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1、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22、古代壁画所使用的矿物颜料
2、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源、发展及环境对壁画颜料的影
3、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 pigment mural, deve
4、lopment 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. Their murals p
5、igment 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 temperature, humid
6、ity, 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和使用。我都知道人类最早用来
7、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石窟、敦煌莫高窟、安西榆林窟
8、、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件，以便更好的保护壁画。1
9、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。在颜料的使用过程中，人们慢慢认识到
10、，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，并且这些颜色的饱和度都很高。到两晋南北
11、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。土红主要显色成分-Fe2O3，是应用最多
12、、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（OH）2，呈蓝色，又名石青、大
13、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（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
