敦煌壁画颜料光谱的无损获取和分析

为了通过无损技术获取敦煌壁画颜料的光谱信息，采用高光谱成像技术可以原位获取敦煌莫高窟壁画部分洞窟的可见光谱，不需对壁画进行破坏取样，实现了壁画光谱信息的无损获取，获取图像分析如下：

敦煌莫高窟壁画是中国悠久历史长河留下的一颗璀璨无比的明珠，坐落于河西走廊西端，始建于公元366年，距今已有近一千七百年历史，它的开凿历经了从十六国到元朝十个朝代，各个时期的绘画风格、原料种类、制作工艺既有传承又各具特色。融合了东西方艺术的文化精髓，几乎所有的墙壁都绘制了佛教相关的壁画、彩塑形象，是佛教文化的珍贵记录，其规模之庞大达到了世界之最，内容之繁多引来无数宗教信仰者与游客的膜拜，并被列入世界文化遗产名录。敦煌壁画使用了大量颜料，颜色丰富绚丽，历经千百年依然光鲜艳丽，金碧辉煌，是宝贵的颜料标本博物馆，给中国由古至今的彩绘颜料研究留下了珍贵的历史资料。

在莫高窟壁画中，采用的颜料重点包括红色、绿色、蓝色、棕色、黑色和白色等色系30余种颜料，按照材料性质主要分为三类：朱砂、青金石、石绿、土红等这一类矿物颜料；藤黄、花青、胭脂等有机颜料；贝壳粉等动物质颜料。

矿物颜料的稳定性很高，经过千百年时间历练仍然能保持鲜艳的颜色，主要有两种来源：一是选择天然矿石通过碾碎、研磨等过程加工而成，多用于文物的复制和修复、艺术品的制作和加工；二为通过将自然矿石做一些化学层面的处理制作出化工合成染料。古代的艺术文物所用矿物颜料大多数是富有经验的民间画工就地取材，选择最合适的现有材料作为颜料，由于天然的无机颜料颗粒较大且形状不规则，必须在使用前施以物理研磨处理，尽量形成均匀的颜料粉末[464]。

在敦煌莫高窟壁画中，使用的矿物颜料包括蓝、绿、红、黄、紫、黑色及白色系等七种色系，其中朱砂、石青、赤铁矿等颜料最早得到大量使用，以下对几种主要矿物颜料做具体分析。

红色颜料中土红在早期壁画的应用最为普遍，它还有铁红、红土等名称，是一种十分稳定的暗红色。唐代之后，绘画艺术高速发展，颜料种类日渐丰富，朱砂和铅丹逐渐得到大量使用，土红用量减少。朱砂，别名辰砂，是色彩鲜艳且性质稳定的红色，在丹青中排名首位，然而在敦煌壁画的应用很少。铅丹，又叫朱丹、黄丹，类似于橘红色，多被用于皮肤肉色的绘制。除此之外，常用的红色类颜料还包括朱硬、赭石、银朱等等矿物颜料。

早期敦煌壁画的蓝色颜料使用中，青金石用量最多，色彩亮丽，具有纯正的天蓝色，并且具有高光泽度。天然青金石作为非常稀有的矿物颜料，其价值可以与金相比肩，由印度等地传入敦煌，十分珍贵，在古代多用于制作皇室玉器工艺品，中期敦煌壁画中石青得到越来越广泛的青睐和运用，青金石用量随之减少。后来出现人造青金石，其颜色和化学组成与天然青金石十分相似，色泽比天然青金石更为艳丽。青金石以外的石青原料在目前的研究里被全部概括为蓝铜矿，依照粒径大小依次称为头青、二青、三青、四青等，在色相上存在着深浅的不同，其中头青颜色最深。

敦煌壁画中的绿色颜料只有矿物颜料，由绿色矿石制作而成，根据其粒径大小分为头绿、二绿、三绿等，色彩从暖深到冷浅逐渐变化。据历史记载，绿盐和

铜绿是两种含铜化合物，化学成分都是是氯化铜，因为通常情况下都用扁青、空青来作为例子来形容绿盐的形状和颜色，后来也把它叫做“石绿”。铜绿，也叫铜青，是一种透着微蓝色的绿色，它的颜色比较淡，而孔雀石则是一种具有类似孔雀翎羽的翠绿色矿物颜料。

黄色类的颜料在敦煌壁画里比较少见，主要有土黄、雄黄等。土黄的关键部分是Fe2O3和Fe（OH）3，是一种稍暗的黄色，具有严重的臭味。石黄是一种正黄色，主要成分是硫化砒霜，若与铅粉一同使用会褪色。雄黄显现的是橘黄色，雌黄呈金黄色，通常会将二者一同使用，产生红润的杏红色。

棕色颜料大多数都是由铅丹经过空气氧化形成棕黑色二氧化铅，敦煌壁画绘制的使用中铅丹大都和其他矿物颜料相混合，变色后形成不同程度棕黑色。除了铅丹变色形成的黑色，也有部分是运用黑色颜料绘制的，基本是碳黑和铁黑这两类颜料。

白色颜料种类较多，如石灰、铅粉、方解石、云母粉等等，石灰有生石灰、熟石灰，二者碱性程度不同。铅粉若使用不当，容易氧化变成黑色。高岭土重要组成是高岭石，还包含云英等一些其他矿物质成分。方解石主要来源为石灰岩、大理岩，在自然中分布比较广泛。白，也称石膏，主要成分是碳酸钙。天然的云母粉呈透亮的鳞片状银亮色，在唐代壁画中使用较多，用于人物画的肤色。除以上矿物颜料外，还有各类植物颜料，即有机颜料，相较矿物颜料稳定性较差。可分为花青、藤黄、草绿等植物性颜料，乌贼墨、印度黄等动物性颜料，以及混合有机颜料。