簡介考古出土石質文物保存修復觀念及技術（上）

文‧圖／林怡君、林怡如、彭惟莉

　　考古發掘出土之石質文物，在缺乏妥善展示環境及維護技術與保存觀念下，容易造成風化、損壞，使得重要之考古訊息遺失。因此，此次行政院文化建設委員會文化資產總管理處籌備處，特舉辦「考古出土石質文物保存修復人才培育研習」課程，其主要目的為推廣保存技術，並儲備文化資產保存專業人才，以培育和提昇臺灣各地區之專業能力。此次以出土石質文物為主題，辦理研習活動，主要上課地點位於國立臺灣史前文化博物館2058教室及山之廣場迴廊。

　　「考古出土石質文物保存修復人才培育研習」共計44節課程，包含12節理論與32節實作課程，理論課程主題如下：

一、考古出土石質文物概念及保存概念

　　出土石質文物的認識與修復案例介紹「以卑南月形石柱修復案例為例」。修復前先進行石柱之劣化狀況分析，運用電子顯微鏡、紅外線熱影像檢測（可瞭解文物內是否蘊含水分）、紫外線螢光檢測等方式。經由檢視分析結果，辨別石柱上的地衣種類，之後進行保存修復方法測試及評估。由月形石柱的劣化分析結果可得知，主要損壞因素為自然風化而造成之解理面裂開及微震動破壞。

二、檢視紀錄

　　對文物進行檢查並將文物的狀況記錄下來，如基本資料（原名、年代、材質、尺寸等）、工法技法、影像紀錄、損壞紀錄等。

三、石質文物修復規劃及技術

　　擬定修復計劃，包含修復目標、損壞檢測、修復時程、經費估算、修復人員、修復技術、修復監工。文中所提修復技術包含了清潔（表面清潔、脫鹽）、苔蘚地衣去除及表面清洗等修復步驟。此技術亦包含加固、填補、補色，加固主要為恢復石質文物原有的強度、降低風化的持續性和延長石質文物的壽命。填補則是於縫隙處填充材料，主要是將裂縫、空鼓開口處密封，避免降雨、溫度等風化作用持續影響。補色目的在於減少填補處之視覺干擾，讓填補處與原文物有協調感，但進行填補時需注意不可污染石質文物之原有表面。

　　透過理論課程為大家建立初步的保存修復基礎觀念之後，便開始進行實作課程，其內容分述如下：

一、文物檢視

（一）文物損壞繪圖

　　進行修復前，會先為待修復的文物進行拍攝記錄。之後將拍攝所得之影像縮小影印一份，再利用油性簽字筆，在透明聚酯片上描繪與原件等比例的文物狀況圖。最後將描繪完成的文物狀況圖與修復前縮小影印之文物影像照並置，即可清楚辨別劣化狀況情形與分布位置。

（二）可見光紀錄－攝影與顯微

1.側向投光器：以單邊打光的方法，利用光線造成的影陰效果，可使檢視物體的表面凸起、凹陷及附著物等狀況，因側光產生之陰影更加明顯。

2.電子顯微鏡：可檢視出石質文物表面上之現象予以紀錄，如苔蘚、黴菌、地衣、劣化狀況等，可做日後修復工作之參考（圖2～圖10）。

3.攝影紀錄：應用攝像器材紀錄文物保存狀況，相機需調整為連續性光源，使用PL燈以減少陰影，並放置色票及比例尺於拍攝目標下方，做為影像後製校色之用。

圖2、岩棺左側電子顯微檢測現象範圍

圖3、電子顯微鏡下觀測之地衣

圖4、電子顯微鏡下觀測之紅褐色疑似銹變現象

圖5、電子顯微鏡下觀測之苔蘚現象

圖6、電子顯微鏡下觀測之蝸牛附著現象

圖7、電子顯微鏡下觀測之蝸牛黏液

圖8、電子顯微鏡下觀測之蚯蚓排遺

圖9、電子顯微鏡下觀測之高等植物（草木、木本植物）著生

圖10、電子顯微鏡觀測下之發黴現象

二、非破壞檢視

圖11、紫外線檢視-地衣（一）

圖12、紫外線檢視-地衣（二）

（一）紫外線檢視

　　可以檢視出同色但不同性質的材質，例如文物是否有後加顏料層覆蓋及後人的補筆補彩等。另外，亦可檢測黴菌的反應，其在紫外螢光下會呈現螢光反應。為避免檢測時紫外線對文物產生傷害，文物檢測用紫外線應使用最接近可見光波區、對文物傷害最低的的長波紫外線照測。使用時應確實管理光源使用時間，將所有週邊攝影環境、取景、焦距及曝光時間等，均事先測試備妥之後，才在拍攝前瞬間開啟光源，並於快門關閉後立即關閉光源，以減少光照之時間。於拍攝時，拍攝人員需配戴防紫外線護目鏡，以避免眼睛受刺激。

（二）鹽分檢測與脫鹽方法

　　含有鹽分的水溶液，在滲入石質文物裂縫或孔隙以後蒸發，可能會留下鹽結晶在裂縫及孔隙內。脫鹽主要在避免鹽結晶不斷的累積及受熱膨脹下，對石質文物產生壓力，最後造成崩解或層狀剝離等現象。

1.脫鹽方法：

（1）浸泡法：將欲脫鹽之文物直接沒入蒸餾水，使得石質文物孔隙中之鹽分經溶解後被帶出並溶於浸泡水中，且可經由反覆浸泡而稀釋鹽分。適用於尺寸較小之石質文物。

（2）吸附法：以濕紙漿、脫酯棉或其他等具吸水性材料浸泡於蒸餾水中，然後再將其敷於石質文物表面上，使其能夠與表面緊密結合。並經由數日待其乾燥後取出，反覆數次直到沒有鹽分再被吸出為止。適用於石碑等較多平面之石質文物。

（3）噴灑法：以循環軟水或蒸汽連續噴灑於石質文物表面，迅速滲入孔隙溶解鹽類，並藉由連續噴灑而帶走鹽分。其特點為霧化的效果越好，石質文物在脫鹽的過程中，表面也就較不容易因受力而產生傷害及損壞。此法可適用於中小型石質文物或局部建築體之脫鹽。

（4）流水法：以大量之軟水直接流經待脫鹽之文物表面，使鹽經毛細現象溶解後，被流動之軟水帶走。使用此法之先決條件是要有足夠的軟水供應，以確保能夠維持連續之軟水流動。另外亦可採用循環用水，但須多次更換軟水至沒有鹽被溶解出為止。一般使用於建築物或大型石質文物。

圖13、試紙檢測鹽份濃度

圖14、試紙檢測鹽份濃度與紀錄

圖15、紅外線熱影像檢測

2.鹽分檢測方法：

（1）滴定法：以硝酸銀（AgNO3）來檢測脫鹽水之Cl-離子，Ag+和Cl-離子接觸後，將產生白色AgCl沈澱。

（2）試紙檢驗方法：在脫鹽水中以專門檢驗之試紙，直接浸入脫鹽處理液中後隨即取出，藉由觀察試紙顏色以瞭解鹽之種類和濃度範圍。每種鹽類皆有不同的試紙來做檢測。（圖13～圖14）

（三）紅外線與熱影像檢測實作

　　紅外線熱影像檢測技術，主要是利用當物體本身溫度大於絕對零度時會輻射紅外線的原理而來。經由紅外線熱影像儀接收物體所輻射的紅外線能量，將其感測所得之能量分布情形轉成肉眼可觀看之影像，並顯示於儀器螢幕上。檢測分析人員可利用此螢幕上之紅外線熱影像分布情形及溫度值，做監控或預知受測物體是否有異常狀況發生。此項技術具有非接觸式、測溫快速、反應靈敏及視覺直接觀測等特性，為一種非破壞性之檢測方法。紅外線可以穿透文物表面顏料層的底層，察看是否有其他肉眼所無法判斷的反應。例如是否有色層重疊，或是繪有底稿圖案。另外，紅外線對炭元素特別敏感，可以檢測出微弱的墨線，有助於觀察文物之繪畫原始風貌。

（四）音波檢測技術及實作

1.超音波檢示方式（反射式）：利用超音波打向試片，超音波碰到缺陷後產生反射，再用接受器接受反射波信號，即可判斷缺陷的存在。較適用於均質物體，如金屬類。

2.超音波檢示方式（穿透式）：從試片的一面發送超音波，在試片的對面接收超音波。超音波穿過缺陷後強度會減弱，波速會降低，若為材質較疏鬆者，波速也會降低。藉由與最初的或是完整處的超音波強度或速度相比較，便可以探出內部是否有缺陷。

3.超音波檢示方式（表面式）：從試片平面的一端發射超音波，在試片平面的另一端接收超音波。其測試結果反應，材質較缺陷、脆弱處超音波產生反射強度會減弱，且波速也會降低。

（五）立體量測技術與應用

　　3D掃描器可用來偵測並分析物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀資料（如顏色），於虛擬世界中建立實際物體形狀的數位模型。這些模型具有相當廣泛的用途，舉凡瑕疵檢測、地貌測量、數位文物典藏等都可見其應用。

　　3D掃描器的用途是建立物體幾何表面的點雲，這些點可用來插補成物體的表面形狀，越密集的點雲可以建立更精確的模型（稱做三維重建）。3D掃描器於資訊蒐集時，限定在一定的範圍內，且量測距離有限。若掃描儀能夠取得表面顏色，則可在重建的表面貼上相同材質之貼圖（待續）。

圖16、3D立體掃描

圖17、3D立體掃描－電腦分析中

圖18、3D立體掃描影像

圖19、3D立體量測（岩棺一側之乳突）

（本文作者群為研究典藏組典藏助理）

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