1、第3 4卷 第4期光 散 射 学 报V o l.3 4 N o.42 0 2 2年1 2月THEJ OUR NA LO FL I GHTS C A T T E R I NGD e c.2 0 2 2收稿日期:(2 0 2 2-1 0-1 0),修改日期:(2 0 2 3-0 1-0 3)作者简介:李蔓,邯郸市文物保护研究所,E-m a i l:8 9 5 8 4 3 5 0 3q q.c o m通讯作者:李蔓,E-m a i l:8 9 5 8 4 3 5 0 3q q.c o m文章编号:1 0 0 4-5 9 2 9(2 0 2 2)0 4-0 3 3 3-0 7河北鸡泽墓葬壁画表面污染物
2、光谱研究李蔓,申慧玲(邯郸市文物保护研究所,河北邯郸0 5 6 0 0 2)摘 要:邯郸市鸡泽县考古工地发掘出土了三座宋金墓葬,墓葬内壁绘制有壁画,壁画表面覆盖大面积黑色物质,利用红外和拉曼光谱分析,红外特征峰位3 3 8 2c m-1、1 7 5 6c m-1、1 6 3 3c m-1、1 3 9 3c m-1、1 0 0 0c m-1、8 6 9c m-1和腐殖酸的特征吸收峰接近,综合两种光谱分析结果,判断该物质为腐殖酸。腐殖酸的产生需要潮湿、缺氧、酸性条件,其与鸡泽县的地理位置、墓室的密闭性和酸性微环境等、古代丧葬习俗等因素均有关系。关键词:宋金墓葬;壁画;红外光谱;拉曼光谱;腐殖酸中图
3、分类号:K 8 5 4.1,K 8 7 2,S 3 1 文献标志码:A d o i:1 0.1 3 8 8 3/j.i s s n 1 0 0 4-5 9 2 9.2 0 2 2 0 4 0 1 1T h eS p e c t r u mS t u d yo fT h eS u r f a c eP o l l u t a n t so nT h eT o m bW a l lP a i n t i n g sa t J i z eC o u n t y,H e b e iP r o v i n c eL IM a n,S HE N H u i l i n g(T h e I n s t i
4、t u t eo fC u l t u r a lR e l i c sP r o t e c t i o no fH a n d a n,H a n d a n,0 5 6 0 0 2,C h i n a)A b s t r a c t:T h r e eS o n go r J i nD y n a s t i e s t o m b sw e r eu n e a r t h e da t t h e a r c h a e o l o g i c a l s i t e i nJ i z eC o u n t y,H a n d a nC i t y.W a l l p a i n t
5、 i n g sw e r ep a i n t e do nt h e i n n e rw a l lo f t h et o m b s,a n dt h es u r f a c ew a sc o v e r e dw i t ha l a r g ea r e ao fb l a c km a t e r i a l.T h e i n f r a r e dc h a r a c t e r i s t i cp e a k so f3 3 8 2c m-1,1 7 5 6c m-1,1 6 3 3c m-1,1 3 9 3c m-1,1 0 0 0c m-1,8 6 9c m-
6、1w e r es i m i l a rt ot h ec h a r a c t e r i s t i ca b s o r p t i o np e a ko fh u m i ca c i d,s y n t h e s i z et h et w os p e c t r a l a n a l y s i sr e s u l t s,i tc o u l db e j u d g e d t oh u m i c a c i d.T h ep r o d u c t i o no f h u m i c a c i d r e q u i r e dm o i s t,a n
7、o x i c a n da c i d-i c c o n d i t i o n s,w h i c hw e r e r e l a t e d t o t h eg e o g r a p h i c a l l o c a t i o no f J i z eC o u n t y,t h e t i g h t n e s so ft h eb u r i a l c h a m b e r,t h ea c i d i cm i c r o-e n v i r o n m e n t a n dt h ea n c i e n tb u r i a l c u s t o m s
8、.K e yw o r d s:T o m b so fS o n ga n dJ i nD y n a s t i e s;W a l lp a i n t i n g s;I n f r a r e ds p e c t r u m;R a m a ns p e c t r u m;H u m i ca c i d1 引言在鸡泽县发掘三座宋金时期墓葬,分别编号为M 1、M 2、M 3,均砖圹结构完整,壁面有彩绘残留。这三座墓室内被淤土填埋,其中M 1墓室内填淤泥土高约0.5米,M 2填淤泥土高约1.1米,M 3淤土基本淤满。经过保护清理,壁面沾染粘质泥土和黑色物质,其中以M 1和M 2居多
9、,主要集中在淤土未填埋的区域,占壁画面积5 0%以上;M 3因为淤土填埋较高,因此黑色物质较少。由于黑色物质覆盖在壁画上,导致壁画保存现状较差,尤其是M 1和M 2,基本无存留完整图案,图1-3为三座墓葬局部照,图4为M 1黑色物质细节图。除了鸡泽墓葬壁画发现黑色物质外,邯郸市其它地区也偶有发现,但面积不大,图5-7为邯郸市华耀城发掘宋金墓葬壁画局部。华耀城位于邯郸市南郊,墓葬开口于层扰土层下,距现地表约1.1 0米。光 散 射 学 报 第3 4卷图1 M 1局部照F i g.1 P a r t i a l p h o t oo fM 1图2 M 2局部照F i g.2 P a r t i a
10、 l p h o t oo fM 2图3 M 3局部照F i g.3 P a r t i a l p h o t oo fM 3 鸡泽发掘的墓葬M 1、M 2黑色物质均出现在墓室内部,且多集中在淤土未掩埋区域,M 3由于图4 M 1黑色物质细节照F i g.4 D e t a i l p h o t oo fb l a c km a t t e ro nM 1图5 D K-1 M 3壁画表面沾染泥土照片F i g.5 T h es u r f a c eo fD K-1 M 3w a l l p a i n t i n g图6 D K-1 M 4壁画表面沾染泥土照片F i g.6 T h es
11、 u r f a c eo fD K-1 M 4w a l l p a i n t i n g淤土较厚,所以黑色物质不如前二者明显。M 1上部淤土未掩埋,可以看到明显大区域黑色物质,而下部淤土掩埋区未见明显黑色,见图8。综合上述几处墓葬考古现场发掘情况,推断433第4期李蔓:河北鸡泽墓葬壁画表面污染物光谱研究图7 D K-4 M 4壁画表面沾染泥土照片F i g.7 T h es u r f a c eo fD K-4 M 4w a l l p a i n t i n g这些黑色物质应是入葬之后、淤土掩埋之前形成的。墓室内的淤土由于水、土的运移淤积进来,水、土的摩擦作用导致淤土掩埋区域黑色物质
12、存留较少。图9为M 2清理现场照片,可以看到淤土未掩埋部位有大片黑色物质,而淤土掩埋区域部分边缘也有大块黑色物质,此现象充分证明了上述观点。图8 M 1淤土掩埋区域局部照片F i g.8 P a r t i a l p h o t oo f t h eb u r i e da r e ao fM 1s i l t2 黑色物质分析2.1 样品信息为了解这些黑色物质的成分及形成原因,采样共计5个,具体信息见表1。2.2 分析仪器及方法采用AT R法 进 行 测 试,测 试 所 用 设 备 为N i c o l e tN e x u s-6 7 0 0傅立叶红外光谱仪(T h e r m oS c
13、i e n t i f i c);波数范围4 0 0 04 0 0c m-1;分辨率4c m-1;扫描信号累加次数3 2次。图9 M 2淤土掩埋区域局部照片F i g.9 P a r t i a l p h o t oo f t h eb u r i e da r e ao fM 2s i l t表1 采样信息表T a b l e1 I n f o r m a t i o nt a b l eo f s a m p l e s样品编号墓葬编号样品描述采样位置1号M 1黑色膏状物质墓壁2号M 2黑色膏状物质墓顶3号M 2黑色膏状物质墓顶4号M 3黑色膏状物质墓壁5号M 3黑色膏状物质墓壁 取少量
14、样品置于载玻片上,进行拉曼光谱测试。测试所用设备为英国雷尼绍R e n i s h a wi n V i a显微拉曼光谱仪;在2 52、暗室条件下;物镜5 0倍长焦;5 3 2n m激发光源;信号采集时间1 0s,累计次数1次,光栅2 4 0 0;狭缝宽度2 0 0mm,仪器分辨率2c m-1,光斑尺寸1mm,光谱测试范围1 0 04 5 0 0c m-1。2.3 结果分析2.3.1 红外分析结果采用红外光谱对采集的五个样品进行分析,分析结果显示,15号样的谱线基本一致,其中1号样的谱线信号较为明显,因此展示其分析图谱,见图1 0。2.3.2 拉曼光谱分析结果采用拉曼光谱对采集的五个样品进行分
15、析,均未采集到较为明显的特征峰位谱图,以3号样黑色物质谱图为例,见图1 1。3 分析结果及讨论红外光谱分析结构显示,特征峰位包括3 3 8 2c m-1、1 7 5 6c m-1、1 6 3 3c m-1、1 3 9 3c m-1、1 0 0 0c m-1、8 6 9c m-1、7 7 6c m-1、7 1 1c m-1、5 9 5c m-1。文物中常见的黑色物质主要有磁铁矿(F e3O4)、炭黑(C)、二氧化锰(M n O2)等,其红外光谱特征峰见533光 散 射 学 报 第3 4卷表2,通过特征峰位比对,该黑色污染物非这三种物质。3382.381756.781633.881393.2610
16、00.07869.95776.09711.68595.351009080706050403020Transmittance/%4000350030002500200015001000500Wave number/cm-1图1 0 1号样黑色污染物红外光谱F i g.1 0 I n f r a r e ds p e c t r u mo fN o.1b l a c kp o l l u t a n t12000100008000600040002000Intensity/a.u.01000200030004000Wave number/cm-1图1 1 3号样黑色污染物拉曼光谱图F i g.1 1 R a m a ns p e c t r u mo fN o.3b l a c kp o l l u t a n t表2 常见黑色物质的红外光谱及其特征峰T a b l e2 T h es p e c t r aa n dc h a r a c t e r i s t i cp e a k so fc o mm o nb l a c ks u b s t a n c e s物质成分红外光谱特征