第21王朝安赫芬孔苏木乃伊棺彩绘材料的多分析方法研究

《Applied Sciences》：Multi-Analytical Investigation of Painting Materials on the 21st Dynasty Wooden Coffin of Ankhefenkhonsu

　　

中文摘要翻译 本研究对佛罗伦萨国立考古博物馆埃及藏品中保存的安赫芬孔苏（Ankhefenkhonsu）第21王朝人形木棺（属埃及“黄色棺椁”群）的彩绘地层材料及绘制技法进行了系统研究。该多分析方法将非侵入性分析——多光谱成像（MSI）和X射线荧光光谱（XRF）——与微侵入性分析——偏光显微镜（PLM）、扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDS）、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR，覆盖中红外MIR与远红外FIR波段）、焦平面阵列-傅里叶变换红外光谱（FPA-FTIR）成像以及气相色谱-高分辨质谱（GC-HRMS，含热裂解/气相色谱-高分辨质谱Py/GC-HRMS）——相结合，对颜料、胶结剂、清漆及蚀变产物进行了表征。研究结果揭示了一个复杂且连贯的多层结构：底层为粗糙的棕色泥土底层，其上为精细的白色方解石基预备层，用于施绘传统埃及颜料。这些颜料包括广泛分布的含雌黄（orpiment）的黄色绘画层、埃及蓝（Egyptian blue）、以氯铜矿（atacamite）为主的绿色铜基颜料、红赭石（red ochre）以及碳基颜料。与绘画层相关的有机化合物表明使用了植物胶、干性油和天然树脂，提示在彩绘膜制备过程中有意选择和组合了不同的有机材料。这些发现为棺椁的材料选择与绘画技术提供了新的见解，而对次生蚀变产物的鉴定则有助于理解其彩绘装饰的长期转化过程。

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一、研究背景与研究意义

古埃及第21王朝（约公元前1069–945年）是“黄色棺椁”发展的鼎盛时期。这类棺椁因底色刻意模仿黄金外观而得名，具有强烈象征意义——金色象征神明的肉身，承载着太阳崇拜与再生观念。安赫芬孔苏木棺（编号48523/ME8523）出自底比斯德尔巴赫里（Deir el-Bahari）的巴布·埃尔-加苏斯（Bab el-Gasus）墓室群，该墓室于1891年被发现，藏有超过200具属于阿蒙神祭司群体的棺椁及随葬品。1893年，意大利获得“第五批”分配份额，这批文物随即运抵佛罗伦萨。安赫芬孔苏棺椁属于一套组合葬具，包含外棺、内棺（48526/ME8526）及木乃伊覆板（48521/ME8521），但该组合的原属主人已不可考——外棺盖呈现男性特征，棺身以红色书写原主人安赫芬孔苏之名；内棺年代更早且呈现女性特征；覆板原为男性制作，后经改造添加耳环与张开双手等女性特征，其铭文记载的名字为安赫塞努特（Ankhesenmut）。近期研究（Kathlyn M. Cooney）表明，佛罗伦萨博物馆所藏巴布·埃尔-加苏斯棺椁均存在再利用痕迹，这是新王国末期社会危机导致材料匮乏背景下的普遍现象。该棺椁保存状况不佳：棺盖严重损毁，面部与假发区域有大面积彩绘层和灰泥层缺失，右耳与胡须不存，棺身沿中轴线存在贯穿性纵向裂缝。为指导保护修复工作并表征绘画材料与绘制技法，研究人员对该棺椁开展了系统的多分析方法研究。

二、关键技术与方法

研究人员综合运用了非侵入性与微侵入性两类分析方法。非侵入性分析包括：多光谱成像（MSI），涵盖可见光摄影（VIS）、红外摄影（IR，850nm滤镜）、红外假彩色处理（IR-FC）及紫外荧光摄影（UVF）；以及便携式X射线荧光光谱（XRF，Bruker S1 Titan 800，铑靶，检测范围镁Z=12至铀Z=92）。微侵入性分析包括：偏光显微镜（PLM）观察抛光横截面与薄切片；扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDS，Zeiss EVO 15，低真空模式）；衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR，覆盖4000–80cm^-1，同时涵盖中红外MIR与远红外FIR区域）；焦平面阵列-傅里叶变换红外光谱成像（FPA-FTIR，Lumos II，ATR锗晶体，4000–750cm^-1，空间分辨率约5×5μm²）；以及热裂解/气相色谱-高分辨质谱（Py/GC-HRMS，550°C单次裂解，TMAH衍生化）和气相色谱-高分辨质谱（GC-HRMS，分别针对脂质/树脂组分与多糖组分进行提取与衍生化分析）。微样品取自棺盖不同颜色区域，另有来自内棺棺身的无定位样品。

三、研究结果

非侵入性分析结果。 多光谱成像显示，红色起稿线以红赭石绘制，在红外成像中完全透明；黑色轮廓在红外图像中保持显色，证实碳基颜料的使用。紫外荧光成像检测到一层分布不均的清漆层，呈现天然树脂特有的黄色荧光。XRF分析表明：蓝色区域检出铜、钙、硅，高度提示埃及蓝（硅铜钙石cuprorivaite）；红色区域以铁氧化物为主，提示红赭石；绿色区域含铜基颜料并伴随氯元素，提示铜基颜料蚀变形成氯铜矿/副氯铜矿；白色底层检出钙为主、硫为辅，提示方解石偶含石膏；黄色区域检出砷，提示雌黄；黑色区域仅检出钙，推断为植物源碳基颜料；棕色头饰区域铜含量高，可能为埃及蓝在特定环境条件下变暗所致。

显微地层学观察。 所有样品的横截面均呈现一致的多层结构：清漆层、彩色绘画层、白色预备层和棕色底层。

黄色绘画层。 样品SF1等显示，黄色层厚度约20–80μm，位于白色预备层之上，以雌黄（α-As₂S₃）为颜料。SEM-EDS检出As和S，ATR-FIR光谱在378、353、345cm^-1等处呈现雌黄特征振动带，可与雄黄（realgar）及副雄黄（pararealgar）明确区分。黄色层下方还存在一层约15μm的薄层，不显示无机元素，推测为涂布于白色预备层上的有机胶结层。

蓝色绘画层。 样品SF4、SF9等显示，蓝色层颗粒粗大，厚度可达约140μm。偏光显微镜下可见长达约40μm的蓝色板状至柱状晶体嵌入玻璃质基质中。SEM-EDS元素分布图显示Cu、Si、Ca空间关联，确证硅铜钙石（cuprorivaite，CaCuSi₄O₁₀）的存在。ATR-FTIR在1162、1039、1007cm^-1等处呈现硅酸盐层状结构特征振动带。

绿色绘画层。 样品SF5显示绿色层约35μm厚，呈微晶均匀结构。SEM-EDS检出Cu和Cl在同一层中重叠分布。ATR-MIR光谱在3440和3388cm^-1处呈现清晰分辨的O-H伸缩振动双峰，在1456和1398cm^-1处呈现Cu-O-H面内弯曲振动，结合低于1000cm^-1区域的指纹晶格振动模式，确证为氯铜矿（atacamite，Cu₂Cl(OH)₃），并与三方晶系副氯铜矿（paratacamite）区分。FPA-FTIR化学成像进一步展示了氯铜矿在样品截面中的空间分布及其与铝硅酸盐底层的区分。

红色绘画层。 样品SF9显示红色层极薄（约8μm），质地细腻均匀。SEM-EDS检出Si、Al、Fe，与天然红赭石（赤铁矿伴生铝硅酸盐）的矿物学来源一致。

白色预备层。 厚度约70–220μm，主要由微晶方解石构成，偶含石英和石膏痕迹。SEM-EDS显示Ca均匀分布。

棕色底层。 质地致密粗粒，主要成分为石英、碱性长石和斜长石，含普通钙质碎屑（微亮晶结构）、植物纤维、少量辉石和铁氧化物及石膏痕迹，与尼罗河冲积泥土成分一致。Py/GC-HRMS检出吡咯、十六腈、十八腈、壬二酸、棕榈酸和硬脂酸，提示该层可能含有全蛋（whole egg）类蛋白质化合物。

有机胶结材料分析。 Py/GC-HRMS分析显示，所有样品均检出松香酸型二萜树脂标志物（脱氢枞酸等）和乳香属（Pistacia）树脂标志物（22,23,24,25,26,27-hexakisnor-dammaran-3,20-dione、20,24-epoxy-25-hydroxy-dammaran-3-one、莫龙酸moronic acid、齐墩果酸oleanolic acid），部分样品检出28-norolean-17-en-3-one和28-norolean-18-en-3-one异构体，提示树脂曾受热。饱和脂肪酸（至C25）、不饱和酸（C16:1、C18:1）及二元羧酸（丁二酸、戊二酸、壬二酸）表明存在氧化干性油组分。样品SF6经脂质提取程序分析，检出壬二酸、己二酸、十二碳二酸等二元羧酸，多种单酸甘油酯（2-棕榈酸甘油酯、1-单棕榈酸甘油酯、2-单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯），以及脱氢枞酸、β-香树脂醇（β-amyrin）和24-noroleana-3,12-diene。棕榈酸/硬脂酸比值（P/S=1.38）与历史老化亚麻籽油薄膜的文献值一致。多糖提取程序分析检出木糖（6.82%）、阿拉伯糖（89.8%）、鼠李糖（0.89%）、果糖（0.04%）、甘露糖（2.11%）和半乳糖（0.34%），并检出D-松醇（D-pinitol）及肌醇（myo-和D-chiro-inositol）两种异构体。单糖组成与比例无法明确归属为单一胶种，推测为混合植物胶；D-松醇可能指示阿拉伯胶树（Acacia nilotica）来源的阿拉伯胶经细菌降解，或指示角豆胶（Locust bean gum）的使用。

四、讨论与结论

该棺椁的多层结构反映了古埃及精英木棺制造的标准化技术流程：尼罗河冲积泥土粗底层用于填充木板间隙并找平，其上施以方解石基精细预备层，再施绘彩绘。黄色底层（雌黄）在“黄色棺椁”装饰体系中具有特殊象征意义——刻意模仿神明的金色肉身，强调太阳崇拜与再生观念。埃及蓝的使用印证了这一古老合成颜料在丧葬语境中的持续应用及其与天界、重生和神性庇护的象征关联。绿色层中检出的氯铜矿更可能解释为原始铜基颜料（如孔雀石）在含氯 burial 环境中（木乃伊制作使用的泡碱natron、天然蒸发岩或渗入盐溶液）的次生蚀变产物，而非有意使用的原始颜料。红赭石的使用与埃及绘画传统完全一致。棕色区域的高铜含量提示埃及蓝可能发生暗化蚀变，但具体机制尚需进一步研究。有机分析表明，彩绘膜采用了包含植物胶、干性油和天然树脂的复合胶结体系，反映了材料选择的有意性。研究结论指出，该棺椁的层序结构体现了标准化制作工艺，颜料选择符合传统埃及绘画实践，而次生蚀变产物则揭示了埋藏后处理过程对彩绘长期稳定性的影响，为理解精英阶层埃及丧葬物品的技术选择、材料运用和劣化路径提供了重要见解。