中华文明是世界上唯一未曾断绝的文明体系，它经历世代洗礼，传承漫长岁月，留下了璀璨的文化瑰宝和无数珍贵文物。青铜器，正是其中最为重要的一种文化代表。青铜，一种铜锡或铜锡铅合金，最先制成礼器（图1）诞生于世，见证过悠悠历史，经历过朝代更替，它还融入了征伐、荣誉、版图、雄心等诸多元素和内容。新制作的青铜器多为金黄色，因其铜锈呈青绿色，故名青铜。青铜文化是人类文明发展到一定阶段的产物。中国的青铜，兴于王政，盛于商中晚期至西周晚期[1]。中国出土了非常多的青铜文物，这些气势恢宏、纹饰繁复的大件青铜器，承载着庙堂、王权、宗法的秩序、威严、和神秘。

图1: 后母戊鼎

（来源：中国国家博物馆官方网站）

喜爱南派三叔所著《盗墓笔记之秦岭神树》小说及其热播影视化作品的年轻朋友们，肯定对著作中多次提及的神秘青铜神树并不陌生。自1929年四川广汉三星堆遗址被发现以来，数件青铜器在此后百年间陆续出土[2]。1986年，三星堆2号祭祀坑的一件青铜神树以2479块碎片方式出土，后经文物修复师们耗时十年，最终修复出一株高达3.96米的青铜器构件，被命名为一号神树（图2），它不但是国家一级文物，也是现今全世界发现最大的单件青铜文物。2019年，三星堆遗址3至8号坑考古发掘工作启动，辉煌灿烂的大量珍贵文物陆续出现在世人面前，其中大多金、玉、青铜器，尤其是其中出土的诸多构型奇特、种类繁多的青铜器物，使得青铜文化再度引发热议。在青铜器的发掘与修复过程中，现代化的科技检测分析手段和技术也被引入文物研究、保护、修复工作中。

图2：三星堆2 号祭祀坑出土1 号神树[3]

(左)神树全貌; (右)局部神鸟、花果、漩涡纹

现代分析测试仪器与技术，既是研究人员用于探索未知、发现规律、突破前沿的科学研究方式，也是解决文物保护领域关键技术问题并开展相关研究的重要手段。针对考古发掘出来的青铜器基体或残片，文物工作者和研究人员主要使用的分析技术包括超景深三维显微镜、金相显微镜、X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜、拉曼光谱分析、红外光谱分析、X射线探伤、CT成像技术等[4]。这些技术的广泛应用对于以青铜器为主的金属文物的修复和保护，特别是青铜器文物成分分析、成像技术、显微组织和腐蚀防治工作起到了非常重要的作用，具有特别的科学价值与现实意义。

以青铜器的腐蚀防治为例，青铜器的腐蚀通常是指青铜基材在周围环境介质的影响下发生化学、电化学反应而导致器物损伤与破坏的现象。按照外观形貌，青铜器锈蚀常被分类为皮壳、薄锈、厚锈、硬结物、瘤状物、粉状锈、孔洞、裂隙、矿化、残缺等[5]。青铜器文物通常在出土前就已遭受不同程度的腐蚀损坏，所以科研工作者会利用现代分析技术在考古发掘的同时，对青铜器的出土形貌进行探查，初步判断锈蚀状况，以便于开展下一部分的修复及保护工作。文物工作者们在三星堆5号坑发掘现场使用过超景深三维视频显微镜（图3），在文物被发掘出的第一时间对其表面进行初步探测和三维观察；在河南南阳夏饷铺考古时，也曾采用超景深三维视频显微镜记录夏饷铺墓地鄂国青铜器锈蚀状况和形貌[6]；对山西绛县横水西周墓地青铜器也使用过三维扫描技术记录青铜器信息数据[7]。另外，器型较小的青铜器或青铜残片也可通过扫描电镜观察锈蚀形貌并进行能谱分析，该方法能确定合金元素组成、表征微观结构及分析样品表面是否存在特殊处理等信息。例如，研究人员曾使用该技术对重庆涪陵小田溪遗址战国巴人贵族墓地出土的青铜器进行元素分析，了解古代青铜冶炼和铸造信息[8]；通过对重庆云阳李家坝遗址出土的一批汉代鎏金青铜器的脱落碎片进行扫描电镜分析，研究人员验证了史书记载的采用细剪金箔方法加工青铜器的工艺[9]。

图3: 三星堆5号祭祀坑考古发掘现场超景深三维视频显微镜

（来源：央视新闻客户端）

青铜器锈蚀是个日积月累的过程，受地理条件和埋藏土层等环境因素影响，不同地域不同成分的青铜器文物腐蚀类型各不相同，腐蚀产物也多种多样。按照青铜文物锈蚀产物的病害性质，可分为有害锈、无害锈。无害锈常指因均匀腐蚀产生的铜的氧化物、碱式碳酸铜等；有害锈是指特定含氯环境下因局部腐蚀产生的氯化亚铜、碱式氯化铜等。针对出土青铜器带有原生粉状锈或严重局部锈蚀（如穿孔、掉渣）等情况，拉曼和红外光谱分析技术被引入馆藏青铜器锈蚀机理研究中。以上技术的应用能够发挥其原位、无损检测的优势，以尽量减少对于青铜文物的损伤。例如，研究人员曾运用拉曼光谱分析青铜器的锈蚀产物，分析对象包括云南楚雄万家坝出土的青铜兵器[10]、山东蓬莱登州博物馆馆藏青铜器[11]、甘肃礼县、宝鸡陈仓博物馆馆藏秦早期青铜器[12]，以及后母戊鼎西南足等[13]。此外，以广州出土脆弱青铜器腐蚀矿化研究为例[14]，在文保工作中，研究人员也会采用X射线衍射分析等技术，对检测中采用的不同测试方法进行相互验证，以便获得更为全面准确的检测结果。

一般而言，在考古现场的青铜器合金成分分析常借助于便携设备，例如手持式X射线荧光光谱仪，它能够无损、快速、高精度地展示青铜文物表面的化学元素组成和发掘地周围土壤属性情况（图4）。文物工作者曾利用该技术分析山西绛县横水西周墓地部分青铜器基体以及残留的泥芯，用于了解当时的冶铸技术及其历史水平[15]；也曾利用该技术分析陕西子洲县裴家湾镇关王岔村出土的商代铜器残块，探讨其在合金成分上与安阳殷墟出土的同时期器物的关联性，为晋陕地区商代晚期铜器的研究积累了重要数据[16]。

图4: 手持式X射线荧光光谱仪

（来源：央视新闻客户端）

总的来说，笔者仅选取青铜器文物保护及锈蚀机理研究中常用的主要分析手段进行了列举说明，实际上，现代分析检测技术在青铜器文物保护和修复工作中的应用是非常广泛的。但是同时也值得注意的是，针对青铜文物的特殊性和珍贵性，文物工作者及研究人员在日常工作中应当谨慎选择使用高科技仪器开展青铜器或其他珍贵金属文物的无损或微损分析，选择科学合理的方式表征其锈蚀产物的理化性质，从而阐明保存环境与器物锈蚀的作用机制，探讨腐蚀劣化机理。在此基础上，才可以更好地提升馆藏青铜器保护技术、完善评价方法、评估各项技术的应用效果。在满足有效性和安全性的要求的基础上，制定能够实现最小干预、有效防腐、科学保护的青铜文物综合保护方案，同时，按照各自职责，通力协作，充分发挥专业技能，高标准地实施各项检测任务与预防工作。

做好青铜器文物腐蚀控制及检测，必须认真总结那些行之有效的经验，积极探索那些标本兼治的方法，一方面积极应用先进技术更好地为文物保护工作服务，另一方面传承文化遗产，客观了解历史。当今社会，科技飞速发展，如何利用好现代的技术方式解锁古代的未知，如何利用好现有的知识体系探索文物的故事，弘扬民族精神，传承中华文化，守护华夏文明，是我们所有人的使命和责任。

参考文献：

[1] 杜廼松：青铜器鉴识，印刷工业出版社，2011年。

[2] 陈显丹：三星堆祭祀坑发掘记，文物出版社，2016年。

[3] 曾布川宽著，贺小萍译：三星堆祭祀坑大型铜神树的图像学考察[J],四川文物，2012年05期。

[4] 董少华、相建凯、张刚等：现代科学技术在古代青铜器保护中的应用[J]，文博，2018年01期。

[5] 马承源：中国青铜器，上海古籍出版社，2003年。

[6] 牟笛、崔本信、宋国定等：河南南阳夏饷铺墓地鄂国青铜器腐蚀状况分析[J]，江汉考古，2014年01期。

[7] 程虎伟、高振华、陈鑫：浅谈三维数字技术在古代青铜器保护中的应用——以绛县横水西周墓地青铜器三维扫描为例[J]，文物世界，2013年06期。

[8] 杨小刚、邹后曦、方刚：涪陵小田溪墓群出土部分青铜器科技分析[J]，文物春秋，2013年03期。

[9] 杨小刚、金普军、黄伟等：重庆云阳李家坝遗址出土汉代鎏金青铜器的扫描电镜分析[J]，电子显微学报，2010年04期。

[10] 杨群、王怡林、张鹏翔等：拉曼光谱对古青铜矛腐蚀情形的无损研究[J]，光散射学报，2001年01期。

[11] 李涛、秦颍、罗武干等：古代青铜器锈蚀产物的拉曼和红外光谱分析[J]，有色金属，2008年02期。

[12] 贾腊江、金普军：拉曼光谱分析青铜器本体中锈蚀产物[J]，光谱学与光谱分析，2015年01期。

[13] 韩英、杨小林、马燕如：后母戊鼎西南足腐蚀产物物相分析[J]，中国国家博物馆馆刊，2013年07期。

[14] 吕良波：广州出土脆弱青铜器腐蚀矿化表征研究[J]，文物春秋，2015年06期。

[15] 南普恒：绛县横水西周墓地青铜器的合金技术研究[J]，文物世界，2012年02期。

[16] 刘建宇、陈坤龙、梅建军等：陕西子洲出土商代铜器的科学分析及其相关问题[J]，文物，2015年01期。