石宏偉 孫羽
摘 要:在考古發(fā)掘現(xiàn)場,文物出土后由于所處環(huán)境發(fā)生改變,特別是直接與氧氣接觸后,腐蝕速度會明顯加快,這對文物保護(hù)不利。因此,在考古發(fā)掘工作中,需要應(yīng)用到整體提取技術(shù),將文物帶土運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室,在理想環(huán)境下將文物與周圍土壤剝離,從而實(shí)現(xiàn)對文物的保護(hù)。經(jīng)過多年的理論研究和技術(shù)實(shí)踐,整體提取技術(shù)已經(jīng)日漸成熟,掌握其操作技巧對文物的現(xiàn)場挖掘和妥善保管有積極幫助。文章首先概述了整體提取技術(shù)的適用情況,隨后著重分析了基本提取法、套箱提取法、石膏提取法、聚氨酯泡沫提取法的操作步驟以及各步驟的操作要領(lǐng),最后結(jié)合個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn),對4種整體提取技術(shù)進(jìn)行了對比、分析,為考古發(fā)掘現(xiàn)場的文物保護(hù)提供了技術(shù)借鑒。
關(guān)鍵詞:文物保護(hù);整體提取技術(shù);套箱提取法;石膏提取法;聚氨酯泡沫提取法
做好文物保護(hù)是考古發(fā)掘的第一守則,整體提取技術(shù)的推廣使用,在提高文物發(fā)掘保護(hù)成效方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。雖然該技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但是由于細(xì)分種類較多,加上每一種類型的操作方法、適用情況差異較大,如果不能做到科學(xué)選擇、精確操作,往往難以達(dá)到預(yù)期的文物保護(hù)效果,甚至?xí)驗(yàn)椴僮鞑灰?guī)范,反而使文物在整體提取過程中受到損害。近年來,我國考古事業(yè)不斷取得新突破,整體提取技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊,掌握套箱提取、石膏提取等具體方法的操作技術(shù),成為現(xiàn)階段考古技術(shù)人員必備的技能之一。
1 整體提取技術(shù)的適用情況
以文物為中心,將周圍一定范圍內(nèi)的土體一起提取并轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室的過程,即為整體提取。作為現(xiàn)代考古工作中常用的一種文物保護(hù)手段,該技術(shù)的適用情況主要有以下幾種:①文物受損嚴(yán)重,碎塊分布復(fù)雜。文物出土?xí)r,因?yàn)榈刭|(zhì)原因、存儲環(huán)境等影響,已經(jīng)出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的破損,并且不同文物的碎片相互混雜,短時(shí)間內(nèi)無法查明這些碎塊的歸屬。為了保證現(xiàn)場發(fā)掘工作繼續(xù)進(jìn)行,同時(shí)也是出于保護(hù)文物的需要,必須要使用整體提取技術(shù)。將散亂分布的文物碎塊一并轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室之后,再由專業(yè)人士進(jìn)行清理、找對、拼接,從而最大程度上復(fù)原、保護(hù)文物。②文物極易破碎,無法單獨(dú)提取。有些文物因?yàn)椴馁|(zhì)特殊或年代久遠(yuǎn),極度易碎。而考古發(fā)掘現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、條件受限,單獨(dú)提取可能會造成文物的損壞。這種情況下也需要借助整體提取技術(shù),將其帶土轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)室,在專用工具、專業(yè)人士的操作下,最大程度上保護(hù)文物。③文物埋藏環(huán)境歷史信息豐富。在一些規(guī)模較大的文物遺址中,某件文物的周邊埋藏環(huán)境中,有著豐富的歷史信息。短時(shí)間內(nèi)無法逐一將其提取,或弄清楚它們之間的關(guān)聯(lián),這種情況下也需要借助整體提取技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,讓專業(yè)人員有充足的時(shí)間去探究、梳理其中的歷史信息。只有結(jié)合考古發(fā)掘現(xiàn)場的實(shí)際情況,綜合判斷之后,再決定是否選擇整體提取技術(shù),才能在保證考古發(fā)掘效率和保護(hù)文物安全之間做到統(tǒng)籌兼顧。
2 考古發(fā)掘現(xiàn)場文物保護(hù)中整體提取技術(shù)的分類
2.1 基本提取法
基本提取法是現(xiàn)階段文物整體提取技術(shù)體系中比較常用、操作最為簡單的一種。經(jīng)過現(xiàn)場勘察確定土壤自身強(qiáng)度較好的情況下,以文物為中心,向四周延伸一段距離,縱向切割土體,然后將帶有文物的整塊土體提取出來。整個(gè)過程中不需要借助其他材料,操作步驟為:
第一步,清理文物周圍的泥土。以文物為中心,左右兩側(cè)各延伸3~5厘米,底部土體可多保留一點(diǎn),控制在10厘米左右。這樣就形成了一個(gè)承載文物的土質(zhì)臺基,如圖1所示。
當(dāng)然,如果考古發(fā)掘現(xiàn)場土壤強(qiáng)度較好,可以將土質(zhì)臺基修整成為上寬下窄的倒立梯形,將會進(jìn)一步減輕后續(xù)分離文物與土壤的工作量。但是需要注意的是梯形斜邊與臺基水平面之間的夾角不得小于70度,否則會有土體崩塌的風(fēng)險(xiǎn),容易對文物造成損傷。
第二步,為防止整體提取時(shí)出現(xiàn)土體散落的情況,需要對土質(zhì)臺基進(jìn)行臨時(shí)加固。目前常用的加固方式主要分為3種類型:①紗布繃帶加固。選擇紗布繃帶,圍繞著土質(zhì)臺基的外側(cè)進(jìn)行包裹,按照自上而下的順序,沿著同一方向用力裹纏。先完成土質(zhì)臺基前后、左右4個(gè)面的包裹加固,最后在進(jìn)行上下、前后4個(gè)面的包裹加固。②石膏繃帶加固。如果承載文物的土質(zhì)臺基體積、重量較大,紗布繃帶加固效果有限,可用石膏繃帶代替。操作方法類似,但是需要注意的是,石膏可能會對文物的露出部分造成污染、損害,因此使用石膏繃帶加固前,要在土質(zhì)臺基上表面覆蓋一層聚乙烯薄膜作為隔離層。③樹脂繃帶加固。樹脂繃帶是近幾年出現(xiàn)的一種材料,以網(wǎng)狀棉織物作為基材,在表面均勻涂上一層熱塑性樹脂,制成繃帶。這種材料不僅力學(xué)性能更好,而且不會像石膏一樣產(chǎn)生污染,還可回收并反復(fù)使用,符合綠色環(huán)保理念。操作方法同上。
第三步,底切處理。該步驟是整體提取中的核心,底切處理是否到位,不僅決定了后續(xù)文物與土體分離的工作量,而且也直接影響了文物的安全和完整。事實(shí)表明,在考古發(fā)掘現(xiàn)場,因?yàn)榈浊刑幚聿缓细?,整體提取中出現(xiàn)土質(zhì)臺基掉落,進(jìn)而導(dǎo)致文物摔壞的情況并不少見。因此,對于底切處理也要引起重視,常規(guī)的操作方法是選用一塊帶刃的薄金屬板,沿著水平方向切割土質(zhì)臺基的底部,使其與地面分離,之后再提取。對于一些體積較大的提取塊,還應(yīng)提供剛性支撐,保證提取過程中不會發(fā)生應(yīng)力變形或土體散落的情況。
2.2 套箱提取法
作為一種操作比較簡便的整體提取方法,套箱提取的原理是利用木質(zhì)框架對文物所在的土質(zhì)臺基進(jìn)行加固,相當(dāng)于在文物的外側(cè)加裝了一個(gè)箱子,通過提取箱子的方式,使文物與周圍土體分離,達(dá)到文物整體提取的目的。其操作步驟如下:
第一步是將文物周圍的泥土清理干凈,并形成一個(gè)比較規(guī)整的矩形土質(zhì)臺基。第二步,選擇兩塊質(zhì)地堅(jiān)硬的模板,分別夾在矩形土體的兩側(cè),使用繃帶進(jìn)行綁扎,起到固定效果。第三步,進(jìn)行底切處理。根據(jù)文物的大小、土體的重量,底切處理方法也有差異。如果提取物的面積較小,可選擇帶刃的金屬板,沿著土質(zhì)臺基的底部進(jìn)行水平切割,在完成土質(zhì)臺基與地面分離之后整體提取;如果提取物的面積較大,為防止提取過程中出現(xiàn)散落的情況,應(yīng)采用掏空插板法。從木質(zhì)邊框的底部,沿著水平方向掏出一條高度約為3厘米的細(xì)長形空隙,將寬度為2.5厘米左右的木板橫插入空隙內(nèi)。讓插板兩端超出豎向木板2厘米左右,然后使用鐵絲絞緊、固定。第四步,經(jīng)檢查底切處理完畢,且固定良好后,選擇四塊木方或金屬塊,分別墊放于長方體提取塊的四個(gè)角上,形成剛性支撐。最后在保證四個(gè)角受力均勻的情況下,完成整體提取。
2.3 石膏提取法
石膏提取法利用石膏硬結(jié)后產(chǎn)生的較大強(qiáng)度,對文物及周邊的土質(zhì)臺基提供支撐,從而實(shí)現(xiàn)文物整體提取的一種技術(shù)。其操作步驟如下:
第一,清理文物周邊的泥土。以文物為中心,向兩側(cè)各延伸5厘米左右,然后斜向下開挖,形成一個(gè)梯形的土質(zhì)臺基,在土壤自身強(qiáng)度不理想的情況下,有利于保證臺基穩(wěn)定,防止邊坡滑塌導(dǎo)致文物受損。
第二,進(jìn)行文物周邊的加固處理。選擇兩個(gè)木板分別豎立于土質(zhì)臺基的底部,距離臺基邊緣約3厘米寬,這個(gè)間隙用于灌注石膏。對木板進(jìn)行加固,形成一個(gè)由土體、木板組成的簡易框架。在梯形頂部使用石膏繃帶覆蓋,起到隔離文物的效果,防止?jié)仓嘁院笈c文物直接接觸。
第三,將準(zhǔn)備好的熟石膏分別從梯形兩側(cè)的木板邊緣自上而下澆筑,讓石膏均勻充滿整個(gè)區(qū)域,將帶有文物的梯形土體包裹起來。在石膏開始固化后,從頂部再加蓋一個(gè)橫向的柵格板,并施加一定壓力,進(jìn)一步提高石膏的密實(shí)度,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
第四,參照基本提取法中底切處理方法,在石膏完全固化后完成底切,使石膏與地面分離。考慮到文物的土質(zhì)臺基沒有石膏包裹,因此需要將其進(jìn)行翻轉(zhuǎn),讓有文物的一面朝下,而土質(zhì)臺基在上方,這樣就可以利用兩側(cè)木板和柵格板起到支撐作用。翻轉(zhuǎn)180度后,使用金屬鏟子沿著木質(zhì)框架的內(nèi)側(cè),將多余的土壤、相連的石膏切割開來,從而得到了由石膏包裹的文物,實(shí)現(xiàn)了文物的整體提取。
2.4 聚氨酯泡沫提取法
利用硬質(zhì)聚氨酯泡沫進(jìn)行文物的整體提取,是近幾年興起的一種新技術(shù)。在實(shí)際操作中,會使用到“白料”和“黑料”2種液體材料,其中白料的主要成分為聚醚多元醇,黑料的主要成分是異氰酸酯。將兩種材料按照1:1的比例混合后,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生大量泡沫。大約經(jīng)過30秒后,泡沫固化,形成一層較為堅(jiān)硬的材料,并將文物包裹起來,達(dá)到防止文物破碎的目的。考古人員將聚氨酯泡沫取出,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下將泡沫材料與文物剝離,從而完成了文物的整體提取。具體操作步驟如下:
第一步仍然是將文物周邊的泥土清理干凈,操作方法如前文所述。第二步是對文物進(jìn)行簡單的加固,為材料發(fā)泡、包裹文物創(chuàng)造有利的環(huán)境。前期處理與石膏提取法類似,主要的區(qū)別在于要適當(dāng)擴(kuò)大木質(zhì)框架和土質(zhì)臺基之間的空隙,通常距離應(yīng)維持在12~16厘米。這樣在材料發(fā)泡時(shí)有足夠的空間,不會對木質(zhì)框架產(chǎn)生較大的擠壓力,避免了框架發(fā)生變形、擠壓文物的問題。另外,為了保護(hù)文物,在添加發(fā)泡材料前必須對文物進(jìn)行隔離。采用雙層隔離措施,第一層為鋁箔,第二層為聚乙烯薄膜,在接縫處用粉色膠帶粘貼,保證密封效果。第三步是制備并灌注材料。將兩個(gè)獨(dú)立的料盒打開,按照1∶1比例均勻混合后,快速倒入木質(zhì)框架和土質(zhì)臺基之間的空隙內(nèi)。注意根據(jù)空間的大小確定灌注量。材料倒入后,與空氣接觸快速發(fā)泡。受外界溫度的影響,常溫環(huán)境(20~30攝氏度)下需要10分鐘左右完成發(fā)泡并固化。第四步,在泡沫完全固化后,使用金屬鏟子沿著木質(zhì)框架的內(nèi)側(cè),將泡沫切割下來,并修整泡沫的邊緣部位,保持整齊。之后使用掏空插板底切法,完成底部切割后實(shí)現(xiàn)文物與泡沫材料的整體提取。
3 幾種整體提取技術(shù)的對比
本文主要介紹了4種文物整體提取技術(shù),每種技術(shù)除了在操作細(xì)節(jié)上存在較為明顯的差異,其適用條件、優(yōu)缺點(diǎn)也不盡相同。在考古發(fā)掘現(xiàn)場,考古人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況,基于個(gè)人的工作經(jīng)驗(yàn),靈活選擇最佳的整體提取技術(shù)。對比來看:①基本提取法適用于土壤自身強(qiáng)度較好,且文物體積、重量不是太大的情況。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要借助于其他提取材料,操作更加方便,適用性更強(qiáng)。同樣的,如果考古發(fā)掘現(xiàn)場土壤剛度差,或含水率高,或者是文物體積大,則不適用該方法。②套箱提取法的操作相對簡單,并且利用套箱加固土質(zhì)臺基,進(jìn)一步保證了文物的安全。同時(shí),該方法也適用于那些體積、重量較大的文物提取工作。應(yīng)用該方法時(shí),對兩側(cè)加固板和底部剛性支撐板的連接有嚴(yán)格要求,應(yīng)保證木板加固良好,才能順利提取。③石膏提取法的操作步驟較為煩瑣,主要適用于那些土壤結(jié)構(gòu)較差、強(qiáng)度不高的情況,使用石膏加固后保證了整體提取的安全性。當(dāng)然,該方法也有自身的缺陷,例如石膏自重較大,因此只適用于一些體積較小的文物提取。④聚氨酯泡沫提取法也是適用于不良土質(zhì)下文物提取的技術(shù),安全性較高,并且密度低、自重輕,可適用于一些中型、大型文物的整體提取。需要注意的是,聚氨酯泡沫可能會對文物造成污損,必須要采取雙層隔離。另外,聚氨酯泡沫有一定的毒性,也要注意做好安全防范措施。
4 結(jié)語
在考古發(fā)掘中,文物提取是一項(xiàng)關(guān)鍵步驟。整體提取對保護(hù)文物安全性、完整性有顯著效果?,F(xiàn)階段可供選用的整體提取技術(shù)有多種,比較常用的有基本提取法、石膏提取法、聚氨酯泡沫提取法等,每一種方法的操作步驟、適用范圍均存在較大差異。在考古發(fā)掘工作中,技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的土壤狀況、文物體積大小等因素具體選擇最佳的整體提取技術(shù)。需要注意的是,無論最終選取何種技術(shù),均要求技術(shù)人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)的步驟,控制技術(shù)要點(diǎn),盡快完成提取后,將提取塊送至實(shí)驗(yàn)室完成文物與土體的分離,從而讓文物得到妥善、專業(yè)的保管。
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