在历史的长河中，中国古代青铜器以其独特的魅力成为中华文明的见证者，其上的神秘色彩更是令人着迷。随着岁月的流转，那些曾经金光闪闪的青铜器，如今大都披上了一层斑驳的锈蚀外衣。目前正在国家博物馆展出的“凤凰故国——青铜时代曾楚艺术展”中的众多青铜器亦是如此，这些锈蚀，是时间的印记，也是历史的见证。那么这些“红斑绿锈”究竟是如何产生的，其中背后的科学原理又是怎样的呢？ 青铜器从一开始就是“青”铜器吗？ 青铜，是铜与锡的合金，往往也包含铅等其他化学元素。刚刚铸造出的青铜器常常金光灿灿、熠熠生辉，古人称之为“金”或“吉金”。但是正如我们常见的铜扣子和铜徽章等铜制品，只要使用了一段时间，它的表面就会发乌变暗，如果环境较为潮湿，还会长出绿色的锈蚀，古代的青铜器也是如此。  越王州勾剑 作为青铜器中的主要金属元素铜，在常温下接触到空气环境中氧气和水蒸气就会生锈，可以说，从青铜器制造出来的那一刻起，它就已经开始了它的锈蚀之旅。由于合金成分、内部结构、埋藏与保存环境等诸多因素的不同，锈蚀之旅的终点也不尽相同。合金里的铜元素会与环境作用，生成颜色丰富、形态各异的青铜器锈蚀，最终才形成了我们今天看到的“青”铜器。 颜色各异的铜锈家族 青铜器的锈蚀颜色多种多样，最常见的是绿色。此外，还有蓝色、红色和黑色的锈蚀。它们的成分和形成条件究竟是怎样的呢？首先，青铜器的腐蚀过程是一个极为复杂的过程，几乎很难用一个简单的化学模型来完满推测它们的锈蚀结构及机理。尽管青铜器表面的锈蚀形态各异，但其成分的一致性却揭示了这些锈蚀现象背后共同的腐蚀过程。 红色和黑色锈蚀 虽然绿色的锈蚀是我们在青铜器表面看到最多的锈蚀，但其实我们仔细观看，它的下层往往还会有一层紧贴在金属表面的红褐色锈蚀，这层锈蚀薄且紧密，在空气中氧气的作用下就可以在青铜器表面形成，这就是红色的氧化亚铜（Cu2O，赤铜矿）。随着时间的推移，这些氧化亚铜就有可能进一步变成黑色的氧化铜（CuO，黑铜矿）。所以当我们看到一些褐色的锈蚀时，它们很可能是氧化亚铜和氧化铜“叠加”出现的效果。  兽面纹青铜簋上的红色锈蚀 绿色和蓝色锈蚀 如果青铜器埋藏在潮湿的土壤环境中，就比较容易形成绿色的碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3，孔雀石），或者是蓝色的碱式铜碳酸盐（Cu3(OH)2 (CO3)2，蓝铜矿）等物质。从它们的分子式可以看出，蓝铜矿的生成需要更多的铜及二氧化碳作为原料，一般来说，如果埋藏的环境较为潮湿（接触到溶解有二氧化碳的地下水）、土壤中铜含量较高，就容易生成蓝色结晶状的铜锈，这与青铜器埋藏环境的地质条件息息相关。  兽首形铜面具上的绿色锈蚀  “曾伯桼”带盖铜壶上斑斓的蓝色锈蚀 “漆古”类锈蚀 除了刚刚所提到的“铜系”锈蚀，在展厅中还可以看到一些拥有独特“玉质感”的青铜文物。这些文物的锈层表面致密平整，光洁发亮，有一种如玉石般的莹润质感，这些锈蚀的颜色并不单一，既有绿色、黄绿色又有黑色和蓝绿色等。这类锈层的成分和形成过程，较之前的“铜系”锈蚀相比更为复杂，但这些“漆古”的组成大多是高锡低铜的，所以通常也叫做“高锡锈层”。它的主要物相为二氧化锡（SnO2，锡石），但其中的铜、铅、铁、硅、铝等元素的细微差别，使得这类锈蚀可以拥有丰富多变的颜色。这种锈蚀通常可以保留青铜器的原始表面，且温润光洁，颇具观赏价值。  蟠龙铜罍和建鼓铜座表面的“绿漆古”和“黑漆古” “无害锈”和“有害锈蚀” 如果我们把刚刚提到的常见锈蚀分个组，那么我们就可以得到“氧化系列”的红黑家族、“碳酸根系列”的绿蓝家族和光洁莹润的“高锡类锈蚀”。这些锈蚀都是可以保持文物稳定状态的“无害锈”，而除了无害锈蚀外，还有一种在青铜器表面呈粉状出现的有害锈蚀，主要成分是碱式氯化铜（Cu2(OH)3Cl），看名字就知道这种锈蚀的产生与氯离子有关。氯离子因为半径很小，所以穿透性很强，化学性质活泼且存在广泛，在潮湿的有氧环境下甚至可以通过循环反应，不断地消耗青铜器原本的合金，最后对它造成“触及筋骨”的伤害。所以必须进行及时的干预，避免它对文物的损害。 青铜器的锈蚀不仅是岁月的痕迹，更是历史变迁的见证。它们讲述着过去的故事，也启示着文物保护的重要性。每一件青铜器都是时间的艺术品，它们的锈蚀是自然与人类文明交织的结果。让我们携手努力，为保护这些古老的青铜器，为传承人类文明的瑰宝，贡献出自己的一份力量。 作者：中国国家博物馆文保院 李沫，系“凤凰故国——青铜时代曾楚艺术展”策展团队成员 |
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