X光、翻模顯微照相、相機微距拍照齊上陣，圓明園馬首的秘密被“揭穿”

近日，圓明園馬首銅像迴歸的消息引發各界關注。在國家博物館舉行的《迴歸之路——新中國成立70週年流失文物迴歸成果展》上，不少觀眾聚攏在展櫃前，一睹其風采。

眼前的馬首銅像，神態栩栩如生，毛髮分毫畢現，展現出極高的工藝水準，是一件非凡的中國古代藝術品。歷百年風雨而不鏽蝕的馬首銅像，是用什麼材料鑄造而成的？採用了什麼樣的鑄造工藝？其內裏還藏着哪些乾坤？科技日報記者就此採訪了相關專家。

材質為含微量鉛鋅的紅銅

馬首銅像為意大利人郎世寧設計，是清代圓明園長春園西洋樓建築羣海晏堂外十二生肖獸首噴泉的主要構件之一。

1860年英法聯軍入侵北京，圓明園慘遭劫掠焚燬，馬首銅像與其他11尊獸首銅像一同流失海外。

2007年8月，國家文物局獲悉圓明園馬首銅像即將拍賣，第一時間表達了終止公開拍賣的堅定立場和促成文物迴歸的良好意願。同年9月，何鴻燊先生得知相關情況後，慨然出資搶救流失文物，結束了馬首銅像百餘年的離散漂泊。此後，馬首銅像一直在我國港澳地區公開展示。

為了解馬首的材質、鑄造工藝以及可能的用途等方面信息，根據國家文物局工作安排，北京大學考古文博學院對馬首銅像利用便攜式X熒光光譜儀、X光照相、可塑材料翻模顯微照相、相機微距拍照觀察等方法進行了分析檢測。

參與此項研究工作的北京大學考古文博學院副教授崔劍鋒介紹，成分分析結果表明，馬首使用的材質為含微量鉛鋅的紅銅。銅含量達到98%左右，鉛含量為1%左右，此外還含有一定量的鐵和鋅。紅銅的熔點達到1083℃，澆鑄需在較高温度下進行，使用紅銅的原因應當是為了呈現紫紅色的效果。

失蠟法一次鑄造成型

外形如此精美的馬首是如何鑄造而成的呢？

有人認為，馬首頭部、頸部和鬃毛是分別鑄造而成，然後焊接在一起的。

但X光照相結果顯示，馬首除了頸部前下方有數個鋦釘外，其他各個部位都無明顯的分鑄焊接痕跡。由此可見，馬首系渾鑄而成，其頸部、臉部以及眼睛、耳部、嘴和舌頭都應為一體鑄造，非常形象逼真。馬首頂部的鬃毛更是纖毫畢現，下部可見一明顯的銅梗及幾處銅塊將一部分鬃毛撐起，造成懸空效果。

“據此判斷，整個馬首都是使用精密鑄造的方法——失蠟法一次鑄造而成。”崔劍鋒表示。失蠟鑄造又稱熔模鑄造，即採用一次性可熔失的柔性材料如蟲蠟、蜂蠟等材料，作為模型材料，可以製作出層次豐富、形象逼真的模型，再通過加熱脱蠟形成型腔，在腔中澆鑄鐵水或銅水後可以得到紋飾清晰的精緻鑄件，現代很多精細鑄件如飛機發動機葉片等也使用熔模鑄造來成型。

馬臉部為一空腔，該空腔直通馬嘴部，空腔後部有一不規則三角形，可與頸部聯通，此孔洞邊緣部位極不規整。專家推測，該孔洞可能是在鑄造完成後用工具臨時破開，以便水能從頸部流入嘴內。

馬首唯一鋦釘處位於頸部偏下處。X光照相顯示，該處明顯比馬首其他部位厚。究其原因，崔劍鋒認為有可能是因為鑄造前蠟模發生錯位，為防止鑄後引起表面開裂，工匠用銅鋦釘將蠟模開裂部分固定在一起，同時在內壁加補蠟層，使得鑄後銅壁厚度增加，而表面紋飾不致被破壞。澆鑄後，鋦釘兩端被銅水包裹，在外部無法觀察到，表明鋦釘應是先於鑄造而被安放的。

技藝精湛顯示器物等級高

為了研究馬首臉部汗毛和頂部鬃毛的製作方式，研究人員還進行了表面翻模的顯微觀察，採用可塑材料對其臉部、耳部等翻模，然後在超景深顯微鏡下進行微痕觀察。

崔劍鋒介紹，對馬首眼部細節翻模後，可以看出整體線條圓潤，翻模下凹而非凸起，且底部呈現圓弧而非三角。這表明馬首臉部的細小毛髮也是鑄造出來的，而非刻畫形成。仔細觀察，線條並不連貫，且並不十分平行，與在蠟等柔性材料上刻畫效果類似，説明預先在蠟模等軟性材料上進行了雕刻，然後再鑄造成型。“紋飾手法千變萬化，説明制模工匠的技藝精湛，顯示出器物的等級頗高。”崔劍鋒分析道。

此外鬃毛為鑄造而非雕刻的一個證據是 翻模顯微照片可以看出，在馬首表面有一處1毫米的凸起割斷鬃毛，這反映了在鑄造之前的模具上有一個槽，鑄後就是凸起。恰恰説明紋飾都是刻在蠟模上，而不是刻在器物上，因此是失蠟法的佐證。

此外，研究人員還利用單反相機的微距功能對器物內壁細節進行了拍照觀察。內部觀察結果再次確證馬鬃毛是鑄造而成，鬃毛的分層現象清晰可見，特別是出現反覆打結的效果，這也表明其制模時就進行了分層燙蠟，這樣鑄造出的鬃毛會出現分層的立體效果，這種情況也是雕刻無法做到的。

內壁附着白色殘留物

除了對馬首銅像的製造材料和工藝進行細緻探究外，研究人員還在馬首內壁發現了一些附着物。

他們發現，馬首內壁附着了不少白色殘留物，形態上看可能是水垢等沉澱物。這表明該器物內壁有可能和水長期接觸，使用過程中在內表面沉積了一層水垢，水垢的形成很有可能和其作為十二生肖噴泉這一使用功能密切相關。

“器物內壁殘留有可能是使用留下來的沉積物，這和其功能密切相關，若對沉積物做相應的分析或可得到更確鑿的證據。”崔劍鋒説。

在他看來，馬首銅像的迴歸為我國燦爛的傳統失蠟鑄造工藝復原提供了寶貴的實物資料，目前所做的研究和推斷還較為初步，圓明園十二生肖獸首的製作工藝值得深入研究和發掘。