世界遺産地承德避暑山莊及周圍寺廟是中國現存最大的古典皇家園林。園林中大部分石質文物都是就地取材,由凝灰岩築造而成。凝灰岩主要由火山噴發産生的火山灰、火山塵等碎屑物質形成,這類材質多孔、不耐風化,再加上承德地區夏季高濕、冬季低溫等自然環境因素影響,歷經300多年,這些不可移動文物普遍會出現點狀侵蝕、龜裂等病害,其中最具代表性的是凝灰岩特有的板條狀開裂問題。
由於這類凝灰岩石質文物非常脆弱,文物所賦存的各類價值與信息,也可能隨時間的推移漸漸流逝。此前,世界範圍內對凝灰岩類石質文物的保護研究沒有成功先例,文物的原址保護也成為世界性難題。從2011年起,中國文化遺産研究院開始承擔承德避暑山莊及周圍寺廟文物的科技保護項目。目前,他們已完成避暑山莊及周圍寺廟十余處文物科技保護項目,搶救丹陛石、須彌座等數百件珍貴文物,解決了凝灰岩文物原址保護材料和工藝等系列關鍵技術。在這個過程中,專家都發現了哪些修護“良方”?修石頭的技術還能用於哪些文物?
科技“望聞問切”
如何秒解古石沉疴?
依託現代科技,凝灰岩文物保護成果實現了從0到1的突破。那麼科技“望聞問切”是如何秒解古石沉疴的呢?目前,修復團隊對修復材料持續進行強度、收縮性、色度變化等監測並納入數據庫,石質文物開啟了精細化修復的新局面。
記者在河北承德普佑寺文物修復的現場,修復人員正在修復的是文物須彌座,可以看到凝灰岩表面最常見的病害就是這種板條狀開裂,通過前期評估,修復師通過現代修復手段可以極大提升修復的效率和準確性。
中國文化遺産研究院石窟石刻(岩土文物)保護研究所工程師 王子藝:像是這個地方,它有這種淺灰色、深灰色、泛黃的這種灰顏色等,怎麼能快速去找到與之相對應的修復材料呢,那就要靠我們這套已經做出來的色板,我們已經做了3000多個不同顏色的色塊,然後從中選出120個,我們現在在現場最常用到的120種顏色。修復人員通過色板比對,再加上色差儀在現場進行色差的檢測,找到修復區域最匹配的補型修復材料。
殘損岩土文物精細化補型修復系統,對於形態殘缺或紋樣破損的石質文物進行試驗性修復,科學、精準地恢復了文物的歷史信息與藝術價值。
中國文化遺産研究院副院長、研究員 李黎:文物本體上是沒有辦法採集樣品的,不能毀壞性的取樣。我們聯合高校研發了微觀力學測試平臺,它用毫米級或是釐米級小樣,採集到力學的參數,代表宏觀力學參數,我們在石窟岩體要監測裂隙發育、裂隙的深度,我們又用到了光纖這個技術,對於現場裂痕發育能夠做堅持性監測,信息增強技術,在石窟內部,我們研發的機器人,它可以在昏暗狹小的石窟空間對岩體側壁和頂板全方位無死角探測。
修復巨石
如何找準“肌理穴位”?
在對石質文物展開修復前,首先要開展的是病害機理研究與診斷評估,這就像給幾百噸的巨人扎針,不是開刀下猛藥,分寸的拿捏,火候的把握,是一場宏大又精微的較量。修復巨石要如何找準“肌理穴位”呢?
修復團隊在上萬塊保護材料石樣上進行上千次凍融循環試驗確定病害機理;在硬度、超聲、雷達、岩石物理力學實驗等檢測中確定凝灰岩的物理力學特徵;在我國古代建築材料中尋求突破,發揮無機材料加固石質文物的相容性和耐久性優勢。
中國文化遺産研究院石窟石刻(岩土文物)保護研究所工程師 王子藝:從側面看文物它是一條一條的裂隙,但實際上你給它打開以後,它內部裂隙都是波浪形、不規則形狀的,所以這對灌漿流動性造成了一定的難度。
從材料,到工藝再到形神,這個石質赑屃的造型修復,也有嚴格的歷史和修復依據。
中國文化遺産研究院石窟石刻(岩土文物)保護研究所館員 許東:像赑屃它是有模板的,東西赑屃和赑屃的左臉右臉,對稱性其實是很重要的一個依據,我們會做左右鏡像,然後放到一邊,一邊補一邊看,從它原石高低和紋樣走勢去補,發髻的走向肯定能清楚。
修石頭的技術
如何用於修壁畫?
承德避暑山莊永佑寺舍利塔內,現存有國內罕見的紙壁畫類型文物。它是清代壁畫工藝的特殊遺存,是多民族融合的見證。科研團隊是如何將石質文物保護中採用的科技保護經驗模式,應用於紙壁畫的保護呢?
永佑寺舍利塔內側的壁畫,是磚墻上做好油灰地仗,再裱糊堅韌麻紙,紙層上施彩作畫。相當於把一幅巨型重彩古畫“貼築”在高大磚塔的內壁上。反復乾濕凍融循環作用下,文物本體已出現大面積起翹、變形、脫落病害。
中國文化遺産研究院石窟石刻(岩土文物)保護研究所工程師 王子藝:這一部分區域就是壁畫最原始的這個狀態,整個壁畫我們現在是還沒有修復,能看到有很多龜裂、變形的區域,這個顏料層也不斷脫落。石質文物病害發育機理,還有保護修復材料和工藝系列的實驗研究,在承德其他材質文物上進行拓展應用,比如超聲波無損檢測,這個技術一般應用在石質文物開裂裂隙檢測,運用到紙壁畫上面來做壁畫病害評估。右面這兩張照片就是我們對應的兩幅修復後的狀態,從修復以後的熱成像效果圖來看,完全看不到龜裂起翹變形。
承德“修石”經驗
還能用於哪些文物?
目前,承德石質文物的科技保護經驗已經在全國紮根推廣。那麼專家們在承德“修石頭”的經驗還能用於哪些知名文物呢?
中國文化遺産研究院與承德市文物局聯合共建的中國文化遺産研究院石質文物保護與科技創新基地、避暑山莊及周圍寺廟文物修復實驗室,以承德凝灰岩、砂岩石質文物為科研對象,破解石質文物保護世界性難題;兼顧紙壁畫、唐卡、古建彩畫等多類遺産,實現同一平臺,多材質、多類型文物跨學科綜合性研究。
目前,在四川樂山大佛、重慶大足石刻、山東曲阜、河南浚縣、四川安岳石窟等地,中國文化遺産研究院已經與當地文物部門聯合共建文物保護與科技創新基地或開展戰略合作。
中國文化遺産研究院黨委書記 李遊:相關技術已應用於川渝石窟、海上絲綢之路遺址、龍門石窟等全國重點文物保護單位保護應用中。(總台央視記者 于茜 王帥)