麦积山石窟壁画病害现状调查及研究

遗产与保护研究
2019年2月 第4卷 第2期 Vol.4 No.2 Feb. 2019
Research on Heritages and Preservation
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麦积山石窟壁画病害现状调查及研究
岳永强
（麦积山石窟艺术研究所，甘肃 天水 741020）
摘 要: 麦积山石窟现有洞窟编号221个，保存有壁画1 000余m 2。

石窟中保存有国内石窟最完整的大
型经变画，对研究中国经变画的发展演变具有十分重要的价值。

现状调查表明，麦积山石窟壁画病害主要表现为地仗空鼓、颜料层起甲、脱落、酥碱、微生物损害等病害。

文章主要通过对这些病害的调查和分析结合保存环境及壁画制作材料、工艺对麦积山石窟的壁画病害进行研究。

关键词：麦积山石窟；壁画；病害中图分类号：K878.6 文献标志码：A
Condition Surveys of Deterioration and Research of Wall Paintings in Maijishan Cave-temple
YUE Yongqiang
（Art Institute of Maijishan Cave-temple Complex, Tianshui Gansu 741020, China）
Abstract: The existing caves in the Maijishan Cave-temple have 221 caves with more than 1 000 m 2 wall paintings. One of them is the most complete large-scale warp paintings in China, which is of great value to the study of the development and evolution of Chinese warp paintings. The investigation of the present situation shows that the main deteriorations of Maijishan Cave-temple are the diseases of ground air drum, paint layer, falling off, ghee, microorganism damage etc. The paper mainly studies wall paintings deteriorations in Maijishan Cave-temple through the investigation and analysis of these deteriorations combined with the preservation environment,wall painting materials and technology.
Keywords: Maijishan Cave-temple; wall painting; deterioration
作者简介：岳永强（1983-），男，副研究员，主要研究方向为石窟寺文物的保护与修复。

E-mail：mjsyyq@.
基金项目：麦积山石窟艺术研究所所内课题“渗漏水对麦积山石窟的影响”研究成果之一；2014年度省级文物保护科学和技术研究
课题“麦积山石窟壁画保护修复研究——以麦积山石窟第22窟为例”经费资助项目（GWJ2014013）
麦积山石窟位于甘肃省天水市东南45 km的秦岭山脉西段北麓，现有洞窟编号221个，保存有壁画1 000余m 2。

相比较洞窟数量，麦积山石窟保存的壁画较少，但是麦积山石窟第26窟、27窟、127窟、135窟等窟保存的大型经变画，如西方净土变、维摩变、涅槃变、法华变等都是现存国内石窟最早最完整的大型经变画，对研究中国经变画的发展演变具有十分重要的价值[1]。

1961年麦积山石窟被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位，2014年，麦积山石窟作为“丝绸之路：长安-天山廊道的路网”中的一处遗产点，列入世界遗产名录。

麦积山石窟特殊的地理环境及岩体结构，形成了独特的遗产类型以及组成
这些遗产特殊的材质和工艺。

1 麦积山石窟壁画病害
壁画是最古老的绘画形式。

古代壁画因复杂的自然环境影响及本身材料和工艺的脆弱性，随着时间的推移，会产生多种病害。

麦积山石窟现保存有壁画的洞窟120余个，根据《古代壁画病害与图示》（WW/T0001—2007）中定义和归纳的病害种类，主要存在以下几种病害：
(1)壁画空鼓。

壁画空鼓是壁画地仗层局部脱离支撑体（支撑体含崖体、泥层等），但脱离部分
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(2)壁画大面积脱落。

壁画大面积脱落是指壁画地仗层与支撑体间失去黏结作用，在壁画自重及其他外力作用下，壁画大面积的掉落，这种情况一旦发生将是毁灭性的破坏[3]。

根据窟型分析，麦积山石窟壁画大面积脱落的洞窟大部分是敞口大窟或浅窟，这类洞窟的微环境易受大气环境的影响，且此类洞窟顶部壁画大多已脱落（图4），如第78窟、165窟、37窟、43窟、44窟等窟；同时，渗水洞窟壁画也脱落严重；有大面积脱落壁画的窟龛残存壁画多空鼓严重。

的周边仍与支撑体连接的现象[2]。

壁画空鼓是麦积山石窟壁画最严重的病害之一，约70%的洞窟存在壁画空鼓病害。

麦积山石窟壁画空鼓有2种形式：一种是重层壁画空鼓，即上层壁画地仗层局部与下层壁画颜料层或泥层脱离，但脱离部分的周边仍与下层壁画颜料层或泥层连接的现象，如第4窟等（图1），这类空鼓发生的原因，主要是上层壁画地仗层与下层介质之间由于物理性能的差异而造成彼此之间黏结力降低，从而使上层壁画地仗层与颜料层或泥层脱离；另一种是壁画地仗层脱离崖体，但脱离部分的周边仍与崖体连接的现象，如第78窟、62窟、60窟、94窟、80窟（图2）等，此类病害的发生一是由于壁画地仗层依附的结构体（崖体）本身强度的降低（主要是崖体风化），造成地仗及部分表层崖体与崖体之间脱离；或是地仗与支撑体由于物理性能的差异而造成彼此之间黏结力的降低，此类空鼓病害面积大，表现严重，最严重的空鼓病害地仗层脱离支撑体达10 cm。

中区部分洞窟空鼓壁画上分布有数量较多的小孔洞（图3），此类洞窟大部分属中型窟龛、进深较浅。

小型洞窟的空鼓壁画因为壁画与塑像相互连接，依靠塑像的稳定性，如无外力影响空鼓壁画保持稳定状态。

图1 第4窟重层壁画空鼓（来源：作者自摄）
图4 壁画大面积脱落（来源：作者自摄）
图3 多孔洞空鼓壁画（来源：作者自摄）
图2 第80窟壁画空鼓（来源：作者自摄）
(3)壁画起甲。

壁画起甲是壁画的底色层、颜料层或表面涂层发生龟裂，进而呈鳞片状卷翘的现象。

麦积山石窟起甲病害可分为表面涂层起甲、颜料层起甲和颜料层黏附地仗土起甲，起甲病害主要集中在敞口大窟和浅窟，颜料层有重绘痕迹的洞窟中壁画起甲较为严重，如第4窟、2窟、5窟、51窟、76窟等。

部分起甲是由于地仗材料的湿胀干缩引起的体积变化和颜料层随着胶结材料老化而产生的颜料层与地仗层之间的张力引起；也有可能是
因为胶结材料在干燥、老化中的收缩造成的起甲。

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(4)壁画烟熏（图5）。

烟熏是画面被烟火或香火
熏污的痕迹。

麦积山石窟烟熏有既有人类生产活动
带来的烟熏病害，如128窟等；也有佛事活动（如
敬香）造成的烟熏病害；也有周边火灾带来的烟熏
病害。

东崖34窟附近上下两层洞窟烟熏严重，西崖
133窟、92窟、109窟、110窟等窟烟熏严重。

“千里觅食一处便”的习性，麦积山石窟部分洞窟
鼯鼠污染较为严重，尤其塑像身上鼯鼠粪便污染严
重，如20窟、24窟、25窟、146窟等；二是鸟粪污
染，主要分布在中区，如20窟、156窟、16窟等；
三是鸟窝，鸟窝在东崖、中区、西崖个别洞窟都
有分布，且有的洞窟中还有不止一处的鸟窝，
存在鸟窝的洞窟一般进深较深。

图5 壁画烟熏（来源：作者自摄）
图6 壁画酥碱（来源：作者自摄）
图7 动物损害（来源：作者自摄）
图8 霉菌损害（来源：作者自摄）
(5)壁画酥碱（图6）。

酥碱是由于可溶盐作用导
致壁画地仗层产生的疏松状态。

麦积山石窟壁
画酥碱大多存在于渗水洞窟中，如94窟、127窟、
133窟、45窟等窟，存在酥碱病害的洞窟大部分分
布在1 610～1 640 m的高程，酥碱病害表现为地仗
层体积膨胀、表面结构松散、材料流失等，一般酥
碱发生部位的地面都有一些脱落的地仗材料。

壁画
酥碱主要是因为水和可溶盐相互作用的结果。

(6)动物损害（图7）。

动物损害是指动物活动
对壁画造成的各种损害。

麦积山石窟动物损害大致
有以下几种情况：一是鼯鼠粪便污染，鼯鼠也称飞
鼠或飞虎，是对鳞尾松鼠科族的物种的统称，在清
晨和黄昏活动得比较频繁，善于攀爬和滑翔，素有
(7)微生物损害。

微生物损害是指微生物滋生对
壁画产生的伤害，包括“霉变”“菌害”。

壁画微
生物损害，尤其是霉菌现象在持续性降雨后表现尤
为突出，多出现在进深超过2 m、窟门较小的洞窟
中，目前约有10余个洞窟有霉菌现象（图8），主
要是由于降雨致使洞窟湿度升高，而洞窟本身窟门
狭小，洞窟空气与外界交换速率缓慢，从而致使洞
窟长时期保持在一定的高湿状态，继而引发微生物
损害。

2 壁画制作材料和工艺
麦积山石窟壁画支撑体岩性为红色砾岩、砂砾
岩、粉砂岩和含砾泥岩。

山体岩性总的变化规律
是：纵向由下向上沉积物的颗粒由细变粗；横向由
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东南向西北沉积物由粗变细。

该地层中，小沉积韵律、斜层理、交错层比较发育。

砾岩、砂砾岩成分复杂，砾石大小不一，粒径最大达50 cm，其他在0.5～20 cm。

分选性不甚良好，但浑圆度较好，胶结较疏松，胶结物成分以泥质为主，尚有铁质和钙质，分布不均匀。

山体上部主要为红色砂砾岩和砾岩，比较坚硬，山体下部为胶结程度较差的砾岩、砂砾岩夹薄层砂岩及含砾泥岩，较为松软。

麦积山石窟壁画地仗层一般分为两层：粗泥层厚度为2～6 cm；细泥层厚度为0.2～1.0 cm，并掺加有麦草、麦衣、麻、棉等物质。

地仗中土的含量为22%～42%，沙的含量为58%～78%，土的比例低，沙的比例高，地仗的矿物成分主要为石英、石膏、高岭土及少量的伊利石和绿泥石。

颜料层分两层，白粉层厚度0.01～0.02 cm，颜料层厚度0.01～0.02 cm。

采集44窟、127窟、4窟等窟的颜料样品41个，采用XRD进行分析，结果表明：大部分颜料为传统矿物颜料，白色颜料为
石膏（CaSO 4.2H 2O）、方解石（CaCO 3）、滑石（Mg 3Si 2O 5(OH)4）、云母（K 2AL 6Si 6(OH)8O 18），红色颜料为铁红（F e 3O 4）、朱砂（H g S ），绿色颜料为石绿（C u 2（C O 3）(O H )2）、氯铜矿（C u 2C l (O H )3），蓝色颜料为青金石（(Na,Ca)7~8(Al,Si）12(O,S)24SO 4,Cl 2(OH)2）、石青（2CuCO 3.Cu(OH)2），黑色颜料大部分为氧化铅（PbO 2）。

其中每种颜料中的一种或几种既有单独，也有混合存在的。

3 病害成因的初步分析
3.1 壁画保存环境的影响
基于数据的完整性考虑，选取麦积山石窟气象站2017年10月1日—2018年10月31日的温湿度数据进行分析讨论（图9）。

麦积山石窟气象站位于麦积山中区崖根前方80 m的开阔地带，数据采样间隔为10 min。

根据图9，在2017年10月1日—2018年10月31日期间，平均温度9.71℃，平均相对湿度70.16%。

最低温度出现在2018年1月为-15.43℃，最高温度出现在2018年7月为30.49℃，日相对湿度
最低出现在2018年3月为19.96%，除2017年11月、12月，2018年1月、2月、3月、4月外，其他月份都有相对湿度达到100%的时间，且持续时间较长。

可见，石窟区域的温湿度变化比较剧烈，温度全年波动范围在-15.43～30.49℃之间。

2018年9月平均湿度84.28%为最高月平均湿度，2017年12月平均湿度53.44%为最低月平均湿度。

图10给出了麦积山石窟气象站2017年10月—2018年10月降雨量分布图。

图10 麦积山石窟气象站2017年10月—2018年10月降雨量
分布图（来源：作者绘制）
160降雨量/m m
2017-1
02017-112017-122018-012018-022018-032018-042018-052018-062018-072018-082018-092018-10140120100806040200
图9 麦积山石窟气象站2017年10月—2018年10月温湿度分布图（来源：作者绘制）
温度/（℃）相对湿度R H /%
气象站湿度；
气象站温度。

100806040403020100
-10-20
200
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根据图10，在2017年10月1日—2018年10月31日共计13个月期间，降雨量累计为767.49 mm，2017年10月降雨量106.24 mm，2018年10月降雨量8.71 mm；2018年单月降雨量超过100 mm的有4月、6月、7月3个月，其中6月降雨量最为充沛，达到了150.83 mm。

2018年截至10月31日，累计降雨量660.21 mm，降雨主要集中在春、夏、秋3季，冬季降雨较少。

大气降雨是空气中水汽的主要来源之一。

结合麦积山石窟温湿度、降雨量曲线图分析，大气降雨对相对湿度有直接的影响，降雨造成相对湿度的升高或使相对湿度达到100%（图11）。

根据图11，2018年7月平均温度21.07℃，平均相对湿度83.66%，降雨量134.19 m m 。

在7月2—7月9日期间，降雨量44.31 mm，因为降雨的影响，平均相对湿度达到98.44%。

麦积山石窟地处林区，加之降水量较为丰沛，较好的气候环境，使窟区植被茂密，细流交错，但也给文物保护带来了突出的问题，那就是环境潮湿加剧了塑像、壁画各种病害的发生和发展。

3.2 壁画制作材料和工艺的影响
麦积山石窟地处林区，降雨量充沛，且全年平均相对湿度达70%以上，在此环境影响下，砂砾岩易风化，一方面，砂砾岩中的砾石与胶结物之间发生明显的温差营力；另一方面，泥质胶结物中黏土矿物，如蒙脱石、绿泥石等反复吸水膨胀，导致砂砾的胶结结构破坏[4]。

麦积山石窟部分洞窟的壁画空鼓就是因为支撑体的风化，支撑体和地仗层之间黏结力丧失，从而致使空鼓病害的产生，如67窟、78窟、94窟、48窟等。

同时，部分洞窟壁画的制作工艺，在麦积山石窟如此潮湿的环境下，也对文物的保护和保存带来了负面的影响。

如麦积山石窟第74窟、78窟、127窟等窟的壁画制作，采用岩体表面凿小孔插木橛子挂粗泥的方法，这种工艺提高了地仗与岩体之间的黏结性能，在某些环境下更有利于壁画的长久保存[5]。

但是，这种工艺也带来了不利的影响，如在潮湿洞窟或渗水洞窟中，木头遇水逐渐膨胀，带动木桩周围的壁画脱离支撑体，最后造成壁画空鼓或脱落。

麦积山石窟自宋以后，新的开窟造像活动减少，但针对塑像、壁画的重修、重绘活动逐渐兴盛。

因此，重绘壁画颜料层的起甲也是麦积山石窟壁画起甲病害的一种表现形式。

4 结论
(1)麦积山石窟特殊的崖体结构及自然环境，造成麦积山石窟壁画的材料和工艺具有一定的地域性和特殊性，因此，同类病害的表现形式也不同于其他石窟寺壁画的病害。

(2)麦积山石窟壁画存在多种病害，其中对壁画的保护和保存影响最大的主要是起甲、酥碱、空鼓、微生物损害等。

(3)需要进一步加强对麦积山石窟壁画病害的现状调查，进一步明确病害的类型、分布及特征，制作病害清单及分布图，重点分析各类病害的发展趋势[5]。

(4)重修或重绘洞窟壁画的病害都较为严重，但是针对这类病害的保护修复需要在理念、保护材料、技术等方面加强研究。

(5)高湿及水的影响，是麦积山石窟壁画病害产生的重要原因之一，因此，加强对潮湿环境壁画的保护修复研究很有必要。

[1]花平宁,魏文斌.中国石窟艺术-麦积山[M].南京:江苏美术出版社,2013.
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苏伯民,陈港泉.中华人民共和国文物保护行业标准:古代壁画病害与图示:WW/T001—2007[S].北京:中国标准出版社,2014.
[3]李最雄.丝绸之路石窟壁画彩塑的保护[M].北京:科学出版社,2005.
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王旭东,张虎元,郭青林,等.敦煌莫高窟崖体风化特征及保护对策[J].岩石力学与工程学报,2009,28(5):1054-1057.
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岳永强,王通玲,付文伟.麦积山石窟空鼓壁画的修复[J].中国文化遗产,2016(2):75-78.
参考文献
图11 麦积山石窟气象站2018年7月温度、相对湿度、降雨量
分布图（来源：作者绘制）
温度/（℃）
相对湿度R H /%降雨量/m m
12001234567891012121314151008060402035302520151050。