
石窟的"病灶":水与盐的耦合破坏
"游客关注的'石头艺术品'本质上是山体的一部分,其稳定性是工程地质问题。"蒋小伟解释,岩石水分控制着风化与结构劣化,进而决定文物命运。诊断洞窟中水分的来龙去脉,正是水文地质工作者的专长。中国文化遗产研究院岩土类文物保护专家黄克忠指出,中国石窟、土遗址等土石类文物长期暴露于自然环境,岩体失稳、水患侵蚀、风化剥落是三大顽疾。文物风化如人之衰老,不可逆转。"不干不湿两三年"——干湿交替是加速石体崩解的主因,芒硝、泻利盐等盐分的结晶更会加剧损坏。
"水盐交替作用,是石窟风化成为世界性难题的关键。"黄克忠表示,降水入渗、地下水、毛细水、凝结水等以多种形态侵入岩体,与盐分运移形成耦合破坏,导致石体酥碱、开裂、剥落。"不治水,防风化就无从谈起。"蒋小伟团队近期借助硫氧同位素示踪技术,成功区分了酸雨、山体内部蒸发盐等不同盐分来源,为精准施治提供了科学依据。

从"拓荒"到"CT扫描":六十余年文保技术跃迁
20世纪50年代,中国石窟保护仅凭工匠经验。1960年,水文地质学家王大纯教授带队首次将地质科学系统引入石窟保护,开创文物保护地质学新篇。黄克忠当时师从王大纯,在云冈石窟完成本科论文。他回忆,那是一场"拓荒":没有现成理论,就对照工程地质标准摸索;缺乏专用设备,就改造地质勘探仪器;担心钻探损伤文物,就采用浅孔取样结合物探的方法。王大纯力主"疏"字治水——引流泉水、降低地下水位,这一方案历经六十余载检验,洞窟至今安稳如初。
2009年至2012年,云冈石窟研究院与中国地质大学联合主持国家"十一五"科技支撑计划项目,首次对大气降水下渗、砂岩孔隙水渗出、地下水毛细上升、水汽凝结四种水分来源开展综合探查,形成了一套多源水害综合探查技术,如同为石窟做了一次全面"CT"检查。如今,蒋小伟团队自主研发"石窟岩石含水率监测系统",博士生欧阳恺皋曾在云冈石窟连续驻留四个月,对多个壁面逐一开展盐害调查与采样。

从受援国到技术输出国:打造可推广的"地大方案"
历经数十年接续奋斗,中国土石类文物保护已从受援国转变为技术输出国。乐山大佛顶部防渗、大足石刻有机硅防风化加固、交河故城锚固灌浆、故宫石雕与苏州虎丘塔结构加固……如数家珍。以敦煌研究院为标杆,中国在风沙治理、微环境监测、壁画保护等领域的成熟体系已成功应用于柬埔寨吴哥古迹等海外项目。
蒋小伟表示,团队下一阶段目标是完善不同气候区水分、盐分来源识别方法,服务全国石窟寺保护。中国砂岩石窟集中分布于西北干旱区、华北半干旱半湿润区及西南湿润区,团队将因地制宜制定方案。"我们不仅要治好云冈石窟的'病害',更要为全国石窟寺保护提供可复制、可推广的'地大方案'。"
"干千年,湿千年,不干不湿两三年"——石窟风化的最大敌人竟是
"石龙对石虎,金银万万五。谁人识得破,买尽成都府。"
这首
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