料是石青，即蓝铜矿2CuCO3Cu（O

13、H）2，呈蓝色，又名石青、大青。再者就是青金石（Na,Ca）8(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2,又名天然群情、佛青、回回青、金精，由于其抵抗热及碱类之侵蚀力甚强,但由于我国青金石产量减少，在我国古代壁画中使用并不普遍。但是到了清代人造青金石开始普遍使用，蓝色颜料几乎全部采用人工制造的群青（也叫人造青金石），大量价格低廉的人造青金石从欧洲输入中国。（3） 绿色矿物颜料：古代壁画中最常用的矿物绿色颜料有石绿、铜绿、绿铜矿等。石绿(孔雀石)别名岩绿青，孔雀石是制做绿色颜料主要原料，它是一种绿色的次生矿物，根据纯度的不同分为头绿、二绿、三绿，亦称空青，是一种结构疏松的碱性碳酸铜CuCO3Cu（

14、OH）2，即是铜器表面生成的铜绿。作为矿石是有名的孔雀石。其耐大气作用性能好，并且有鲜艳活泼的翡翠绿色，是古代壁画中广泛使用的绿色颜料。铜绿是铜在潮湿环境下与二氧化碳作用生成CuCO3，化学性质不稳定，很容易由绿色变成黄色，因而很少使用。氯铜矿是使用最多、最普遍的一种绿色颜料。在敦煌北凉至元代的各个时期壁画中的绿色，大量使用了氯铜矿。（4） 黑色颜料：古代壁画中最常用的矿物黑色颜料就是铁黑，化学成分为Fe3O4。墨是历代壁画中较为常见的一种黑色颜料，有松烟墨、油烟墨、漆烟墨。（5） 白色矿物颜料：古代壁画中最常用的矿物白色颜料种类较多，常用的有滑石、白垩、高岭土、石英、云母、石膏等。（6） 黄

15、色矿物颜料：古代壁画中最常用的矿物黄色颜料有黄丹、雌黄、雄黄、土黄等。3 古代矿物颜料自身稳定性分析颜料自身的稳定性和矿物颜料本身以及胶接材料的稳定性有关。依颜料的不同颜料自身的性能也就不尽相同，各个石窟壁画所用的颜料都有差异，研究颜料自身的稳定性对于我们对颜料的选择，对古代壁画颜料层的保护有很大的意义。克孜尔石窟壁画使用的红色颜料以朱砂和铅丹最为广泛，而铅丹绝大部分已变色；敦煌莫高窟，特别是早期壁画中，大量使用的红色颜料土红；云冈石窟中，大量使用土红和朱砂。克孜尔石窟壁画中的蓝色颜料全是青金石；敦煌莫高窟壁画、彩塑的蓝色颜料，早期以青金石为主，到了中期随着石青的应用，青金石逐渐减少，这个时期

16、蓝色颜料总的是以石青为主；云冈石窟蓝色颜料也有群青。克孜尔石窟壁画中的绿色颜料也全是氯铜矿，敦煌莫高窟壁画 图1 不同时期绿色、蓝色颜料色差中的绿色颜料，以氯铜矿、石绿为主。 有学者以莫高窟十六国至宋朝不同时期洞窟中的绿色颜料和蓝色颜料为实验对象，进行了研究，从壁画的绿色、蓝色颜料色差比较中我们可以看到（图1），蓝色颜料的变化比绿色颜料的变化要大的多，这表明蓝色颜料没有绿色颜料稳定。 第二部分 古代壁画颜料的老化影响1 壁画颜料老化的影响因素由于受到外界因素，如温湿度、光照、微生物等因素的影响，窟内的壁画或多或少地有褪色或变色现象，其按破损的情况可分为三种：一是变色破损，即某种颜料的颜色长期在

17、光和其他因素作用下慢慢变成了另外一种颜色；二是褪色破损，即原来鲜艳亮丽的颜色，由于颜料颗粒的脱落或吸附粉尘，使掺杂了粉尘的颜色逐渐变淡；三是脱落破损，即壁画中局部区域的颜料层完全脱落，已露出了墙壁的色彩,，并逐渐扩大。要对壁画合理很好的保护，首先要了解环境因素对壁画颜料的影响。目前我国各地的古代壁画上的颜料颜色都处于比较稳定的状态，这种状态不是壁画的原始状态，而是经过一段时间的变化后闭环颜料逐渐与周围大气环境作用形成的一种相对稳定状态。这点充分说明颜料是否变化，不仅与颜料本身的特性有关，而且与周围环境有着密切的关系。1.1 温度壁画保存环境的变化范围不应过大，由于其他因素，如光、氧、湿度等因素

18、的共同协同作用的影响下，温度在后续反应中具有加快反应速度的作用。温度对壁画颜料的影响就有直接作用和间接作用。各个物质的热膨胀系数不同，甚至相差很大，温度变化时，导致热胀冷缩，使壁画开裂。这是温度对壁画颜料的直接影响。而温度的变化产生的间接作用就是湿度的变化以及冰冻风化两类。1.2 湿度湿度因素可以引起多种壁画病害，壁画颜料变色、酥碱、胶接材料老化等等。高湿环境是引起壁画颜料变色的必要条件之一。而相对湿度越低，酥碱速度就越快，使颜料成疏松粉末状而脱落。高湿环境还会引起胶接材料的老化，颜料中的胶接材料老化后，颜料自然而然就脱落。1.3 光光辐射对壁画颜料的危害在颜料褪色、颜料变色、胶接材料的老化三

19、个方面。紫外光的辐射不仅能破坏颜料的结构和组成，使之变色个褪色，而且在紫外光的作用下，使颜料变色，破坏胶接材料。由于胶结介质之间的热膨胀系数不同，使画面层在热胀冷缩变化中剥落。1.4 微生物壁画上的微生物主要以霉菌为主，细菌较少。在潮湿环境下，微生物孢子着生在壁画壁面上，很容易滋生蔓延，它们分泌出各种有机酸和强氧化物，强氧化剂使颜料变色，而各种有机酸和有色代谢产物直接污染了壁画颜料层。而微生物吸收附着空气中的灰尘和有害气体，对壁画有严重的破坏作用。微生物对壁画颜料的影响较大。它们的生长繁殖及代谢产物可以直接造成颜料色度的改变，而且代谢过程中形成的有机酸等产物对颜料晶体颗粒的晶形造成破坏，所形成

20、的草酸钙等有机酸盐，可使颜料层中钙含量增加。2 实验部分根据上述几个重点石窟寺壁画在各个时期，所普遍采用的颜色不同颜料的种类，实验所选用的颜料为：红色的土红、朱砂，绿色为石绿，蓝色的石青、群青。(1)、实验工具：抹子，小铲、画笔（毛笔和排笔）、画刀、调色盘、笔洗、一次性手套、天平、玻璃棒等。(2)、药品与材料：石膏、木板、骨胶、颜料等。(3)、实验设备仪器：白度色度仪：WSD-3A、北京康光仪器有限公司；电子天平：AL204、梅特勒-托利多仪器有限公司；恒湿恒温箱：HWS-160、上海林频股份有限公司；红外线老化箱：404-1、上海实验仪器总厂有限公司。2.1 制备样板将选好的木板锯成大小5c

21、mx7cm的长方形木块,将过筛的石膏粉调成糊状均匀的涂抹于木板上, 呈0.7cm厚的白灰层，放于阴凉处阴干后待用。在平整洁净的三合板上浇灌石膏糊做10cmx10cm的白灰块大样板，放于阴凉处阴干后待用。2.2 配胶与涂色熬胶：本实验中所用的胶是骨胶（彩版一附图1），将200ml自来水盛装于500ml的烧杯中，把烧杯放在加热套中进行加热，待水温达到70左右时加入骨胶，用磁力加热搅拌电热套进行加热至沸腾，在加热的过程中用玻璃棒不断的搅拌，使骨胶充分溶解。骨胶溶液的浓度要适宜，骨胶的加入量要通过实验自行控制（彩版一附图4）。一点点往热水中加入骨胶，和颜料混合均匀后用毛笔蘸取少量在白纸上绘画，来回抹动

22、毛笔，笔尖不与纸面滑动或者无滞笔感，绘画时笔感流畅，骨胶溶液的浓度即可。通过反复实验，骨胶溶液中，水200ml，骨胶9.71g的配比最合适（5%的骨胶溶液以此为胶结材料，分别调配颜料）。配置颜料：胶熬好后，用配好的胶与矿物颜料粉末混合均匀，稠稀适中，即成绘画所用的颜料。涂色：用排笔蘸取适量配好的颜料均匀涂刷于样板之上。每个样板上颜色均涂两层，第一层颜色都纵向涂，第二层颜色都横向涂。涂好置于阴凉处晾干后即成色块，在其背面编号0至9（朱砂0至朱砂9，土红0至土红9，石绿0至石绿9，石青0至石青9，群青0至群青9）（彩版一附图2）。2.3 设置老化环境湿度梯度：温度20，RH分别是30%，50%，7

23、5%，100%。温度设定在20，调节湿度，放入HWS-160恒温恒湿箱中控制小环境（彩版二附图7）。将待测样品放入恒温恒湿箱中，调节温湿度达到实验的要求。观察20天的老化情况，定期进行记录。在老化过程中注意观察样板上霉菌的生长状况，并对其进行记录。温度梯度：RHX%，温度分别是20，35，50(X为条件中实验所获得的最适宜的湿度)。光照老化：红外线老化，将待测样品放入红外老化箱中，每天定时打开红外将其老化2-4个小时，定期观察记录（彩版二附图8）。紫外线老化，将待测样品放入紫外老化箱中，定期观察记录。空白实验：自然光照下，同等温湿度条件下的空白实验测其老化程度。2.4 数据记录与处理2.4.1

24、 老化前后强度数据处理使用十字划线法测量实验前后样板重量，计算重量差，对比老化前后的强度；用手术刀在色块上画十字线，每个色块上的线以1cm为单位均匀画线，呈井字型布线。画好后在每个十字口处，用透明胶带均匀粘取颜料层（彩版二附图6），再称量色块的重量，用老化前色块的重量减去老化后胶带粘取后色块的重量，最后得出胶带粘取颜料的重量（表2-1）。重量变化小的被粘掉的颜料少，说明它稳定性好，相反，重量变化大的被粘掉的颜料就多，说明它稳定性相对较差。 表2-1 老化前后色块重量差的数据统计 颜色编号 重量 朱砂g土红g石绿g石青g群青g 1（20RH50%）0.00910.00090.01880.0040

25、0.01142（20RH75%）0.01000.00190.01620.00470.01973（红外线老化）0.10210.01200.0144起甲严重0.17274（35RH50%）0.01120.00100.01120.00910.01005（20RH100%）0.02850.00920.02040.01900.05416（20RH30%）0.00610.00100.01260.00540.01987（20RH50%）0.00780.00110.00930.00510.01238（50RH50%）0.00560.00150.01650.00670.01389(空白组)0.00970.000

26、90.01650.00210.01052.4.2 透气透水性数据处理水分参与下洞窟围岩及地仗层中的盐分发生表聚作用所造成的壁画地仗层酥软、粉化现象，以及水分的迁移现象，促进并造成了壁画的各种病害。水，起到一个介质（溶剂）的作用，研究颜料的透气透水性可以反映湿度以及可溶性盐对壁画颜料的影响。在一次性纸杯中盛半杯水，把做好的10cmx10cm的大色块扣在一次性纸杯上（涂色面向下朝向杯口），用熔蜡密封。及时观察，定期记录，25天后称量色块的重量（表2-2）。表2-2 透气透水性能数据的比较统计朱砂土红石绿石青群青吸水前125.04g124.79g124.45g117.99g113.17g吸水后109

27、.07111.51112.52107.25102.442.4.3 老化前后色差数据处理老化前后色差用Eab表示：Eab=（L）2+（a）2+ （b）2 12，可以表明在光的影响下颜料发生褪色变色程度即颜料的耐光稳定性。其中L=L样品L标准（明度差异），a=a样品a标准（红/绿差异），b=b样品b标准（黄/蓝差异）。如L大表示偏白，L小表示偏黑，a大表示偏红，a小表示偏绿，b大表示偏黄，b小表示偏蓝。选定老化前各种颜料的色度值作为基准色度值。比较各颜料色差的大小（表2-3），如果目前的颜料色度值接近基准色度值，则色差值较小，即颜色的变化也小；反之，如果目前的颜料色度值偏离基准色度值，则色差值较大

28、，即颜色的变化也较大。色差的偏大偏小，能说明颜料颜色的变化，说明颜料的不稳定性。 表2-3 老化后色块色度监测数据L标准a标准b标准L样品a样品b样品Eab朱砂142.0254.0743.5742.1754.9642.231.4841朱砂242.9155.0542.8743.1455.3741.801.1403朱砂342.3854.5242.9642.0651.6736.806.8119朱砂442.5155.8144.4642.6455.0341.503.0638朱砂542.7655.3943.4442.1253.5445.612.9224朱砂642.1254.2042.5941.0952.1

29、042.442.1664朱砂743.0653.7340.0843.1754.7739.431.2297朱砂842.9455.0543.0843.5555.8945.242.3965朱砂943.4353.1139.0844.0054.0438.741.1425土红128.6129.6824.4028.3529.8524.310.3234土红230.0528.6022.4830.0929.2723.251.0059土红329.8730.2324.9528.6426.0522.013.3523土红429.4429.4124.1231.2728.1123.851.8793土红526.4529.0123

30、.4728.9630.3924.752.8178土红630.0428.7523.3929.9728.4024.170.8578土红729.1029.6024.5928.4629.0125.441.2166土红830.5629.2323.1931.2228.6624051.3132土红930.4929.3523.3131.3328.6521.262.3234石绿140.76-47.3417.9240.33-46.3117.481.1705石绿241.85-46.5817.6341.61-46.0918.210.7963石绿340.75-46.6218.2140.22-44.1817.752.53

31、89石绿440.44-47.2317.5941.79-46.8817.011.5104石绿540.96-47.1518.2840.29-46.0316.791.8907石绿641.55-47.9519.3241.44-48.2318.321.0443石绿741.38-47.5718.8341.98-47.0917.861.2374石绿842.88-47.4917.9642.13-46.5517.061.4443石绿942.73-45.4516.8242.31-45.0616.180.8591石青132.57-12.33-46.6232.76-13.03-47.070.7086石青232.56-

32、13.45-46.3832.38-13.91-45.880.7029石青333.12-13.61-46.2331.17-14.92-46.382.3539石青432.62-14.80-44.3133.10-13.95-44.041.0128石青531.18-12.38-45.3329.94-10.12-43.693.0553石青632.31-12.83-45.8932.88-11.23-45.121.8648石青730.82-12.10-44.9931.11-11.94-44.130.9216石青832.67-14.55-44.7031.89-13.55-43.901.4994石青933.93

33、-15.56-43.4734.36-14.95-42.561.1769群青116.3435.17-60.9716.3335.43-60.120.8889群青215.8137.33-60.3417.0632.69-59.304.9188群青319.2635.23-63.3218.9940.22-65.155.3015群青421.2734.45-64.0322.3431.61-62.583.3635群青517.7939.34-67.2716.3337.83-64.953.1295群青616.5539.72-66.6116.0637.84-64.712.7174群青718.7936.97-65.51

34、18.0235.14-63.942.4972群青818.2637.79-64.8817.9636.70-62.093.0103群青918.0438.15-66.6919.7136.20-63.414.16532.5 实验结论从表2-3中可以看出，分析得出的各组数据Eab，光照对各种颜色的老化影响相对都比较明显。表2-2中反映出的透气透水性，朱砂的透气透水性最强，其他几种颜色的都相差不大。由表2-1中老化前后的重量比较和表2-3色度差的比较得出以下结论。土红是最稳定的一种红色颜料,不论是高湿度条件下,还是特别干燥条件或光照下,甚至在强烈的日光下也不会有明显的变色。在光照试验中，土红是最稳定的一种

35、，无论在高湿度（RH90%）条件下，还是在特别干燥（RH0%50%）的条件下，光照实验后几乎都看不出任何变化。但是经强烈的日光长期照射，画面会呈粉状脱落或颜色变浅，这是由于掺和在颜料中的有机胶结材料迅速老化，胶结性能大大降低，使红色氧化铁粉末掉落而颜色变淡。土红是一种很稳定的红色颜料，通常情况下湿度和光都不会使它产生变色，但在高湿条件下，土红颜料表面容易吸水，使其色度变深，但这只不过是一种可逆的物理变化，当颜料变的干燥后又回复原来的色度。长时间的光照会使朱砂颜色变暗，但变色比较缓慢。当有胶结材料存在时，会加速朱砂的变色。朱砂经光照老化后，部分红色的朱砂结晶结构发生变化，生成部分黑色的黑辰砂。朱

36、砂的变色主要是光照使其变暗，湿度基本不影响朱砂的变色。因此，光线较暗的壁画上HgS色泽十分鲜艳，而光线较强的洞窟壁画上的HgS就会变暗。蓝色颜料石青和青金石在自然环境中有着特殊的稳定性，即使发生了一定程度的褪色，但仍然几本保持原有的色泽。绿色和蓝色颜料色差比较中可以看出，蓝色颜料的变化比绿色颜料的变化要大的多，环境对蓝色颜料的影响较大，这表明蓝色颜料没有绿色颜料稳定。实验所用的是人造群青，施色时颜色艳丽，但是放置几天后稳定性不好，表面出现泛白现象。实验表明同一因素对不同颜料的影响程度是不同，这就说明我们在壁画颜料保护过程中，针对不同颜料采取的具体措施也是不同的，例如红色朱砂颜料一定要避光保存以

37、免变色或褪色；蓝色绿色颜料在避光同时还应严格控制环境的温湿度。2.6 实验影响因素的分析实际上影响颜料色差和色块重量变化的因素很多，又十分复杂，一个是现代制作的标准色，一个是经历了千百年各种自然因素侵蚀的古老颜色。再如颜料含水量不同，色度差别大，长期灰尘污染对色度影响也非常明显。特别是经历千百年后，绘制壁画时掺加在颜料中的有机胶早已老化变色，这对壁画颜料色度的影响和颜料稳定性的影响更大。实验最初发现，掺和在颜料中的骨胶对颜料性能的实验有影响。红外老化实验试验中，各个颜色都有不同程度的起甲现象，石青和群青最为明显，这是胶结材料等因素引起的。施胶过多或用胶不当会引起壁画起甲，施胶过少会引起壁画的粉

38、化、酥碱的病害。胶结材料对颜料变色的影响可以从两个方面考虑：在有机胶结剂老化前它可能有封闭颜料颗粒的作用，使其不能充分与氧、水接触，起缓解变色老化的作用；但是当有机胶结剂一旦老化后，大分子键断裂，失去胶结作用，同时胶本身的颜色变黄变暗，封闭颜料颗粒的作用也就消失，而加速颜料色度变暗，加速颜料的老化。在此次实验中，第八天观察发现群青颜料表面有泛白现象，石青颜料表面出现暗斑。此次试验中可以看到胶结材料对颜料老化及颜料稳定性的影响，胶结材料对颜料的影响在本文中不以讨论，直接对颜料自身的稳定性及环境对颜料稳定性的影响进行研究讨论。3 总结与结论由于壁画破损原因十分复杂，即壁画所用的颜料成分复杂。不同成

39、分、不同色彩颜料的混合又使得变色、褪色情况差别很大。影响壁画破损的外界因素又有很多，同一幅壁画中变色、褪色、脱落又三者并存。壁画颜料自身性能的好与坏，都会受到环境因素的影响，环境对壁画颜料的影响是不能小视的。环境对古代壁画矿物颜料稳定性影响是不可忽视的，改善壁画的存在环境是保护中的一个重要环节。光照和相对湿度的高低等环境因素对壁画颜料老化变色有很大的影响。对于颜料的褪色变色、霉变等问题，高温度、高湿度、紫外光、微生物是褪色、变色、霉变的主要原因。因此防止壁画发生褪色、变色、霉变主要在于改善壁画的存在环境。(1)、湿度、温度的改变：彻底改变这些因素常受财力的限制。但可适当的改变洞窟中的通风条件，

40、保持空气的流畅，使热、水气散发。在洞窟中放置易吸潮的化学干燥剂如CaCl2、碱石灰及新型的超级吸水剂来改变环境的湿度。用碱石灰还可吸收洞窟内由旅游者产生的CO2，由大气污染带来的H2S、SO2等有害气体。目前麦积山文物已使用石灰干燥剂来吸潮，有利于洞窟的干燥。(2)紫外光的防避:紫外光是引起颜料光化学反应的条件，是导致褪、变色的一重要因素。室内、洞窟内影响壁画的紫外光的消除，可采取避光措施。如有关壁画文物点禁止旅游者照像、拍电视等。有条件的地方还装有无紫外线灯（如敦煌莫高窟）。室外壁画目前还没有较好的解决办法，虽然对壁画采取了直接避光措施，但这种避光措施带有一定的局限性，如禁止游客照像、禁止拍

41、摄电视等，造成游客的心理遗憾给文保部门的管理也带来一定的难度。对于露天壁画，则无法阻止紫外光的照射，如麦积山具有很高艺术价值的七佛阁露天壁画。如可以研制透气性好、无色、耐紫外，又能阻止紫外光透过，又不改变壁画目前状态的材料涂覆于表面。(3)防霉变:霉变产生的外因在于高温、高湿度。在这些条件下微生物生长迅速，活动频繁，因此改变温度与湿度是防霉变的必要措施。对霉菌可使用杀菌剂杀灭，特别在难以实现良好通风的地方（如墓室壁画）实施这一措施。使壁画颜料目前的相对稳定状况保持下去，必须保持目前洞窟的相对稳定，防止空气污染，保持洞窟适度通风，避免洞窟内出现高湿度，避光滤紫外线保存放置等，这是保持石窟壁画颜料

42、稳定最有效的途径。因此，防止壁画颜料变色和褪色，最根本的是控制环境。需要做两方面的工作：一是控制各种自然界因素对洞窟小环境造成的影响，二是控制一次有过多的观众进入洞窟对洞窟内的小环境产生影响。从目前的调查和监测证明，观众对洞窟环境造成的影响越来越严重。随着旅游业的发展，游客观众日益增多，应尽快地监测和研究观众对洞窟环境造成的影响，科学控制每天每个洞窟参观的人数，以利于壁画和彩塑的保护。参考文献【1】王惠贞.文物保护材料学【M】.西安：文物出版社，2009.03【2】宋迪生等.文物与化学【M】.成都：四川教育出版社，1992【3】李最雄.李最雄石窟保护论文集【M】.兰州：甘肃主板社，1994.8

43、【4】李最雄.丝绸之路石窟壁画彩塑保护【M】.北京：科学出版社，2005.9【5】华忠、鲁东明、潘云鹤.敦煌壁画虚拟复原及演变模拟模型研究【J】.2002【6】吕金顺、杨声、胡承祖. 化学与壁画文物的保护【J】.麦积山文研所.1996【7】李最雄. 敦煌莫高窟唐代绘画颜料分析研究【J】.敦煌研究院.2002【8】尹继才.颜料矿物【J】 .中国地质博物馆.中国地质276期致谢 本次毕业论文已经接近尾声，作为一个本科生的毕业论文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，在完成本次毕业论文过程中，文娟老师对该论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我对古代石窟壁画颜料

44、的稳定性理论知识有了较为系统的了解，对颜料稳定性研究的实验操作过程及仪器实地操作有了深刻的认识和熟练的掌握，感谢老师在实验过程中给予的帮助和支持，使我得以最终完成毕业论文，在此表示衷心感谢。文娟老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度、积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我终生学习的楷模。同时也要感谢导师组的陈冬梅老师、张睿祥老师、欧阳秀花老师，他们在本文写作的各个阶段给出了许多宝贵意见。导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神将永远激励着我。在四年的大学生涯里，还得到众多老师的关心支持和帮助，在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意!感谢天水师范学院四年来的培养，在大学四年生活中，不断得到各位老师、同学的关心与帮助，使我在学习和生活中不断得到友谊的温暖与关怀，最重要的是一种精神上的激励，让我非常感动。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！ 附 录 彩版一 图1 图2 图3 图4 彩版二 图5 图6 图7 图818