胡钢 材料学博士，北京大学考古文博学院副教授

    胡钢：材料学博士，北京大学考古文博学院副教授，主要研究方向为文物保护。讲授《文物分析技术》、《文物材料与保存环境》等课程，负责完成科研项目10多项，发表研究论文40多篇，获授权发明专利2项。

    2014 年，由太原市考古所在太原市天龙山圣寿寺院内发掘出土了一批铁佛头，专家初步推测这批佛头应为北朝时期的文物，被人为销毁后残存部分埋于地下。这批造像文物绝大多数仅剩头部，唯有一件连有背部。铁佛头出土时破损腐蚀严重，除了在地下埋藏千年之久的缘故，为何这些原本完好的佛像会大多被毁得仅剩佛首，推测应该与历史上赫赫有名的北周武帝大规模灭佛运动有关。

    这批铁质佛头作为一千四百年前的铁铸文物实物，可以提供当时山西地区甚至北方地区的铸铁工艺及佛像造像等重要信息，更为复原北周武帝灭佛运动的具体情况提供了可贵的实物证据。天龙山圣寿寺铁质佛头具有较高的科学价值、艺术价值和历史价值，本工作将基于文物保护的诸项原则对其进行保护和修复，希望可以提取出更多的文物信息，以供更多的研究参考。

    由于铁本身的性质活泼及土壤对铁器的腐蚀十分明显，出土铁质文物的保护和修复，一直是铁质文物保护中的难点。埋藏千年以上的铁质文物实例不可多得，铁佛头的保护修复工作和进一步的研究对文物保护事业有着重要的价值。

    铁佛头保存状态

    由于埋藏时间长久，土壤对铁质文物有很强的腐蚀作用，铁佛头整体矿化严重，表面完全被被土锈硬结物、瘤状物和土块紧密覆盖，基本无法辨认文物形貌，如图所示。一开始都未被工作人员辨认为文物，误以为普通的土块，可见保护修复工作的重要性。故在未进行初步清理之前，无法获得更多的文物相关信息及其病害情况。

佛头出土时情况

    文物病害分析

    常规的文物修复流程都应先对文物进行分析检测和病害描述，再结合文物的具体病害进行针对性的研究和工作安排，选择合适的具体方法、工具和试剂来完成保护修复工作。保护步骤包括检测分析、表面清理、脱盐、缓蚀、封护五个步骤。

    但由于出土铁质文物的特殊性，不得不对常规的工作步骤进行调整和修改。通过对出土铁佛头的简单介绍，可知若不先进行初步的表面清理，我们无法获得文物的更多信息，无法观察病害、提取样本检测分析，更不可能开展任何深入的工作。所以针对大部分出土铁质文物的实际情况，第一步工作是初步的表面清理。

    对铁质文物进行初步的表面清理，使用的工具包括牙刷、 毛刷、 钢刷、 刻刀、手术刀、凿子、电刻笔、洁牙机、打磨机等。由于不了解文物的具体情况，所以在去除表面的附土、铁锈硬结物、瘤状物时，要十分小心仔细，谨慎的处理。由于文物已矿化严重，有许多部分已开裂容易脱落，一定要仔细收集，并拍照确认脱落位置，以便之后可以修复还原。

    通过初步的表面清理，还原出土铁质文物的整体面貌，以便进全面观察文物特征及其病害，并制定接下来的保护修复工作步骤。

    由于埋藏地下已有千年之多，所有佛头都通体矿化严重，文物整体强度降低，在清理表面土块和浮锈时十分容易导致器物本身开裂或破损，有的部分由于矿化严重，土锈硬结物与文物本身已紧密结合为一体，很难清理，导致文物外观模糊不清，难以界定。此外，铁佛头存在严重残缺问题。五官及发髻突出部分鲜有保存完整者，大部分佛头的双耳都已残缺不见，鼻梁坍塌情况常见，发髻多有残缺。有几个佛头上半部已完全残缺，仅余一半。铁佛头表面仍有大量的瘤状物、硬结物，土锈共存，层状堆积，且硬度很大与文物基体结合很紧，难以清理。许多部分十分松散，轻轻触碰便碎裂脱落，裂隙多见，迹斑斑。

    一般而言在进行文物保存状态认知是，需要从文物材质、锈蚀产物构成、出土环境情况进行分析检测。对这件保护修复的铁佛头，主要通过金相显微镜，激光拉曼光谱、扫描电子显微镜等方法对材质和锈蚀产物的构成进行了科学分析。这样更有利于合理的制定针对性的保护修复方案。

    处理步骤

    1、表面清理

    由于是直接出土的文物，佛头表面有大量松散土渣，相对结合并不牢固，可用毛刷刷除 , 结合较紧的可沾水润湿松动后剔除。

    除去表面的浮土之后，文物表面上结合了相当厚的土锈硬结物、瘤状物、层状堆积等。由于年代久远，文物本体矿化严重，故硬结物等与文物基体结合程度相对紧密。

    使用刻刀、手术刀、洁牙机、电磨刷、电刻笔等工具，根据不同位置的具体情况，小心剔除。文物基体存在铁芯，故硬度较高，附着物相对硬度较低，故先用刻刀和手术刀小心清除大块的、易脱落的附着物。结合紧密的，用电刻笔震动，使其松动再用刻刀剔除。接近五官等精心部位，使用洁牙机小心打磨，除去锈蚀。

    有些锈蚀十分牢固，可用棉花浸湿低浓度的草酸或醋酸敷在锈蚀表面，经过一段时间的反应后锈蚀溶解松动，再用工具剔除。敷酸处及时用清水清洗避免腐蚀文物基体。

表面清理后的铁佛头

    2、加固与粘接

    在清理过程中，由于文物矿化严重，本身有许多裂隙，小块的开裂部分很容易脱落。使用 AB 型环氧树脂胶进行粘接工作，强度适当。调和适量的 AB 胶，用牙签均匀涂抹于粘接位置，对准后进行粘接，放置 1-3h 即可。残留在文物表面的可见余胶可以用用磨具打磨掉。

    佛头存在开裂的情况，轻微触动既有碎裂风险，故决定对其进行渗透加固。选用 502 黏接剂，向缝隙处灌注，待风干后既可。502 胶流动性较好，渗透加固速率较快。流至表面凝结的余胶用丙酮可轻易擦去，具有可逆性。

    3、脱盐

    以氯离子为代表无机盐份的存在对铁器的保护危害十分大，会造成铁器进一步的腐蚀。故对铁器的脱盐处理是保护工作中非常重要的一环。

    本工作采用纸浆脱盐技术，将生宣纸撕碎，用去离子水淘洗，制成纸浆。再用去离子水反复淘洗，用电导率仪测量电导率来反应离子浓度，当其洗脱水电导率低于 50μS/cm 便认为符合要求。将纸浆均匀敷一层在佛头表面，放入50℃恒温干燥烘箱。带纸浆干燥后，去除纸层，既完成一次脱盐操作。

    4、缓蚀

    铁器文物受限于铁本身的化学性质，表面极易氧化并不断深入腐蚀，不利于文物的保存。所以铁质文物的表面缓蚀处理十分关键。一般选用无机化学试剂进行缓蚀处理，常用的试剂有单宁（鞣酸）、钼酸钠、硅酸钠等。

    本次保护工作选用的缓蚀剂为单宁，配制 1% 的单宁溶液，用涂刷均匀的刷在佛头表面。鞣酸与铁反应附着在文物表面，延缓进一步的腐蚀，但同时也会一定程度的改变颜色，使铁器呈现更深的颜色。如果使用的量稍过多，会略呈现紫黑色。故在使用单宁对文物进行缓蚀处理后，若文物表面颜色不够均匀，可使用打磨机轻轻处理文物表面，即可打掉多余的缓蚀膜。均匀缓蚀过的佛头呈现古朴厚重的铁器质感，效果较好。

    5、封护

    虽然进行了缓蚀，但铁器表面暴露在空气环境中，接触氧气、水蒸气等，仍易引发腐蚀，故对铁质文物的保护工作最后一步要进行封护处理。封护处理的原理是使用天然或合成的有机高分子材料对文物表面进行封护，形成一层均匀的分子膜，以隔绝水蒸气、氧气等大气腐蚀因子。

    本次工作的封护步骤选用的材料是微晶石蜡。选择松节油作为溶剂，并加热到 50-60℃，使石蜡均匀溶解。用毛刷将石蜡溶液涂抹在佛头表面，同时用吹风机加热，将文物表面的石蜡涂抹均匀，避免蜡层太厚，反光太明显。用吹风机稍稍加热使蜡层稍稍融化，用刷子沾极细的铁锈粉涂刷在佛头表面上有明显反光处进行做旧处理，消除眩光。

    小结

    通过本次保护与修复工作后，铁佛头文物的保存情况得到了很大的改善，表面的附着物基本清理干净，裂隙得到了加固，松散脱落部位进行了黏接，进行了脱盐、缓蚀、封护处理，基本保证文物在一般馆藏陈列环境中的尽可能的延缓腐蚀的要求。保护修复处理使铁佛头基本呈现出了应有的形貌，虽然多有残缺，五官也各有损毁，但仍是十分珍贵的实物资料，对还原北朝时期的佛像造型艺术有十分重要的意义。同时，通过损毁的佛头也可方便的观察到佛头内部的构造，对其铸造工艺也有十分重要的研究价值。