中国石刻具有极高的文物价值,充分展现了中华民族的艺术追求、价值观念、人文精神,是我国博物馆收藏的重要文物类别。石刻文化历史悠久,是记载和研究中华文明的重要实物。秦汉之时,中国先民已开始将重要的历史事件、人物故事、纪念碑碣等记载在石质材料上。石刻牌不仅记录了历史,还铭刻了人类的功绩、思想和艺术成就,成为历史的见证和文化的遗产。石刻保护是我国文物保护工作中的重点,面临的主要问题有风化加剧、生物和雨水侵蚀等自然因素影响;应对岩体风化、渗水、结构失稳等病害的关键保护技术尚未突破[1]。
济宁市李白纪念馆藏石刻文物45件(套),主要为唐、金、元、明、清及民国时期,种类丰富,规格较高,均为三级文物。唐代李白“观”字碑、金代纥石刊《题李太白酒楼》碑、元代曹元用《陪冀右丞诸公宴于太白楼诗》碑、明代潘季驯《登太白楼诗》碑、清代乾隆《登太白楼四叠》碑、民国罗振玉《把酒临风对联》等,石刻线条精美,诗词文采横溢,书法刚俊秀逸,具有较高的文学和艺术价值。上述石刻记载的文字内容,是研究济宁各时期社会历史发展,反映中国文化发展状况的珍贵文物资料。
这些文物历史久远,部分石刻立于院落平台,历经百年的风化和雨水侵蚀,石质出现了不同程度的损坏和病害。2023年,经上级文物行政部门批复,济宁市文物保护中心按照“重视前期试验研究,多学科成果支撑,科学研究贯彻保护工作全过程,动态化设计和实施”的工作方式[2],对济宁市李白纪念馆藏石刻文物开展保护修复以及石刻文物科技保护与科技创新工作,在病害调查、检测分析、修复技术、日常维护等方面进行探索与研究。
一、石刻文物的病害调查
济宁市位于东亚季风气候区,夏季高温多雨潮湿,冬季寒冷多风干燥,石刻文物储藏环境与大气环境基本保持一致。通过现场调查分析,受自然风化、雨水侵蚀等自然环境因素影响,石刻文物的病害主要表现为表面溶蚀、表层剥落、微生物伤害、浅表裂隙(风化裂隙)、孔洞状风化等(图一)。
(一)微生物伤害
清乾隆四十九年(1784)乾隆《登太白楼四叠》碑、金大定二年(1162)纥石刊《题李太白酒楼》诗碑发现石质表面变色和表层风化的现象,存在部分苔藓、少数霉菌等微生物菌群在石质表面生长的问题,如不及时解决将形成有机色斑,导致石质变质、变色并使岩石分解,严重时会出现表面溶蚀的问题。
(二)浅表裂隙
明万历十八年(1590)潘季驯《登太白楼诗》碑、元延祐三年(1316)曹元用《任城二贤堂记》碑的石质表面出现了一些细小带状风化裂隙现象,存在光照、温差等自然因素引发的机理变化问题,长期受外界自然环境影响,部分裂隙呈V字型,延伸进入石刻内部,导致石质老化破损进程加快。
(三)表层剥落
明嘉靖十五年(1536)李如圭《济宁登太白楼》碑、明崇祯三年(1630)贺康载《太白酒楼歌》碑、唐李白“观”字碑的石质文物表层出现片状、板状剥落现象,部分石碑表面出现空鼓和起翘,存在表面溶蚀、质地酥碎、孔洞风化加剧而导致的表层片状剥落问题。
(四)表面泛盐
元至正二年(1342)曹元用《陪冀右丞诸公宴于太白楼诗》碑、清文孚《南池怀古》碑发现石质文物表面形成可溶盐富集结晶析出的现象,也存在水气蒸化、盐类液体结晶的物理现象,部分石质表面已形成泛盐,导致石质强度降低,影响了石质结构的安全。
二、文物病害的检测分析
为准确了解石刻文物病害原因和侵蚀现状,借助科学检测手段研究文物病害机理[3]。基于文物分析的无损和微损要求,取表面附着物病害为样品。取样标本主要为S1清《古南池》石刻、S2元至元二十五年(1288)陈俨《重修太白酒楼记》碑、S3明万历十九年(1591)何出光《晚从南池登太白楼诗四首》碑、S4清文孚《南池怀古》碑、S5元延祐三年曹元用《任城二贤堂记》碑等。样品为粉末态,主要为表面污染物、风化产物、本体粉化剥落物。依靠现代科学分析检测方法,采用X射线荧光光谱、显微观察分析、可溶盐检测等技术对石碑进行检测分析,了解石刻文物的材质以及环境介质作用,开展病害原因与机理研究分析,为下一步筛选保护修复材料提供重要依据。
(一)分析方法
只有准确获取石刻文物的病害信息,才能为保护技术选择与技术路线确定提供科学依据。根据文物取样的条件限制和检测目标,选择分析测方法,开展检测研究工作。在实验室中,使用X射线荧光光谱和X射线衍射分析所选取的分析样品。分析仪器:X射线衍射仪DX-2700BH。分析方法:将粉末状或固体样本放到仪器的样品台上,经调试参数后启动仪器。扫描角度5~90度,测量时间0.5~1秒,步宽角度0.02,管电压40千伏,管电流40毫安。使用Jade9.0软件处理衍射数据并对比谱图。通过对X射线衍射仪(XRD)的分析,结合体视显微观察和能谱仪测量的元素成分,最终确定石刻文物表面侵蚀产物的类型。通过使用扫描电子显微镜及衍射,了解病害原因与机理,对病害形貌及成分进行深入分析。依靠现代分析检测方法,研究石刻文物的材质及环境介质作用产物情况,是筛选保护修复材料的重要依据。
(二)检测结果
1.X-射线衍射分析结果
样品S1中主要成分为石英、斜长石、钾长石,另含有少量方解石、石膏、伊利石、蒙脱石等矿物;样品S2中主要成分为石英、斜长石、钾长石,另有少量白云石、重晶石、蒙脱石、绿泥石等矿物;样品S1、S2均为石材本体。由此可以看出,该石碑的石材本体为砂岩,其中含有较多长石成分。由X射线衍射分析结果可知,样品中主要成分为石英与长石,另有少量钾长石、方解石、伊利石等矿物(图二至图四)。
2.岩相分析结果
分析目的:观察矿物的组成。分析仪器:SOITOPCX40M材料显微镜、PG-1型金相试样抛光机。分析方法:在器物上取样品,用环氧树脂镶嵌。用800~2000目的不同粒度砂纸磨光,再用金刚石悬浮液喷涂在绒布上进行抛光,以达到样品制备要求。通过对样品S1、S2岩相分析观察,其主要组成成分为石英、长石、岩屑等,以颗粒状分布,判断为砂岩。样品S4岩相分析观察,其主要组成成分为石英、辉石、云母等,以颗粒状分布,局部可见微小空隙,判断为砂岩。
3.可溶盐检测结果
分析目的:了解石碑表面疑似可溶盐的成分。分析仪器:SOITOPCX40M材料显微镜、Portman532制冷型拉曼光谱仪。分析方法及条件:将浑浊的样品去离子水溶液静止沉淀,去表面澄清溶液0.5毫升滴到载玻片上,带水份蒸发完毕后,对载玻片上的白色残留物进行显微拉曼分析,采用氩离子激光器,激发光波长532纳米。波束范围100~1800厘米-1,波数精度±1厘米-1,积分时间10秒,积分次数3次。样品S4的特征峰为617、978,判断其主要成分为碳酸钾。样品S5的特征峰为469、623、997、1105,判断其主要成分为硫酸钠。
4.石刻失水率检测结果
分析仪器:DHS-1OA电子水份测定仪。分析方法:将样本浸入去离子水中静置,直到样品饱和,没有气泡产生后称重,然后再将样本放到电子水份测定仪中进行烘干。样品S1失水率:8.82%、干燥率:91.18%、湿重率:109.67%、回潮率:9.67%。样品S3失水率:10.24%、干燥率:89.76%、湿重率:111.41%、回潮率:11.41%。
通过XRD及岩相分析判断,取样石刻文物的主要成分为砂岩,疑似污染物样品成分主要分两类:一是风化产物,二是岩石粉化本体。显微拉曼对样品S4、S5进行检测,此批石刻文物含有碳酸钾、硫酸钠易溶盐。通过水份测定检测,样品S1和S3回潮率过高,易造成可溶盐析出,需进行脱盐封护处理。
三、保护修复方案的编制
根据文物保护修复工作要求,坚持“有效保护和不改变文物原状”“最小干预”“可逆处理”等原则[4],科学规划编制保护修复方案。在制定方案过程中,需要对保护修复的石刻文物进行逐一登记造册、影像采集、病害图重新绘制、留取保护修复前的原始资料,并做好整个保护修复工作过程和资料的收集准备。
按照“使用的所有材料及工艺必须对文物是有效的、无害的”要求,选择最适合的材料,制定最科学的修复流程。借鉴国内石刻文物保护修复研究的先进经验和成功模式,结合前期的调查和检测分析,设计制定了符合李白纪念馆石刻保护修复的方案,对每件文物制定科学详细的工作流程(图五)
四、保护修复的具体实施
(一)表面清理
首先使用软毛刷、吹风机等对文物表面的灰尘和浮土进行清理,然后用棉签蘸蒸馏水对表面泥污与水溶性硬结物进行清理。部分碑文有油漆描写痕迹的,使用脱脂棉蘸取丙酮贴敷于污染处,待污染物软化后,使用手术刀和竹刀对其进行剔除。遇较顽固硬结物时,使用白色纯棉毛巾吸附预先配置的乙酸乙酯、环己酮、丙酮三元清洗剂包覆到难以去除的硬结物局部表面,待硬结物稍微软化后,用牙科工具轻轻剔除,确保不触及文物本体。
(二)脱盐处理
先将纸浆本身进行脱盐,饱水后使用搅拌机高速打成纸浆。使用雷磁DDS-307电导率仪对纸浆挤出的水进行盐度测试,确认其中的氯离子含量低于每升5毫克后,纸浆方可使用于文物脱盐。用刮灰刀将纸浆刮贴到滤纸上层,湿膜厚度1厘米左右,防水24小时,使文物表面可溶盐顺浓度梯度渗透到纸浆中,自然干燥12~24小时。纸浆层及滤纸层揭下后,局部浸湿挤水并测量液体含盐量。反复以上流程,直至使用后纸浆挤出水的含盐量低于每升10微西每厘米。
(三)裂隙处理
根据石刻文物情况,对于石质开裂的部分采用灌浆法或注胶法进行处理,隔离封闭后,由下至上逐孔注入浆料或粘合剂。浆料配比:聚氧硅烷、微晶二氧化硅、气相白炭黑、雷玛仕E500等按比例调和。在修复过程中,对于浅表性裂隙及较为紧密的机械裂隙,采用硅酸乙酯与文物成分相同的石粉调配来灌浆。
(四)稳定加固
在加固过程中,主要采用环氧树脂调和成砂浆,并添加S532紫外吸收剂、抗氧化剂、消泡剂等其他材料,与200目石粉配合锚固的方法对碎裂进行处理。在处理前,必须采取隔离保护措施,以免浆料污染石刻。承重构件采取黏结锚固,结合不锈钢锚杆锚固的方式,以恢复其力学稳定性。
(五)保护修补
参照文物保护最小干预、真实性、可再处理性、材料兼容性、安全性等原则对文物进行补配、粘接。依据器物形态、完整程度实施补配,补缺使用预制石粉为填料,环氧树脂为黏合剂,调入适量矿物颜料制成环氧树脂补土对器物缺失处进行补配。在室温下放置24小时后,待补配材料完全凝固,使用砂纸和打磨机将器物补配部位打磨至与器物本体相一致。
(六)封护处理
为提升石材表面防护效果,对于存放于室外的石刻文物,首先采用雷玛仕的E100及E300用喷雾器均匀喷涂在加固处理后的石刻表面,然后喷涂雷帝DS超硬防护剂做表面封护和憎水处理,形成保护封护膜,防风化、隔绝外部灰尘、水汽等有害物。
(七)作色作旧
按照文物修旧如旧的原则,采用德国卡麦矿物颜料与虫胶漆片等材料,运用拨、挑、摸、绘、喷等技法对其进行作色作旧处理。以美术的形式模仿文物本身的色泽、肌理等表征,使补配部位与文物本体表面表征和谐一致,增强其整体感及艺术价值。
(八)除虫防霉
根据石碑的不同存放位置,对室外放置的文物采取无害化除虫防霉措施,采用苦参碱、烟碱水剂在环境中喷施实施除虫防霉处理。同时,保持文物存放环境的干燥和通风,避免潮湿为霉菌和昆虫提供生长条件。
五、结语
本次保护修复项目,通过前期对文物保存现状和病害进行充分了解和调查,并辅以科学的检测分析,使每一件文物都得到科学有效的保护,尊重文物的历史价值、艺术价值和科学价值,维护石刻文物的真实性,延长了馆藏文物的寿命。石刻文物恢复了原有的面貌,部分模糊的字迹变得更加清晰,被侵蚀的石刻图案得以还原,进一步提升了济宁市李白纪念馆展览展陈的文化价值(图六)。
通过此次探索与实践,为今后的文物保护工作提供科学依据和技术支持。对于加强石刻文物保护工作,笔者建议如下:
(一)制定石刻文物保护工作规划。按照国家文物局印发的《“十四五”石窟寺保护利用专项规划》文件要求,制定科学有效的石刻文物保护规划,推进重点石刻保护监测,全面排除重大险情,有效遏制文物病害,筑牢文物保护的安全防线。
(二)做好文物保存环境优化工作。根据检测数据的分析,石刻文物受地质和气候等自然环境因素的影响较大,采取防水防潮措施,减少雨水、微生物对石刻的侵蚀,改善其周边环境是保护文物的重要措施。
(三)开展文物信息数据采集建设。推进石刻文物的信息化、数据化工作建设,积极利用现代科学技术,开展三维数据测绘,建设石刻文物数据库,更好地记录和保存这些珍贵的文化遗产。
(四)大力提升专业技术人员业务能力。进一步强化专业技术人员培训,大力培养石刻保护高素质人才,制定文物保护巡查制度,定期清理文物表面,记录文物保护情况,防止人为破坏,发现病害问题,及时实施保护。
(五)抓好石刻文物学术研究工作。持续挖掘文物历史文化,探索其科技、文化、艺术价值。开展石刻文化内涵发掘工作,修复后的石刻文字图案更加清晰,记录了历史社会的发展脉络,为我们研究儒家文化、运河文化、李白文化提供了有力的实物资料。
(六)做好中华优秀传统文化宣讲。加强对石刻文物历史底蕴、文化内涵的研究与阐释,切实提升石刻文物展示利用水平,利用融媒体、云展览、数字化等形式,全面开展其文化艺术价值传播工作,讲好石窟寺故事,讲好中国故事。
原标题:博物馆石刻文物保护修复探索与实践—以济宁市李白纪念馆石刻文物保护修复为例