宁夏博物馆馆藏灵武岩画的受损原因及保护方法初探

宁夏博物馆馆藏灵武岩画的受损原因及保护方法初探

李晓丽

一、前言

岩画，是“刻在岩穴、石崖壁面及独立岩石上的彩画、线刻、浮雕等的总称”，作为远古人类遗留下来的历史遗迹，具有悠久的历史，是研究远古社会不可缺少的实物资料。岩画保存在露天环境，长年遭受自然因素的侵蚀和人为因素的破坏，会出现不同程度的损伤，对研究工作造成了不可挽回的损失。

灵武岩画位于宁夏回族自治区中部的灵武市，是贺兰山岩画的重要组成部分，境内发现的岩画已达数百处。灵武岩画属早期岩画，岩画内容以动物图案为主，有羊、马、鹿、虎等，此外还有人物及太阳等图像，构图有群体，也有单体。岩画制作采用细线阴刻法，线条笔触有力，画面生动形象，具有很高的研究价值和艺术价值。近年，为了有效保护灵武岩画，宁夏博物馆工作人员将灵武市二道沟等地损坏较为严重的32件岩画进行收集馆藏，并加以保护修复。现就灵武岩画的保护修复工作进行总结，不当之处还望指正。

二、灵武岩画保存现状调查

灵武市二道沟的地貌属于灵盐台地与银川平原交界带，沟壑纵横，梁峁相间。在许多丘陵和缓坡地坡面的黝黑色岩石上凿刻有岩画。由于岩画入馆收藏前，均存在不同程度的损伤，有断裂，片状剥蚀，画面模糊等。

三、灵武岩画损坏原因分析

为了长久保存这批岩画，对灵武岩画受损原因作了初步分析，主要有以下几个方面：

（一）自然因素

1.温湿度、太阳辐射、降水的影响

二道沟位于宁夏中部，贺兰山东侧的山间丘状台地上，气候带位于干旱与半干旱荒漠的交界地带，冬季处于西北高寒气流的要冲，夏季处于东南湿润气流的末梢，形成了冬季寒长，夏季酷短，四季温度变化明显，且日温差变化很大（日温差可达12～15℃）,气候干燥，湿度小。本地区降水量稀少，年降水量200～300毫米，降雨多集中在夏季；蒸发量较大，年蒸发量达600～2000毫米，为降水量的2～10倍。

在这样的环境条件下，岩画岩石长年受冷暖交替、温差变化的影响，发生严重的物理风化。同时，白天接受太阳辐射，岩石吸收热量，夜晚温度急剧下降，这种昼夜温差使岩石内部温度发生剧烈变化，引起岩石收缩和膨胀不匀，而层层剥落。此外，暴雨对岩石的侵蚀也非常严重，当岩石吸收太阳光的辐射热量后，暴雨的突降会使岩石表面温度急剧下降，最终导致岩石产生裂纹，甚至开裂。

2.风沙的危害

风是一个表示气流运动的物理量，风沿地面吹动时，它以自身的动能和携带的碎屑物对地表物体进行冲击和磨损等破坏作用。

西北地区的风沙大，尤其是在春秋两季，平均每周刮2～3次大风是很正常的，在没有任何遮挡物的自然场所，风速更快，由于风沙的常年侵害，使岩石表面的图案变得模糊不清。

3.大气的污染

随着交通运输业的发展，大气污染日趋严重。由于工厂和交通车辆排放的二氧化硫、二氧化碳和氮氧化物等气体，遇雨水被溶成酸雨，长年与石质发生作用，致使岩画表面的图案变得模糊。

当空气中的硫化氢、二氧化硫遇水被溶解成酸雨（H₂SO₄），酸雨与石灰石（含钙成分）的文物发生化学作用，形成硫酸钙，硫酸钙是极微量溶于水，但在酸雨中可增加其溶解度。因此，在岩画表面上的硫酸钙壳长期受到风雨侵蚀已被雨水冲蚀掉。另外，所形成的硫酸钙硬壳与原石质性质不一致，由于温度、湿度的变化，其膨胀和收缩也不一致，潮湿的水汽被表面硫酸钙阻挡不能自由通过，最终被剥蚀掉。这种化学反应的方程式如下：

2H₂S+3O₂=2H₂O+2SO₂

2SO₂+O₂=2SO₃

SO3+H₂O=H₂SO₄

CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑

同样，大气中的二氧化碳如果与水产生化学反应，能形成一种弱碳酸。这种碳酸具有一定的腐蚀性，能在岩画岩体上生成可溶性碳酸氢钙。而这种碳酸氢钙易被雨水冲蚀掉，或者留在岩体表面等水分蒸发后，又转化成与原石质不同结构的硬片状碳酸钙沉淀，也会对岩画造成损害。这种化学反应式如下：

CO₂+H₂O=H₂CO₃

2CaCO₃+2H₂CO₃=2Ca(HCO₃)₂

另外，大气中含有的氮化合物，如NO、NO₂、N₂O等与水结合形成硝酸，也具有一定的腐蚀性，如果长期作用于岩画岩体上，也会对岩画造成严重的侵蚀破坏作用。

4.岩石结构造成的风化

一般讲，坚硬的石头寿命就长，而脆弱的石头易风化，这与岩石的成分、结构有关。不同岩石具有不同的成分，不同的空隙率、吸水率、易溶于水和不溶于水。因风化形态不同，通过风化程度与岩石的吸水性和物理性能对比分析，可见岩石的空隙率吸水率大、强度低、容量小的岩石表层风化严重，在沙砾岩中还存在着胶结物的问题，含泥质大和泥质胶结的岩体，表层风化比含泥质少和钙质胶结的风化严重，总的讲石刻表层风化、溶蚀、病害，受岩体和岩石的物理性能制约。

5.生物的侵蚀

由生物造成的腐蚀叫生物腐蚀作用，而产生这种腐蚀作用的生物叫腐蚀生物。腐蚀生物可分为：细菌、藻类、地衣、藓和高大植物。

对岩石侵蚀的细菌有硝化菌和硫磺菌，这些菌在有氧的条件下，把铵盐氧化成硝酸和硫酸，由于这两种酸是强无机酸，对岩石有侵蚀作用。

地衣呈扁平状，有不同色调，如白色、黄色、灰色和红色等。能在石头上生长，并不断滋生，随同滋长的真菌也会生成有机酸，并破坏石质中的铝、镁和硅酸盐，从而加速风化。

无花果树和某些灌木能生长在石质文物与石质建筑上，为了吸取养料而把根扎得很深。随着这些植物的根不断增长而形成压力，会使石头变形甚至剥落崩裂。

6.可溶性盐风化

地下水中所含硫酸盐和硝酸盐通过石头的毛管作用伴随水的吸收、蒸发，在石头表面层的空隙中，可溶性盐类变为结晶，体积膨胀。周期性的温度波动造成可溶性盐析出和溶解，如此反复进行，产生对空隙内壁的内部应力。其结果使石头产生机械性破坏，引起石头的崩裂。

（二）人为因素

据调查，岩画附近的人类活动对岩画的直接破坏更为严重。以前便有岩画被附近农民凿刻下来，被当做“花石头”放在自家门口做装饰。特别是近几年，随着文物收藏热的兴起，私凿岩画出售成了少数不法分子牟取暴利的手段，不法分子为保持岩画画面的完整，多采取将岩画周围的岩石局部切割下来的方法来进行盗窃。

此外，大气污染也是造成岩画受损的一个重要原因。灵武市是宁夏回族自治区的煤炭、矿冶工业基地之一。近年来，随着工矿企业、交通运输的发展，大气污染日趋严重。大气中弥漫的粉尘已使部分岩画表面呈灰黑色。

四、灵武岩画的保护修复

鉴于以上原因，需对这批岩画进行保护修复，依据岩画保存现状调查结果以及岩画受损原因分析，分别选择清洗，黏结，封护的方法。具体过程如下：

（一）清洗

这批岩画入馆收藏前长期置于露天环境中，在岩画表面黏附有污物，主要是各种含氯离子的盐类、尘土、鸟粪等。

采用纸浆贴附软化污物后，配合机械清除的方法来进行清洗，即选用柔软有弹性的纸张，撕成碎片，浸泡在蒸馏水中，过2～3天，待其pH值为中性时取出，并将其敷于岩画表面污物处，形成厚6～7mm的纸浆层，使之保留一周左右，待纸浆完全干燥后，揭取下来。测试有没有含氯离子，取一小块干燥的纸浆层放在试管里，加入适量蒸馏水，再加入1～2滴硝酸（HNO₃）溶液，再加1～2滴硝酸银（AgNO₃）溶液。如果存在氯化物，就会形成白色-天蓝色沉淀物。反复进行上述操作，直至纸浆中的氯离子含量降到最低为止（一般需要反复操作3次）。

（二）黏结

岩画岩石受自然因素和人为因素的破坏,有的已断裂为两半,为了保持画面的完整性，对其进行黏结和修补。基本步骤如下：

1.黏结面的处理与加固

岩石断裂后，长期置于大气中,被灰尘、污物、泥沙等杂物所覆盖，如果直接黏结，将形成一个隔离层，降低了两黏合面的黏结强度。因此，在黏结前必须作清洁处理。采用蒸馏水直接清洗，对于风化较为严重的断裂面，先用丙烯酸树脂（ParaloidB-72）进行渗透加固以增加其强度，防止断裂面风化而影响黏结强度。

2.黏结面的拼接

需黏结的岩画岩石一般形体较大，黏结时将岩石的一个断裂面向上放在沙斗里，并用沙子固定岩石，使其在黏结过程中不能移动。同时注意另一断裂面与之合缝时不能偏移。如果岩石断裂面较多，可在一道缝隙黏合好以后，再进行下一步黏结，依次进行，使黏结效果更合理、更趋牢固。

3.黏合剂选择

黏结岩石的黏合剂，选用环氧树脂胶黏剂，其性能优良，具有黏着力强、收缩率低、内聚力大、操作性能优良、低蠕变性和高韧性、稳定性高等特点。根据需要选择以下材料作为黏结剂，见表1。

表1　灵武岩画岩石黏合剂配方

4.黏结

涂胶时尽量用同样速度、在同一方向涂刷，使胶层薄而均匀。如果黏结面积较大，可以在黏结面的中间部位涂厚点，待合缝时，用手在两个黏结面的合缝处施压，使胶由中间挤向四周，这样既可减少胶液中的气泡，又可减少胶液溢出。

岩石在合缝黏结后，为了使其合缝更加紧密，必要时可选择用一些辅助器具，如重物、绳索、铅丝等将其进行捆绑加压。

5.黏结后的表面处理

黏结好的岩画岩石，放置在自然通风环境下，待胶液完全固化后，即可除去加压器具、夹具，解掉捆绑的绳索、铅丝，检查黏结缝。如果有不平之处，可用环氧胶泥补平，固化后用砂轮、砂纸或锉刀磨平，并对黏合处进行补色处理。

（三）封护

征集的32块岩画中，有8～9块由于岩体体积相对过大无法入库房收藏，暂时放在博物馆展厅门口，易受环境因素的影响。为此，采用封护方法对这些岩画进行保护。

采用Remmers公司的石质保护材料Remmers300（正硅酸乙酯），它是一种无色透明的、渗透性非常好的石质文物封护材料，其渗透深度可达15mm（同样条件下的ParaloidB-72渗透深度仅2～3mm）。其加固机理是，Remmers300以有机态进入岩石孔隙，缓慢地与空气中的水蒸气及岩石中的毛细水反应，生成无机态的SiO₂胶体，沉积在岩石的孔隙中，形成新的胶结物，从而对岩石起到加固作用。其反应方程式如下：

Si(OC₂H₅)₄+2H₂O=SiO₂+4C₂H₅OH

加固方法：先在岩体表面上贴敷上一层棉纱布（注意棉纱布要敷贴匀称，厚度适当，不能出现局部空缺），然后在棉纱布外加上一层塑料膜，以减少溶液的挥发，同时也可以延长岩画岩石与溶液的作用时间，提高加固剂的渗透深度。采用Marchesini配合慢流技术，即将加固剂装入医用吊瓶中，通过针管缓慢将溶液注入纱布中，让溶液与岩体充分接触，逐渐渗入岩体并产生反应，从而起到加固作用。

五、结语

宁夏是岩画分布较广的省份，一般分布在野外，无专人看管。近年来，随着采石、开矿、炸石、盗卖等活动，对岩画造成的危害极其严重。如果在条件允许下，尽可能地征集部分已被凿刻下来的岩画，将其收入馆内加以保存。同时通过现代科技手段，来尽量减缓岩画岩体的自然老化步伐，减少或消除外界环境或人为破坏对岩画的损害，从而有效地对其加以保护。