摘要：2007年，寧夏回族自治區(qū)固原市彭陽縣王大戶村發(fā)現(xiàn)一處我國古代北方少數(shù)民族的墓葬群，判定時代屬戰(zhàn)國中期。該墓葬群出土了極其珍貴的三叉格銅柄鐵劍，可證實當時已有了金屬焊接技術。根據銅柄的細部和花紋，參考類型學上蘇奎的分類方式，可推斷此銅柄鐵劍符合形式Ⅱ早后期的劍形。文章針對該劍進行前期病害調查，通過科學的檢測分析（X光探傷、金相分析、X射線熒光光譜分析），提出合理的修復建議和修復手段，以延長文物壽命。

關鍵詞：三叉格；銅柄鐵劍；修復保護；檢測分析

2007年，寧夏固原市彭陽縣王大戶村發(fā)現(xiàn)一處我國古代北方少數(shù)民族的墓葬群，根據墓室出土的遺物和位于秦長城以內的墓址，判定其時代屬戰(zhàn)國中期。該墓葬群出土大量珍貴的戎族文物，其中位于王大戶村春秋戰(zhàn)國墓地西部，東北部5.5米處的4號墓葬洞室的人體骸骨右側的三叉格銅柄鐵劍極其珍貴，并具有一定代表性。該劍平置，帶木鞘，是我國較早的鐵制武器，是一種非常典型的早期少數(shù)民族（尤其是游牧民族）的鐵質文化遺物，可證實當時已有了金屬焊接技術。根據銅柄的細部和花紋，可參考類型學上蘇奎[1]的分類方式，推斷此銅柄鐵劍符合形式Ⅱ早后期的劍形。這柄珍貴的三叉格銅柄鐵劍由于出土時狀態(tài)不佳，現(xiàn)場直接進行灌膠處理，且后期保存環(huán)境不良，導致文物銹蝕嚴重，鐵劍斷成三大段兩小塊。本文對此三叉格銅柄鐵劍進行前期病害調查，通過科學的檢測分析（X光探傷、金相分析、X射線熒光光譜分析），見圖1，從而提出合理的修復建議和修復手段，以延長文物壽命。

一、三叉格銅柄鐵劍保存現(xiàn)狀和病害調查

（一）三叉格銅柄鐵劍保存現(xiàn)狀

該劍為銅質劍柄、鐵質劍身。銅柄保存較好，病害出現(xiàn)較少，柄首呈橢圓狀半球形，柄體為扁柱狀，在莖處是成排的乳釘裝飾，劍格呈三叉形，僅一邊可見一處鑄造時孔洞。該銅柄鐵劍的鐵質劍身保存狀況較差，整體礦化嚴重，鐵質劍身出現(xiàn)多處斷裂、剝落、裂隙、表面附著物等病害，劍身共斷裂為三大段及兩小塊，均可拼接于器物之上。劍身一面表面有大量的木質痕跡留存，推測應是劍鞘。殘斷第二節(jié)木痕長約25.2厘米，殘斷第三節(jié)木痕長約13.6厘米。劍身另一面隱約可見兩處小面積皮質殘留。

（二）病害調查

該三叉格銅柄鐵劍的鐵質劍身主要病害包括銹蝕、殘斷、裂隙、殘缺、表層剝落、起翹、表面硬結物等。該鐵劍進行X光探傷后，證實鐵劍部分銹蝕礦化嚴重，其中有大量的裂隙存在，基體保存較少。第二節(jié)殘斷劍身中間部位有兩處完全斷裂，另有兩處不完全斷裂縫隙。第三節(jié)殘斷劍身靠近斷裂面處銹蝕嚴重或者缺失。銅質劍柄部保存狀況較好。由于該鐵劍在出土時保存狀態(tài)較差，劍身脆弱不堪，因此多年前在出土時進行過一次搶救性的修復保護，對鐵劍進行了簡單的粘接及填充處理，對該鐵劍大致形貌得以完整保存至今起到了積極的作用，但由于當時技術條件以及其他客觀條件的限制，目前膠結材料已經完全老化，鐵劍重新斷裂，殘留的膠結材料及填充材料清晰可見。

二、檢測分析及制作工藝研究

寧夏彭陽王大戶墓地出土器物中金屬器三叉格銅柄鐵劍明顯為北方系青銅器，是非常典型的少數(shù)民族文化遺物，對于研究北方系青銅文化提供了非常有價值的實物資料。此次針對這柄劍的制作工藝研究，我們利用儀器進行金相分析、掃描電鏡能譜等檢測手段進行科學分析，并配合宏觀觀察，對所有檢測細節(jié)和方法都嚴格遵守文物保護修復標準，對該銅柄鐵劍的制作技術進行研究，基本還原其劍制造技術，為相關保護修復研究提供實質性技術的科學證據。

（一）金相分析

為了解銅柄鐵劍劍身的保存現(xiàn)狀，明確鐵身腐蝕的特征及機理，我們對劍身殘片采樣，用于檢測技術分析，如金相分析、掃描電鏡能譜分析等。

金相分析時，因劍身樣品完全銹蝕，所以未作浸蝕，以其樣品斷面為檢測面[2]。用顯微鏡型號ZEISS Scop.A1進行金相分析觀察其組織形態(tài)，取樣情況及分析結果見圖2。

從圖2金相分析顯微照片中我們可以看到，劍身已完全銹蝕，銹蝕呈層狀，內部較致密銹蝕區(qū)域可見疑似珠光體殘留痕跡。結合鐵劍殘片的檢測，推斷劍身材質可能為鋼；殘留珠光體組織的出現(xiàn)，表明該劍經多次高溫鍛造。

（二）掃描電鏡能譜分析

對銅柄鐵劍劍身殘片的鑲嵌樣品重新拋光后噴覆碳膜[3]，利用TESCANVEGA3掃描電鏡配備EDAX GENESIS能譜儀對拋光噴碳后的鑲嵌樣品進行顯微組織和成分分析，工作電壓15kV，工作距離15—25mm，能譜分析計數(shù)時間50s。

通過檢查我們可以看到，劍身通體銹蝕，未見金屬殘留，銹蝕呈層狀，局部形成空鼓。銹蝕基體中可見珠光體殘留痕跡，中部灰白顆粒為殘留夾雜物。進行較為徹底的檢查，共發(fā)現(xiàn)6處殘留的長粒狀夾雜物，成分為鐵的氧化物，寬約2—6μm，長約3—15μm，未見硅酸鹽或其他成分夾雜物，未檢測出鎳、鈷等其他成分。

（三）銅柄鐵劍的制作技術

應用金相和電鏡能譜分析，在銅柄鐵劍劍身基體中發(fā)現(xiàn)的珠光體殘留及單純鐵氧化物夾雜，說明其材質為塊煉滲碳鋼，是人工冶煉的塊煉鐵經鍛打滲碳處理得到的，與以往在寧夏固原、西吉、彭陽發(fā)現(xiàn)的4件銅柄鐵劍的劍身材質及制作工藝相同。

銅質劍柄首端兩側分別可見一小方孔，為內部泥芯自帶芯撐。X光檢測顯示鐵質劍身深入三叉劍格內，考慮到青銅相較于鋼的機械性能和韌性較差，機械插接可能導致劍格破碎，推測可能為制成鐵質劍身后鑄上銅質劍柄。

三、三叉格銅柄鐵劍保護修復建議

1.三叉格銅柄鐵劍遵循“最小干預原則”“可逆原則”“協(xié)調及可辨識原則”的思路，修復中選擇已經過長期試驗與安全使用的、對文物無害的材料、工藝等。

2.通過對該鐵劍觀察研究、金相分析、電鏡掃描、X光探傷，可以確定這把鐵劍銹蝕礦化極其嚴重，僅存少量原始鐵芯。脫鹽雖然可以達到去除有害氯及可溶鹽的目的，但是對于這種礦化腐蝕極其嚴重的鐵器，在脫鹽過程中文物體內氯離子向溶液排出的同時可能對鐵劍本已脆弱不堪的物理結構造成嚴重的威脅。另外，鐵件表面殘存的木質劍鞘雖然面積較大，但是其厚度僅0.5mm左右，脆弱地附著在鐵件表面，脫鹽過程中也會對這些附加信息造成嚴重的破壞。綜上所述，考慮到這把劍的珍貴性，建議不對其進行脫鹽及緩蝕處理，而是采用相對保守的方式，利用機械方法去除鐵劍表面鐵銹，再通過德國環(huán)氧膠滲透加固的方式確保該銅柄鐵劍物理結構穩(wěn)定。

3.加固時注意留存于表面的木劍鞘的痕跡，以免木質遭到污染。表面殘留木制劍鞘強度較差，在顯微鏡鏡下細心清理表面，選擇使用1%到3%AC33濃度由低到高進行滲透加固。

4.表面清理時主要采用機械物理的清理方法，避免在清理過程中對木痕以及銅柄造成過大的損傷或污染。在不對文物造成損傷的前提下，清理表面銹蝕物，并盡量去除往期修復的粘接痕跡及填充物。清理是用微型打磨機與噴砂機交替使用的方法對表面附著物與銹蝕進行去除。

5.通過X光片發(fā)現(xiàn)鐵劍第二殘段變形處已完全斷裂，可觀察到往期粘接痕跡，建議通過拆除往期粘接方式達到矯形目的。矯形時應注意使用熱風機時溫度控制，以免高溫對背面的木質鞘造成損害。

6.劍身補缺，采用環(huán)氧樹脂＋礦物顏料＋填料攪拌均勻后填充缺失部分，增加劍身強度。補缺時盡量避免黏接劑涉及面積太大，造成表面污染。

7.木劍鞘補缺采用以木補木的方法進行，選擇較薄的木皮進行覆蓋補缺。

8.打磨、塑形時將表面多余的環(huán)氧樹脂打磨修整為與劍身周圍高度、弧度相統(tǒng)一，無突兀。

9.做色選擇合適礦物顏料顏色粉補全部分做基地色，選擇合適顏料粉，調制均勻，反復以點、涂、撥等方式進行做色處理，使之與器身顏色相協(xié)調，做到表面整體顏色統(tǒng)一，又具有可辨識度。

10.表面封護時注意產生炫光，如出現(xiàn)使用無水乙醇進行擦除。

11.保護修復后建議將所有資料編號建檔保存。因其埋藏環(huán)境和出土后保存環(huán)境的影響，劍身腐蝕嚴重，對于修復后的保存環(huán)境嚴格要求，建議干燥、無塵，溫度控制在20℃—25℃、空氣濕度在50%以下，以利于該鐵劍的長期保存。

以上是彭陽縣王大戶戰(zhàn)國墓地出土三叉格銅柄鐵劍的檢測分析及修復建議，選擇了合理的手段對該銅柄鐵劍進行保護修復，及時有效抑制該文物繼續(xù)生銹腐蝕，為延長文物壽命，更好地保護文化遺產打下基礎。同時也對尚未嚴重發(fā)展的銹蝕、裂隙等病害進行了消除或控制，避免了潛在的重大病害威脅。

在保護修復過程中，我們始終遵循保持文物歷史的真實性與藝術性、最小干預、可辨識、全耐久等文物修復的基本原則，并根據器物的具體狀況，科學分析，不墨守成規(guī)，靈活操作，不斷探索修復保護的方法，努力為保護好歷史文化的珍貴載體做出貢獻。

參考文獻：

[1]蘇奎，尹俊霞.試析西南夷地區(qū)的三叉格銅柄鐵劍[J].四川文物，2005（02）：48-55.

[2]陳玉云，陳依慰，蘇榮譽.西周弓魚國墓地吸氣金相考察[J].考古與文物，1988（4）：99-100+64.

[3]孫淑云.寧夏固原春秋戰(zhàn)國時期兩件青銅飾物表面鍍錫層的SEM－EDS分析與研究[A].文物科技研究（第5輯）[C].北京：科學出版社，2007：11-17.

作者簡介：

劉美娟（1983—），女，漢族，河北順平人。碩士研究生，文博副研究館員，研究方向：文物保護修復。