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以各种岩石为基础材质的遗迹遗物为石质文物。根据它们的存在状态大致可以分为三类，一是大量馆藏的以珍贵美石为主体的石质文物，主要是玉石雕刻品，大都有良好的物理化学性能，且有良好的保存环境，因而具有相对稳定特性；二是已经被人从山体上采集下来，经过加工成为建筑物或者建筑构件，包括相对独立的石雕、碑刻，已经脱离了原始的自然载体成为建筑物的组成部分；三是仍依附于原来的山体，经过人工开凿和雕刻的洞窟和摩崖石刻，完全处于自然环境中的不可移动文物。从文物保存学的角度来看，任何材质的物品都会在保存过程中不断变化，在外界环境的作用下发生病变、老化甚至最终消亡。根据文物保护技术实施的要求，应首先摸清各种材质老化劣化的规律，创造条件阻止其老化劣化的进程，延缓降低它的老化劣化速率，最大限度的长久保存。对于石质文物也是一样。但是由于石质文物材质的多样性及其所处环境千差万别，其老化、劣化原因，病害及病变的影响因素，劣化状态、劣化速度都反映出它的特殊性。阻止它的劣化进程，降低它的劣化速率更显得十分艰难。特别是没有脱离原来山体的摩崖石刻和石窟，既受到天然山体的风化老化影响，也在人为加工过程中遭到了潜在的伤害，存在着更多的病害病变因素。对这一类涉及多学科的文物保护综合研究还很难给出一个确切的定义，暂且称之为摩崖石刻和石窟保护理论，在此对其理论基础的思考与大家交流。 受中国文化理念和生活习俗的影响，我国摩崖石刻石窟类的文物遗存数量丰富，现有的七批全国重点文物保护单位中就有200多处。我国地域辽阔，地质条件复杂，摩崖石刻和石窟材质广泛，包括岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类岩石中的石灰岩、砂岩、砾岩、砂砾岩、花岗岩、页岩、沉积岩、片麻岩、长石、石英岩等以及多种黏土矿物、胶结物。从保存学的角度来看，影响石质文物长久保存的主要病害包括开裂、崩塌、表面风化剥落以及渗漏水造成的溶蚀凝浆、盐析现象，还派生出各种低等生物的生长及其相应的污染物。从工程地质、水文地质层面分析，对于任何工程而言，渗漏水现象是严重的病害，当然也是石窟和摩崖石刻病害的根源。在地质上岩石的风化定义为：岩石与空气、水、二氧化碳等物质的长期作用，发生复杂的化学反应或在水和生物等影响下，地表或接近地表的岩石发生崩解和破碎形成碎块与砂粒，各种裂隙的发育创造了水运移的条件，岩体中的黏土矿物成分发生溶胀或干缩，可溶盐产生周期性的潮解和盐析现象，岩石的溶蚀；飞落在岩体上的低等生物的孢子、种子生长发育死亡过程的泄出物、残留物依附于岩体表面，严重污染了岩石表面，并继续对岩体侵蚀，特别是雕刻艺术品变得面目皆非。大多数人通过这种描述就认为，水是影响石窟和摩崖石刻保护的最重要的原因。经过广泛的调查可以发现，我国西北部干旱地区和东南部潮湿地区的野外石窟、摩崖石刻的病害和病变状况有很大区别。西部干旱地区的病害更多表现在风化、风蚀、大面积崩塌；东部潮湿地区更多是裂隙渗水，盐析凝浆，低等生物的生长蔓延，从外表看干燥地区石刻表面基本上是沙化剥落，表面雕刻形象模糊，但比较光洁干净。而潮湿地区石刻表面往往污染覆盖严重，覆盖物包括凝浆、胶泥、无机盐、有机物以及生物微生物和相关残留，含水量一般都比较高，通过物理化学和生物作用，进一步对基岩产生侵蚀作用，甚至根本见不到雕刻艺术品的真面目，所以直观感觉潮湿条件比干燥条件对石窟和摩崖石刻的伤害要严重的多，自然而然地认为水是不可移动的摩崖石刻和石窟病害的根源。所以长期以来对石窟摩崖石刻的保护工程除了进行应急性的岩体加固、裂隙灌浆和表面封护防风化的抢救性保护之外，把最大的精力放在“治本”的方法“治水”上，实际上是采取各种技术方法阻断各种水的来源。多年来我国在摩崖石刻和石窟保护方面做了大量的工作，卓有成效。针对水侵害问题，岩体失稳，表面风化残损污染问题开发出了检测、监测、病害治理等等关键技术，包括岩体加固、防风化、表面污染清除，形成了一套完整的技术体系，完成了一批保护工程，但是在保护工程实践中发现，“治水”并没有达到预期的效果，反而个别“治水”较好的地方又出现了表面沙化现象。多项石窟、摩崖石刻抢救性保护工程完成后，效果评价时又发现在潮湿环境下保存下来的摩崖石刻，虽然原来表面有大量的凝结物、污染物、低等生物生长依附的残留物，导致雕刻艺术品表面面目全非，甚至根本无法辨识，但经过污染物的清除，科学的保护处理都能回复它的本来面目和原状，文物价值的损失不是很大；而在干旱地区，干燥环境中摩崖石刻表面并没有更多的污染物，特别是较少有强度比较高的胶结物，比较容易清理干净，但是由于风化风蚀岩体表面剥落、岩体的坍塌，已经很少有完整的轮廓，更难见到原有的清晰的形象，已经崩塌而缺失的很难归位复原，风化剥蚀剥落的从根本上不可能恢复，雕刻艺术品的价值信息已经丢失。这就要求我们对摩崖石刻和石窟“治水”的方针及其技术路线和方法作重要思考。 岩石是固态的矿物或矿物的混合物，从物质成分来看主要由各种无机盐类组成。在地质学、岩石学上，因为很难表示它的真实的分子组成和结构，所以一般都用氧化物来表示（SiO2，K2O，Na2O，CaO，FeO，Fe2O3，Al2O3等等），这并不反映它的真实的存在状态和它相应的物理化学性质。岩石中还有复杂的黏土矿物沉积变质的有机物，所以岩石是自然界成分最为复杂的集结组成的群体，它的风化机理非常复杂。但是到底发生了什么化学反应，无法诠释清楚，只能凭直观感觉宏观的描述。水被认为在岩石风化中起着十分重要的作用，但绝不是如前文所说的那么简单。水在石质文物的保护问题上是双刃剑。岩石无机盐的很多晶体是带有结晶水的（CaSO4·2H2O，Na2CO3·10H2O，CuSO4·5H2O，FeSO4·7H2O，KAl（SO4）2·2H2O）。结晶水是物质结构中的组成部分，以化学键与离子分子结合成含水化合物，以晶体状态存在，是固态的结晶新分子，不是液态的水，看不见摸不着，所以暂且把它称为隐性水，用以区别于通常的水。 在化学学科中，风化是指在常温条件下和干燥空气中结晶化合物失去结晶水的现象，例如： 有的失去了部分结晶水，有的失去了全部结晶水 结晶化合物、结晶无机盐在失去结晶水的过程中逐渐沙化粉化，原来在石质文物保护研究中强调了显性水（通常的水）对石质文物病害病变的影响，忽略了岩石中隐性水的存在以及隐性水在岩石风化中所起的作用。 显而易见，自然界中的山体，如果在漫长的岁月里处在干旱的环境中，其岩石中的水合无机盐会逐渐失去结晶水，晶格遭到破坏，岩石不断地沙化粉化，使坚硬的山体逐渐疏松、脆弱失稳，最后岩石表面经风蚀剥落，岩体因受震动而崩塌，而且并不一定需要强烈的振动，只要有同岩体谐振的不大的振动频率产生，就能使岩体坍塌。这就是我国西北的大量岩土遗址洞窟岩体坍塌，摩崖石刻遭受风蚀剥落的重要原因。当然这首先是长期处于干旱环境造成的，但是也不能排除由于我们治理显性水的过程中的过度行为，在一定程度上助长了已经十分脆弱的岩体的风化。特别是一些经开凿、雕刻已经弱化了岩体原有的稳定性，对形体和洞窟缺乏足够厚度的岩芯的情况更为严重。这些才是真正的濒危文物。这是一个十分严峻的问题，必须引起足够的重视，但也是个非常艰难的课题。 岩石有个明显的特征，其中许多无机盐类可以吸收环境中的水或水汽，形成带有结晶水的化合物，这种无机盐能够吸收多少水，结合成固态的水合物晶体，其稳定性又如何决定与环境中的水的蒸汽压、温度和无机盐本身的组成结构，相反带有结晶水的水合无机盐也能失去结晶水成为无水无机盐，总之水合化合物的结晶水与环境中的水汽处于动态平衡之中。由于岩石的这个特性，干旱地区的石窟摩崖石刻长期在干旱条件的控制下，其岩石结构中水合无机盐化合物中的结晶水不断逃逸，特别在变温条件下逃逸更快，形成了风蚀风化、坍塌，结构强度很低。根据这个岩石特征，如果我们能创造条件，满足它能吸收水汽重结晶，恢复它原来水合无机盐结晶体的原貌，至少还可以防止它的继续风化劣化。水是强极性分子，它的羟基与其他离子和分子有极强的离子键和分子间力（范德华力）的结合。所以隐性水是岩体中的重要的稳定性支柱，能在一定程度上恢复它的强度和稳定性。 当前我们应该在进一步提高石窟摩崖石刻病害应急性治理保护的基础上，加强石窟保护的基础理论研究，引用吸收物理化学、结晶化学的知识，深化对石窟摩崖石刻保护微环境的研究。具体地说，在这个问题上要研究探索岩石的含水化合物与环境水蒸气压、温度的平衡关系，检测监测方法和环境调控方法并调控指标参数。除了研究治理显性水对石质文物造成的病害，更应该深入研究隐性水的脱水机理，研究无机盐吸水重结晶的原理，建立一个有利于石质文物保护的调控体系。美化环境植树造林，改造大自然也许是解决岩体中无机盐结晶水与环境水汽动态平衡的一个美好梦想。 本人仅以此文发表一些个人的粗浅认识和探讨，尚没有实验和实践的证明，希望引起大家对石窟石刻保护问题的重视，不足之处敬请批评指正。 (责任编辑：admin) |