石窟寺彩塑壁畫病害機理成因與治理方法

摘要：石窟寺是我國文化遺產的重要組成部分，其分布廣泛、規模宏大、體系完整，是中華民族文化精神的體現，也是多元文明交流互鑒的歷史見證。石窟寺中的彩塑、壁畫作為文物本體信息價值的重要載體，目前仍存在本體開裂、空鼓、表層風化以及表面污染等不同程度、不同類型的病害問題。本文通過梳理目前石窟寺彩塑壁畫中的主要病害及機理成因，試圖為此類文物的進一步保護提供參考。

關鍵詞：石窟寺彩塑壁畫；病害分類；機理研究；治理方法

壁畫彩塑作為石窟寺重要的物質文化遺存，承載了豐富的信息內涵，充分體現了中華民族不同歷史時期、不同地域的審美范式與價值理念。然而，受到自然賦存環境與人類活動等多方面因素的影響，石窟寺壁畫及彩塑正面臨著空鼓、酥堿、裂隙、起甲甚至脫落、剝離等諸多病害，嚴重威脅文物未來的長久保存。

一、石窟寺彩塑及壁畫主要風險病害

對現存病害進行科學準確地識別、分類與評估是文物保護工作的前提與基礎。病害類型根據文物的構成結構可大致分為三種類型：結構性失穩、水害侵蝕、表層劣化。就壁畫彩塑來說，同樣存在以上三方面的病害威脅，下面就其中尤為突出的幾類病害加以闡述。

（一）結構性失穩

結構性失穩體現在彩塑壁畫上主要表現為支撐體開裂、殘缺與變形。壁畫的支撐體指其所附著的基體，一般有磚、石、土墻等，而對于彩塑來說，其支撐體主要是塑在骨架上的泥胎。無論是墻面還是胎體，或是其巖體力學狀態發生改變，抑或是外部因素由地震導致原有結構失衡，都會造成文物本體的結構性失穩現象（圖1）。

（二）水的侵害

首先，彩塑壁畫中常見的水害有面流水，即雨水或地表水通過直接沖刷，對文物表面產生沖擊力，增大了表面孔隙率和酥松度，既容易誘發表面進一步風化，又為生物病害提供了條件；其次，凝結水，一般來說窟內環境與窟外露天環境差異巨大，空氣溫濕度的急劇變化為壁畫彩塑上凝結水的形成提供了條件；最后，毛細水，潛水位上部的毛細水可誘發鹽分積聚結晶，形成鹽的破壞作用。

（三）表層劣化

表層劣化主要發生在彩塑壁畫的地仗層和顏料層，地仗層存在較為普遍的空鼓、脫落、酥堿等問題，與整體穩定性存在較為密切的關聯，而顏料層除上述與地仗層相同的風險外，還存在起甲、粉化、龜裂、表面污染以及顏料的變色褪色等問題。

二、病害成因及機理分析

總體來說，導致石窟寺彩塑壁畫發生劣化、殘損的主要因素可分為兩大類，即自然因素和人為因素。下文對具體幾類病害的機理成因作簡要分析：

（一）空鼓、變形及脫落病害成因

空鼓在彩塑壁畫上主要表現為地仗層與支撐體間發生隆起變形，形成空腔但未完全脫離的現象，狀態十分脆弱，易導致起翹乃至脫落（圖2）。

1.環境因素。這里所指的環境既包括石窟所處的大氣環境，如該地域的氣溫、日照、空氣相對濕度、年降水量以及風向和風速等氣象環境，同時還涵蓋洞窟內的小環境，如游客進入洞窟后，其呼出的二氧化碳對窟內小環境造成的影響。

2.材料自身結構與工藝。一般來說，其性質越接近，越不易發生空鼓情況。除此之外制作工藝上的區別同樣會對病害發育產生影響，如顆粒度大、表面不平整的支撐體與地仗層更易于結合，反之平整而光滑的支撐體則不適合地仗層，容易引發空鼓。

3.支撐體本身的風化破壞。壁畫彩塑的支撐體以巖土類礦物為主，而地仗層所附著的支撐體本身的風化破壞，同樣會使得泥質、鈣質膠結物流失，進而與地仗層的結合松散，很容易在地震等外力作用下脫離而形成空鼓。

（二）酥堿病害成因

彩塑壁畫的酥堿主要是受到洞窟內溫、濕度的作用影響，地仗層中的可溶鹽多次反復溶解膨脹，導致結晶收縮，使得地仗結構遭到破壞，造成嚴重危害。

1.鹽的溶解、遷移與結晶作用。如上文所述，水的破壞作用不光表現在表面流水的沖刷，還包括其通過干濕變化促進鹽分結晶而形成的鹽害。鹽分的遷移一方面引發質量的損失，其結晶也會對內在結構產生破壞作用，而鹽在表層結晶形成的泛鹽同樣會加速表層的劣化。

2.水的凍融。凍融指在寒冷環境下，水隨著晝夜和季節變化發生的融化—凍結過程，溫度降到冰點以下，水會在空隙中結晶體積膨脹，冰晶生長引發巖體應力狀態發生變化，凍結的膨脹壓力大于拉應力時，裂隙就會引發塊體發生剝離、脫落，造成巖石微觀結構損傷與破壞，導致凍裂甚至崩解。

（三）顏料層粉化成因

粉化實際上主要是對一種呈粉末化或小顆粒狀態病害特征的描述，其直接表現為顏料顆粒的松散、脫落，進而導致文物表層信息的丟失，膠結材料的老化是顏料層粉化的主要原因之一。

1.膠結材料的老化。彩塑壁畫的保存情況既受所處環境因素的影響，也與顏料中膠結材料的性能緊密相關。作為顏料的展色劑和固色劑，膠結材料可以使顏料顆粒具有黏結性與附著性。歷史上我國使用的膠結材料主要為有機材料，其分子量大、分子結構復雜，具有易老化、易分解等特點（圖3）。

2.可溶鹽的影響。無論是彩塑壁畫的制作材料還是保存環境都存有大量的可溶鹽，可溶鹽的破壞是通過溶解與結晶循環實現的。可溶鹽通過水被運移至顏料層，表面形成鹽結晶體，這一過程反復發生于顏料顆粒的空隙之中，破壞其內部結構，從而形成粉化病害。

三、保護原則與治理方法

在討論具體治理方法之前需申明的是，針對石窟寺彩塑壁畫的治理與保護，需嚴格遵照《中華人民共和國文物保護法》以及國際社會對于文物古跡保護與維修的各項規范標準。以下簡要陳述幾類典型病害的治理方式：

（一）空鼓加固

1.除塵。用軟毛刷輕刷除表面浮塵，結合洗耳球對空鼓內部雜物進行清理。

2.開設注漿孔。在彩塑壁畫破損無重要文物信息邊緣，開設直徑0.5～1厘米的小孔。

3.埋設注漿管。將注漿管從注漿孔插入空隙中，注漿管可根據空鼓部位的情況調整。

4.支頂壁板。注漿前需將壁畫用壁板支頂，范圍與壁畫空鼓范圍相同，可在壁板上先鋪襯一層棉氈或質地較致密的泡沫塑料，再鋪一層光滑柔軟的紙襯面。

5.灌注漿液。用不同規格的注射器由下而上，將漿液順注漿管壓入表面空鼓部位，注射前需先用泥料封堵裂縫、漏洞，防止漿液泄漏。

6.拆除壁板，修補注漿孔。待灌漿區域干燥后，去除支頂板，用和原地仗文物性能相近、兼容的材料填補修復灌漿孔。

（二）酥堿及粉化加固

1.除塵。用軟毛排筆或小型吹吸塵器清除表面浮塵，再用洗耳球將裂隙內塵土吸干凈。

2.填墊漿液。蘸取改性丙烯酸和有機硅改性丙烯酸乳液點涂滲透病害區域，待吸收后少量多次注入稀泥漿液，視病害程度決定滲透的次數。

3.注射黏合劑。將前期試驗篩選出的黏合劑沿懸浮顏料層邊沿注入，將保護區域劃分為小塊（約10 cm2），按次序注射，每塊2～3遍。

4.回貼顏料層。待黏合劑被填墊的漿液完全吸收后，用墊有棉紙的修復刀將懸浮的顏料層輕輕回貼至原處，壓貼一定要用力適當。

5.再次噴涂黏合劑。懸浮的顏料層回貼后，采取小型空氣壓縮機，噴涂合宜的黏合劑，工作壓力一般是0.7～0.8 MPa，噴頭的方向應與畫面保持垂直，距離約為30～40 cm，速度要適中。

6.壓平。待表面噴涂黏合劑干燥，用棉球或修復刀從未裂口處向開裂處輕輕滾壓，保持表面平整無褶皺，最后用修復刀將墊有棉紙的表層壓平壓實。

（三）表面污染物清除

表面污染物的種類十分廣泛，主要包括自然狀態下表層的長期積塵，水泥漬、生物活動產生的代謝物質以及人為涂寫等。

1.積塵清除。用毛筆或不同尺寸的軟毛刷清掃表面附著的積塵，清理時輕輕將毛刷頭部置于積塵部位，不可用力按壓毛刷，同時避開顏料層不穩固部位，以免造成不穩定顏料層脫落。用干洗海綿在表面輕輕按壓，粘走表面積塵。

用棉簽蘸取蒸餾水在彩塑壁畫表面層滾動擦拭，須掌握好力度，以防對原有顏料層造成損壞。

2.生物污染。生物污染物既包括鳥類、昆蟲等動物糞便對畫面造成的污染，同時也涵蓋霉菌等微生物對彩塑壁畫表層造成的侵害。

用軟毛刷、洗耳球、小型吸塵器等清理污染部位表面雜物，蘸取蒸餾水或用噴霧筆將泥漬進行軟化處理。用手術刀將已軟化的表面層逐步去除，要特別注意清除時的力度及持刀的角度，避免對表面顏料層造成損傷。

（四）彩塑病害修復

針對木骨架腐朽及泥胎地仗酥堿的彩塑，可參考以下方式：

1.除塵清理。用軟質羊毛刷將塑像表面的積塵輕輕擦除，對于顏料表面的污跡可用棉簽蘸取無水乙醇緩緩去除。

2.塑像表面加固。對于塑像泥胎地仗層的酥堿病害要首先進行與加固，采用3%～5%的聚醋酸乙烯溶液，注射噴灑于顏料層和地仗層，以增加其強度。

3.拆除或解剖塑像。由于斷裂造成彩塑斷裂部位的脫離或錯位，因此需剝離泥質地仗層，使其復位。

4.制作新骨架。原有木骨架若嚴重糟朽，無法繼續使用甚至需要加固處理，則需按照舊木骨架的形式尺寸制作新骨架，安裝前需先進行防水處理，以防木骨架受潮變形。

5.加固塑像酥堿泥層并安裝新骨架。采用5%～8%聚醋酸乙烯溶液滲透加固泥層，將原木構架基礎孔穴清理干凈，按照舊木骨架的方位安裝新骨架。

6.組裝復原泥胎。將此前分塊的泥制胎體地仗組裝在新骨架上，從下到上，泥胎與木骨架間的空隙用麥草泥填充。

7.合縫。用相近性能的材料填補塑像裂縫，一般為2～3次，待其干燥后進行補色，保持整體色調的和諧統一。

四、結語

彩塑壁畫作為石窟寺中的重要文物構成承載了十分重要的歷史、藝術與科學價值，其保護工作已取得相當顯著的成就。但還需認識到的是，目前仍面臨著保護需求大、保護技術不全面等多方面挑戰。

有鑒于此，面臨的任務主要體現以下幾個方面：首先，深入開展彩塑壁畫修復材料與工藝的篩選實驗，繼承并發展前人的研究成果，加大對兼容性高、穩定性強的關鍵材料的研發力度；其次，充分認識文物賦存環境的復雜性，加強對其保存環境各項指標的監測，找到影響文物長期保存的主控因素，考慮綜合治理或改善手段。

作者簡介

蒙治坤，男，館員，本科，研究方向為博物館管理。

參考文獻

①中國文化遺產研究院：《中國文物保護與修復技術》，科學出版社，2009年。

②李最雄：《絲綢之路石窟壁畫彩塑保護》，科學出版社，2005年。

③付有旭，牛賀強，楊金禮，等：《云岡石窟五華洞第13窟壁畫泥塑搶救性保護修復研究》，石窟寺研究（第九輯），第280-306頁。

④郭宏：《敦煌莫高窟壁畫酥堿病害機理研究》，《敦煌研究》，1998年第3期。