敦煌石窟艺术与颜料化学之谜

敦煌石窟以其壁画、塑像闻名于世，颜料使得石窟艺术更加绚丽多彩。敦煌石窟不仅是世界上伟大的艺术宝库，还是一座丰富的颜料标本博物馆。丰富多彩的敦煌石窟艺术宝库中，为我们保存了古代千百年间10余个朝代的大量彩绘艺术的颜料样品。是研究我国古代颜料发展史的重要资料。这样宏大的壁画在世界上是独一无二的。这些经历了千百年的壁画，至今仍然光彩鲜艳，金碧辉煌。各种颜料历经千百年自然演变的情况在画面上得到了真实的反映。它们的耐光、耐磨、耐久等性能在这座特殊的天然实验室中得到了经久的考验。历代应用的大量艳丽的颜料反映了我国古代对矿物、植物的综合运用，颜料化学及其冶炼技术的高度发展，对颜料的科学分析获得了颜料的化学、物理性能，了解了一些颜料褪色、变色、产生病害及胶质老化等问题，为预防颜料变色、保护文物提供了科学依据，对文物的研究和保护至关重要。

这项研究是敦煌学、科技史、文物、考古界及其它方面的专家学者关注的课题，对敦煌石窟艺术彩绘颜料的来源、化学成分、应用及其生产技术的综合研究，早已引起国内外专家学者的重视。更是我近20多年来科研工作的一项重要课题。

根据国内外对敦煌石窟艺术所用颜料的分析可知，大体可分为无机颜料、有机颜料和非颜料物质三种类型。无机颜料中的红色有朱砂、铅丹、雄黄、绛矾。黄色有雌黄、密陀僧。绿色有石绿、铜绿。蓝色有青金石。群青、蓝铜矿。白色有铅粉、白垩、石膏，熟石膏又称半水石膏、氧化锌、云母。黑色主要是墨。此外，壁画、彩塑上还应用了金箔、金粉。有机颜料红色有胭脂（红花提取物），黄色有藤黄，蓝色有有机蓝（靛蓝）。非颜料的矿物质以白色为多，如高岭石、滑石、石英、白云石，还有碳酸钙镁石、角铅矿、氯铅矿、硫酸铅矿等，都是古代富有经验的民间画工因地制宜挑选来做颜料代用品的。滑石是含镁的水合硅酸盐，叶蛇纹石是一种镁的含水矽酸盐，化学成分是（Mg[(OH)SiO(OH)]）或（MgSiO(OH)）。主要颜料的应用比阿富汗著名的巴米羊石窟、印度的阿旃陀石窟，中国新疆库车的克孜尔石窟、吐鲁番的伯孜克里克石窟，甘肃炳灵寺、麦积山石窟，山西大同云冈石窟等大量石窟寺彩绘艺术所用颜料都多。比同时期的全国各地的墓室壁画、画像砖所用颜料更多。比中国古代绘画论著记载、绘画作品的颜料更丰富。特别是应用代用品更多。

在所应用的30多种颜料中，其中的个别颜料在绘画中是很早使用的，并且史料所不载。例如：青金石、密陀僧、绛矾、铜绿、雌黄、雄黄、云母粉、叶蛇纹石、石膏等颜料的使用等等，所有这些都反映出我国古代在化学工艺方面长期居于世界领先地位的巨大成就。

青金石是中国古老的传统玉石之一。青金石古因“色相如天”(亦称“帝青色”或“宝青色”)，很受中外帝王的器重，所以在古代多被用来制作皇室的各种玉器工艺品。由于青金石具有美丽的天蓝色，所以，我国古代很早就把它作为彩绘用的蓝色颜料。而敦煌石窟是应用青金石颜料时间最长，用量最多的地点之一。在北朝至元的石窟壁画、彩塑艺术中都应用了青金石颜料。世界上只有阿富汗等几个国家出产青金石，截至目前，在中国还没发现有青金石的矿产资源。

我国史书中记载了两种含铜化合物：绿盐和铜绿，其化学成分是氯化铜（CuCl2·2H2O），绿盐又名盐绿，最早是西北新疆等地少数民族的地方特产。较早记载绿盐制备方法的是唐代医学家苏敬的《新修本草》。五代李珣的《海药本草》曰：“绿盐，出波斯国，生石上，舶上将来谓之石绿，装色久而不变。中国以铜、醋造者，不堪入药，色也不久”。由于古代文献中“绿盐”、“盐绿”常与矿物颜料相关，而且形状、颜色的描述都以扁青、空青为例，甚至干脆称为“石绿”，所以，古代“绿盐”、“盐绿”除了作为医药、炼丹药物等外，也作为彩绘绿色颜料应用。

“铜绿”的记载以新疆吐鲁番和敦煌莫高窟藏经洞文书为早，前述日本龙谷大学藏吐鲁番第3036、3081号文书中就有：铜绿壹两，上直钱叁拾伍文，次(叁拾文)，下贰拾伍文。

吐鲁番唐代文书中很明确的将铜绿列入颜料商品中，说明在此之前铜绿作为颜料已成人们熟悉的商品了。特别是将铜绿、石绿、空青三种物质分开，价格差别较大，空青最贵，铜绿次之，石绿最便宜，说明当时人们对铜绿、石绿的鉴别、制备已有丰富的知识。在敦煌藏经洞唐、五代时期的社会经济文书中，其中关于记载铜绿颜料的文书有3件。

据目前的科学分析结果可知，以氯铜矿、水氯铜矿作为绿色颜料的使用以我国西北地区为最早，应用最广泛的是甘肃河西走廊各地石窟和墓室彩绘壁画。敦煌石窟（包括莫高窟、西千佛洞、安西榆林窟、东千佛洞等）应用的时间最长，用量最多，从北凉（397～439年）到元代千余年间一直应用。

古代所利用的铅化合物中有两种叫做“黄丹”的铅氧化物，那就是红色的 Pb3O4和黄色的PbO。在古代的炼丹、医药本草及其它著作中还有“密陀僧”等不同的名称。唐代著名炼丹家张九垓《金石灵砂论》中最早明确了密陀僧与铅的关系：“铅者黑铅也，……可作黄丹、胡粉、密陀僧”。经对莫高窟最早的七个北凉时期的洞窟颜料进行分析，其中在北凉268、272的四个颜料样品中分析出PbO，而且这四个样品都是单一的PbO，没有Pb3O4及其它红色颜料混入。由此可知，我国黄丹作为壁画颜料的应用，最迟不会晚于3世纪。到了唐代，密陀僧作为绘画颜料已很普遍。在敦煌莫高窟盛唐205窟壁画中也发现有此颜料。 我国古代约有近30种文献记载了关于敦煌一带（瓜、沙二州）出产黄矾、绿矾、绛矾、金星矾（铁矾）的情况。绛矾可由绿矾焙烧制得。绿矾在空气中经大火焙烧，析出结晶水的同时会被空气氧化成为红色，驱尽其中水分后，即成为棕红色犹如黄丹的粉末，古时称为绛矾，北宋苏颂编撰的《图经本草》记载了鉴别绿矾的方法。绛矾不仅是名贵的药品、炼丹的原料，而且也是自唐以来在敦煌石窟壁画、彩塑中使用的红色颜料。

多年来，笔者调查研究了甘肃河西走廊特别是敦煌一带的自然矿产资源分布情况，查阅史书中所载甘肃、新疆等地以及古代丝绸之路上中西贸易、科技交流中有关颜料的资料。根据史料所载以及现代科学的实际勘探考察得知，敦煌石窟艺术所用的十几种主要的矿物质颜料，有些是经过比较复杂的物理加工制作而成的天然矿物颜料，有一些是从中原内地运来的成品或半成品，个别的则是从古代的“西域”远道运来的。通过对颜料来源的研究，还可揭示古代中西文化、贸易、科技交流方面的许多秘密。

在敦煌石窟壁画中所用的颜料中，云母也是值得一提的。敦煌莫高窟中唐112窟，是个仅几平方米的方型小窟，著名的“反弹琵琶”壁画就绘于此窟南壁。这个窟不仅在绘画艺术上具有唐代敦煌壁画的一流水平，而且颜料的加工也达到绝妙的程度。这个洞窟所用的银白色颜料闪光发亮，经X射线衍射分析得知，这种银光闪烁的白色颜料是很纯的天然片状白云母粉，细碎的鳞片在画面上显色效果极佳。莫高窟晚唐12窟壁画中也有银白色云母颜料，但杂质含量较高，粒子粗，显色效果差，此外，在其它一些洞窟中也有云母作白色颜料的。敦煌鸣沙山和莫高窟的崖岩砂石中常可见到云母，莫高窟南面不远处水沟坡中还有天然云母矿，古代民间画工是就地取材加工使用的。从史料可知，我国古代炼丹大师在汉代已有制取云母粉的先进方法。东汉、隋、唐炼丹著作中，都有关于制云母粉方法的记载。在敦煌一带也有人制备云母粉，由于这种技术当时还掌握在少数炼丹家手中，他们保守严密，使这一先进制作方法未能很好的推广和流传，所以云母粉在莫高窟112窟的出现只能是昙花一现，很快就消失了。而一般加工的云母粉作颜料效果不好，所以唐代之后壁画不在应用。

来源：中国群青