从0到1的突破!科技“望闻问切”破解古石修复难题
2026-08-20 央视新闻

  世界遗产地承德避暑山庄及周围寺庙是中国现存最大的古典皇家园林。园林中大部分石质文物都是就地取材,由凝灰岩筑造而成。凝灰岩主要由火山喷发产生的火山灰、火山尘等碎屑物质形成,这类材质多孔、不耐风化,再加上承德地区夏季高湿、冬季低温等自然环境因素影响,历经300多年,这些不可移动文物普遍会出现点状侵蚀、龟裂等病害,其中最具代表性的是凝灰岩特有的板条状开裂问题。

  由于这类凝灰岩石质文物非常脆弱,文物所赋存的各类价值与信息,也可能随时间的推移渐渐流逝。此前,世界范围内对凝灰岩类石质文物的保护研究没有成功先例,文物的原址保护也成为世界性难题。从2011年起,中国文化遗产研究院开始承担承德避暑山庄及周围寺庙文物的科技保护项目。目前,他们已完成避暑山庄及周围寺庙十余处文物科技保护项目,抢救丹陛石、须弥座等数百件珍贵文物,解决了凝灰岩文物原址保护材料和工艺等系列关键技术。在这个过程中,专家都发现了哪些修护“良方”?修石头的技术还能用于哪些文物?

  科技“望闻问切”

  如何秒解古石沉疴?

  依托现代科技,凝灰岩文物保护成果实现了从0到1的突破。那么科技“望闻问切”是如何秒解古石沉疴的呢?目前,修复团队对修复材料持续进行强度、收缩性、色度变化等监测并纳入数据库,石质文物开启了精细化修复的新局面。

  记者在河北承德普佑寺文物修复的现场,修复人员正在修复的是文物须弥座,可以看到凝灰岩表面最常见的病害就是这种板条状开裂,通过前期评估,修复师通过现代修复手段可以极大提升修复的效率和准确性。

  中国文化遗产研究院石窟石刻(岩土文物)保护研究所工程师 王子艺:像是这个地方,它有这种浅灰色、深灰色、泛黄的这种灰颜色等,怎么能快速去找到与之相对应的修复材料呢,那就要靠我们这套已经做出来的色板,我们已经做了3000多个不同颜色的色块,然后从中选出120个,我们现在在现场最常用到的120种颜色。修复人员通过色板比对,再加上色差仪在现场进行色差的检测,找到修复区域最匹配的补型修复材料。

  残损岩土文物精细化补型修复系统,对于形态残缺或纹样破损的石质文物进行试验性修复,科学、精准地恢复了文物的历史信息与艺术价值。

  中国文化遗产研究院副院长、研究员 李黎:文物本体上是没有办法采集样品的,不能毁坏性的取样。我们联合高校研发了微观力学测试平台,它用毫米级或是厘米级小样,采集到力学的参数,代表宏观力学参数,我们在石窟岩体要监测裂隙发育、裂隙的深度,我们又用到了光纤这个技术,对于现场裂痕发育能够做坚持性监测,信息增强技术,在石窟内部,我们研发的机器人,它可以在昏暗狭小的石窟空间对岩体侧壁和顶板全方位无死角探测。

  修复巨石

  如何找准“肌理穴位”?

  在对石质文物展开修复前,首先要开展的是病害机理研究与诊断评估,这就像给几百吨的巨人扎针,不是开刀下猛药,分寸的拿捏,火候的把握,是一场宏大又精微的较量。修复巨石要如何找准“肌理穴位”呢?

  修复团队在上万块保护材料石样上进行上千次冻融循环试验确定病害机理;在硬度、超声、雷达、岩石物理力学实验等检测中确定凝灰岩的物理力学特征;在我国古代建筑材料中寻求突破,发挥无机材料加固石质文物的兼容性和耐久性优势。

  中国文化遗产研究院石窟石刻(岩土文物)保护研究所工程师 王子艺:从侧面看文物它是一条一条的裂隙,但实际上你给它打开以后,它内部裂隙都是波浪形、不规则形状的,所以这对灌浆流动性造成了一定的难度。

  从材料,到工艺再到形神,这个石质赑屃的造型修复,也有严格的历史和修复依据。

  中国文化遗产研究院石窟石刻(岩土文物)保护研究所馆员 许东:像赑屃它是有模板的,东西赑屃和赑屃的左脸右脸,对称性其实是很重要的一个依据,我们会做左右镜像,然后放到一边,一边补一边看,从它原石高低和纹样走势去补,发髻的走向肯定能清楚。

  修石头的技术

  如何用于修壁画?

  承德避暑山庄永佑寺舍利塔内,现存有国内罕见的纸壁画类型文物。它是清代壁画工艺的特殊遗存,是多民族融合的见证。科研团队是如何将石质文物保护中采用的科技保护经验模式,应用于纸壁画的保护呢?

  永佑寺舍利塔内侧的壁画,是砖墙上做好油灰地仗,再裱糊坚韧麻纸,纸层上施彩作画。相当于把一幅巨型重彩古画“贴筑”在高大砖塔的内壁上。反复干湿冻融循环作用下,文物本体已出现大面积起翘、变形、脱落病害。

  中国文化遗产研究院石窟石刻(岩土文物)保护研究所工程师 王子艺:这一部分区域就是壁画最原始的这个状态,整个壁画我们现在是还没有修复,能看到有很多龟裂、变形的区域,这个颜料层也不断脱落。石质文物病害发育机理,还有保护修复材料和工艺系列的实验研究,在承德其他材质文物上进行拓展应用,比如超声波无损检测,这个技术一般应用在石质文物开裂裂隙检测,运用到纸壁画上面来做壁画病害评估。右面这两张照片就是我们对应的两幅修复后的状态,从修复以后的热成像效果图来看,完全看不到龟裂起翘变形。

  承德“修石”经验

  还能用于哪些文物?

  目前,承德石质文物的科技保护经验已经在全国扎根推广。那么专家们在承德“修石头”的经验还能用于哪些知名文物呢?

  中国文化遗产研究院与承德市文物局联合共建的中国文化遗产研究院石质文物保护与科技创新基地、避暑山庄及周围寺庙文物修复实验室,以承德凝灰岩、砂岩石质文物为科研对象,破解石质文物保护世界性难题;兼顾纸壁画、唐卡、古建彩画等多类遗产,实现同一平台,多材质、多类型文物跨学科综合性研究。

  目前,在四川乐山大佛、重庆大足石刻、山东曲阜、河南浚县、四川安岳石窟等地,中国文化遗产研究院已经与当地文物部门联合共建文物保护与科技创新基地或开展战略合作。

  中国文化遗产研究院党委书记 李游:相关技术已应用于川渝石窟、海上丝绸之路遗址、龙门石窟等全国重点文物保护单位保护应用中。(总台央视记者 于茜 王帅)

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