宁明花山岩画病害原因研究

宁明花山岩画病害受环境因素的作用明显,风化类型复杂多样,有化学风化、物理风化和生物风化。物理风化的主要原因是日光直接照射岩画立壁、高湿度环境下水分的凝结与蒸发等。化学风化作用的结果是溶蚀产物在岩画表面富集形成各种岩溶形态,其中水在化学风化中起着重要的作用。对花山岩画能够产生风化作用的生物因素有高等植物、地衣、苔藓、微生物四类,但生物风化短时间内不会对岩画构成直接危害,不是目前保护岩画所要解决的首要问题。由于花山岩画所处特殊的地质地貌和自然环境,治理花山岩画风化病害的难度大,应采取区别对待、综合治理的方法。     

广西宁明花山岩画病害勘察研究

在常年自然营力以及环境变化等因素共同长期作用下,花山岩画岩体开裂、片状剥落、岩画颜料层褪色脱落、岩溶覆盖、生物风化等病害程度明显加剧,给花山岩画造成了巨大破坏,威胁着岩画的长期保存,本文从花山岩画病害类型分析、发育程度、分布特征和产生原因等方面详细调查出发,总结出科学勘察花山岩画的方法,为后期岩画保护治理工作提供详细必要的基础资料和依据。     

水在广西花山岩画风化病害中的作用及其防治对策

花山岩画位于广西壮族自治区宁明县,其保存环境特征是高温潮湿多雨,花山岩画受环境因素作用,岩画颜料及岩石风化明显,风化类型复杂多样,有化学风化、物理风化和生物风化,同时存在、相互影响。它们均与水分有着直接的或间接的关系,因此水的防治是治理岩画风化病害的前提。本工作在水分来源及岩画保存地区地形地貌现场调查的基础上,通过水质分析系统研究了水在岩画风化病害过程中的作用。提出了花山岩画防水治水原则,并结合地质环境和特殊的地形地貌,将整个治水区域划分为山体山顶治水、溶蚀洼地治水、岩画立壁治水三个区域。根据其不同的渗水机制,分别采用盖、堵、排、导相结合的综合防水治水方法。由于岩画病害机理极其复杂,花山岩画防水、治水的难度很大,必须采取区别对待,综合治理的方法。     

广西花山岩画颜料脱落和褪色原因分析

花山岩画是研究我国百越民族古代社会历史最重要、最直接的资料,岩画颜料脱落和褪色是岩画的主要病害。任何文物发生病害既与其制作材料和工艺有关,也与其保存环境因素相关。本工作在花山岩画制作材料和工艺分析研究以及区域环境特点分析的基础上,分析并讨论了岩画颜料脱落及褪色发生的原因。结果表明,岩画颜料层病害主要是受物理风化(温差变化、高湿度与光辐射)、化学风化-溶蚀作用和胶结材料老化引起;颜料褪色是由于岩画颜料表面覆盖泥质薄膜和颜料胶结材料老化导致颜料颗粒脱落致使颜料色彩饱和度降低,岩画颜色变淡变暗。     

广西花山岩画岩石生物风化机理及其防治对策研究

花山岩画位于广西壮族自治区宁明县,其保存环境特征是高温潮湿多雨,因而岩画岩石的生物风化作用较为剧烈。本文通过岩画岩石生物风化病害现状调查,在对风化产物的生物学鉴定基础上,对生物风化产物的X射线衍射、扫描电子显微镜等分析,系统研究了花山岩画岩石生物风化的原因及其过程,并依据现状调查结果,提出了岩画岩石生物风化防治对策。     

广元千佛崖石窟石刻造像物理风化及其影响因素研究

广元千佛崖石窟位于广元市城北5千米的嘉陵江东岸山崖上,是四川境内最大的石窟寺和摩崖石窟造像群。石窟因长期受自然环境的影响,石刻造像各类风化病害极为严重。其中物理风化引起的岩石风化脱落、鳞片状起翘与剥落、片状剥离与脱落、裂隙等病害对石窟造像长期保存与展示的影响最大。为了科学有效治理造像物理风化引起的各类病害,在造像岩石特性分析的基础上,结合石窟保存环境数据分析,研究了广元千佛崖石窟石刻造像物理风化的原因及其影响因素,以期为石刻造像物理风化病害的治理,以及抢救性保护修复材料、工艺筛选提供基础数据支持。     

广西花山岩画颜料及其褪色病害的防治对策

在自然环境因素的长期作用下,花山岩画颜料褪色脱落。为了治理岩画颜料褪色病害,应用偏光显微镜分析、电子探针面分析、X射线衍射分析、红外吸收光谱分析,系统研究了花山岩画的颜料及其粘合剂成分。结果表明,铁红是花山岩画红色颜料中的基本显色成分,但红色颜料中存在朱砂。颜料粘合剂属植物性的,岩画作成后其中的植物性粘合剂在老化分解过程中分泌出有机酸,其中的草酸与立壁岩石中的钙质发生反应,形成一层水草酸钙。依据现状调查与采访结果,提出了岩画颜料褪色病害及其防治对策。     

岩画病害的红外热成像检测技术初探

为探索红外热成像检测技术在岩画病害检测中的可行性,利用红外热像仪对广西花山岩画的病害进行了检测。检测结果表明,利用红外热成像技术可以有效检测岩画中的钟乳石覆盖、片状剥离及渗水病;不同病害其检测的最佳时段不同,钟乳石在夜间或早晨进行检测效果好,而片状剥离岩石使用午后的热像检测效果好;与可见光检测相比,红外热成像检测具有独特优势。     

广西花山岩画风化产物微观特征研究

花山岩画在中国南方系岩画群中规模最大、图像最多、场面最为壮观,是南方系岩画的代表之一,对研究古代壮族文化及历史具有重要意义.本文分别采用EPMA定量分析方法、SEM-EDX分析了岩画风化产物的化学成分,采用SEM方法研究了风化产物的微观形态特征,结合分析数据讨论了岩画各种风化病害间的关系,在此基础上,提出了治理花山岩画风化病害的关键性问题.     

广西宁明花山岩画颜料胶结材料分析研究

花山岩画是研究我国百越民族古代社会历史的重要资料。岩画颜料中胶结材料分析是判断岩画制作工艺、岩画颜料脱落、褪色原因以及岩画病害治理的重要依据。本工作利用三维视频显微镜和材料显微镜、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、气相色谱质谱仪(GC-MS)等,主要分析了花山岩画颜料胶结物成分。结果表明,岩画颜料胶结材料为植物性粘合剂;颜料样品中含有分布均匀的草酸钙,草酸钙的形成与颜料使用植物性粘合剂有关。     

花山岩画岩体开裂机理统计分析

岩体开裂是危害花山岩画最严重的病害,会对岩画造成毁灭性的破坏。为制定有效的灌浆加固措施,在对岩体开裂成因及影响因素分析和现场调查的基础上,做了统计分析。结果表明:1)岩画区共有418处开裂病害,开裂岩体以风化开裂体为主,占69%,且构造开裂体的厚度大于风化开裂体;2)构造开裂体的钙质、钙质与泥质共同充填比例为78%,高于风化开裂体的52%;3)构造裂隙和风化裂隙的张开度均以小于6mm为主,可知当张开度大于6mm时,开裂体将发生剥离掉块;4)风化开裂体的危险性I级、Ⅱ级所占的比例为57%和22%,小于构造开裂体的64%和27%,但风化开裂体多发育于岩画存在部位,易出现开裂和掉块,破坏更大;5)构造开裂体的厚度较大、裂隙连通性好、危险等级高,而风化开裂体厚度较薄、裂隙贯通性差、危险等级较高。本研究结果可为开裂岩画岩体灌浆加固及后期修复提供理论依据。     

石质文物表面墨迹的保护作用

在许多不可移动石质文物,尤其是石刻文字表面,因历代文人墨客的拓片留下了大量墨迹。这些墨迹是否对文物本体岩石有害?一直是保护工作者希望了解的问题之一。为此本研究开展了一系列调研和实验研究。通过对各地保存较完好的石刻表面的观察,可以发现石刻表面残留的墨迹具有某种保护作用;对模拟样块的SO2腐蚀实验结果表明,岩石表面的墨迹具有一定的阻止空气中腐蚀性气体侵蚀岩石的作用;盐迁移破坏实验也发现墨迹在某种程度上具有减小可溶盐结晶破坏岩石的作用。吸水率实验和电镜观察等结果显示,墨迹缓解岩石风化的机理主要是墨迹对岩石微裂隙具有填充和加固作用,使岩石的吸水系数降低,部分阻挡了可溶盐的入侵和聚集结晶。     

贺兰口岩画风化病害机理

贺兰山岩画在世界岩画中占有重要的地位,由于自然环境因素的长期作用,贺兰山岩画遭受到了严重的破坏,若不尽快采取有效措施,这些珍贵的历史文物将不复存在。但是,截至目前关于贺兰山岩画风化机理的研究甚少,从而严重制约了对其风化机理准确地、有效地科学认识。为此,以贺兰口岩画为研究对象,在风化现状调查的基础上,对其保存环境的温度、湿度、大风及沙尘天气等数据进行统计分析,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试手段,并结合冻融实验和风洞试验进行风化病害机理研究。研究发现,贺兰口岩画以长石杂砂岩为主,引起其风化的因素有温度、湿度、风沙等。其中,温度变化和风沙剥蚀为主要病害因素。该研究有望为全面了解岩画风化机理以及其后续保护工作的实施提供理论基础。     

油画保护性修复与清代马口铁底板的“美国货船油画”清洗修复研究

油画保护性修复是基于对绘画材料属性研究与修复保护的一种科学阐释。为了对中国古代油画进行科学的保护和修复,以清代一件"美国货船油画"为研究对象,围绕项目检测和修复方案制定展开深入研究。采用X射线荧光光谱仪、数码显微镜、紫外荧光等仪器并结合化学试剂测试对清代外销油画结构与画面表层污渍及棕色斑点进行分析。检测结果表明,棕色斑点中铁含量较高,应为铁锈。在保护修复中,应针对画面中锈斑进行清洗修复。     

The Changing Face of PEQ

Abstract

The spectacular relief of the sandstone inselbergs is maintained by an interplay of geological structure and weathering/erosion processes, in that vertical joints and faults provide the foci along which most weathering and erosion take place. There are three major varieties of sandstone breakdown; the first is failure of large rock masses along vertical joints, leading to rockfall. Associated with this process is the mechanical breaking of falling blocks upon impact, in some cases right down to the origjnal sand grains. Rockfall maintains vertical or steep slopes, provided basal talus is removed. The second variety is liberation of small blocks by weathering along closely-spaced joints and bedding planes. Rock prone to this style of erosion tends to be less steep and may have basal slopes buried by rubble. The third variety is grain by grain weathering by solution of cement. This process is the most fundamental, as it not only wears away the surfaces but attacks joints, leading to the processes described above. Grain by grain weathering is slowed or prevented on some surfaces by development of oxide rinds, particularly where run-off is concentrated.

These processes result in deposition of debris at slope bases, but in most cases the debris is quickly reduced to sand and removed by wind and water. Relatively clean slope bases allow slopes to retreat parallel to themselves. Where debris collects faster than it is reduced to sana, slope angles tend to decline until they reach the angle of repose of the debris.

Differences in structural expression of the various lithological units result in differing erosional characteristics. The Saleb Formation is typified by relatively gentle slopes littered with debris, due to thinly spaced joints. The Ishrin Formation, witll widely spaced vertical joints, is typified by rockfall of large masses. It is the major cliff-former. Grain by grain weathering, influenced by variations in varnish development, has produced spectacular tafoni on some Ishrin cliffs. The Disi Formation is extremely friable and although slopes are relatively gentle they are mostly rubble free. The Disi in many places forms rounded domelike shapes which may be due to exfoliation along pressure-relief joints. The Um Sahm Formation is highly fractured and similar in appearance to the Saleb.

Igneous rocks, where exposed below the sandstones, are undergoing chemical weathering, particularly along joints. The results are tors, tafoni, and large amounts of grüss.

The desert floor between inselbergs is in some places a bare bedrock surface with an integrated drainage network, and in other places a sand or playa surface. Running water seems to have been a major agent in shaping the floor, but is less important now than in the past. Transportation of sand by wind is common but there is no evidence for significant eolian aggradation or degradation at the present time.

A minimum rate of surface retreat by grain by grain weathering is 5 cm./1,000 years, based on weathering ofNabataean ruins. Overall slope retreat should be significantly greater, due to added effects of rockfall and removal of blocks by running water.     

馆藏唐代壁画画面霉斑清洗剂的筛选实验研究

为了有效清洗表面留有霉斑的馆藏壁画,筛选有效、安全的壁画表面清洗剂在壁画保护修复中尤为重要。本工作使用5%胰蛋白酶+清洗剂稀释液、5%中性蛋白酶+清洗液稀释液、氨才/乙醇溶液、70%乙醇溶液和去离子水五种生物和化学清洗剂,对壁画模拟霉板、提取和包裹壁画的棉纱及留有霉斑的唐代壁画表面进行清洗实验,筛选出了一种有效的生物清洗剂——胰蛋白酶清洗剂,并配合使用其它几种化学清洗剂可较为有效地清洗多数壁画表面霉斑顽渍。     

核磁共振(NMR)T2分布对云冈石窟风化的初步研究

云冈石窟的保护受到我国文物保护工作者的重视。恶劣的自然环境,加上人为的污染,使云冈石窟的保护问题日显严峻,必须综合治理。然而,在这些复杂因素中,岩体的风化治理最为关键。岩石的孔隙尺寸及其分布是表征岩石力学、水理性质的重要参数。同种岩石,其孔隙率越高或者孔隙分布越大,则表示岩石的力学和水理性质越差。由此可见,借助孔隙率及孔隙分布状况,可表征同种岩石的风化情况。核磁共振横向弛豫时间T2与岩石孔径分布具有一定的线性关系。随着石雕风化的加剧,岩石可视孔隙率增大,孔径大小的平均值也将相应增大。基于这一前提,本研究尝试采用核磁共振横向弛豫时间T2分析石雕文物不同深处的孔径分布情况,通过实验室对云冈石窟新鲜岩石样品,结合抗盐风化安定性实验,和对自然风化样品采用便携式核磁进行无损检测,探讨其风化程度和深度,以便深入研究石雕文物的风化状况。研究结果表明, 风化岩石的新鲜层只有一类小孔隙,弛豫时间约为2~6ms,风化层岩石有大孔隙生成,且随着岩石风化程度增强,小孔径孔隙所占孔隙比例降低,大孔径孔隙所占比例增多。根据不同深度岩样的孔径分布情况,及新鲜岩石的孔径分布情况,可以得出岩石的风化深度为5mm左右。本研究可为后续的现场保护措施提供有价值的信息。