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贺兰山岩画破坏与保护百题解析

【摘要】:这种自然地质现象称为“风化”。贺兰山贺兰口岩画依附的山体、岩石所发生的风化破坏,按性质不同,可分为物理风化、化学风化和生物风化。其中,尤以渗漏侵蚀破坏最为严重。岩画因岩石孔隙中存在的毛细管水、重水和固态水而遭受侵害。

81.岩画的自然破坏和保护途径

贺兰山贺兰口岩画或者磨刻在沟口内外的山体岩面上,或者磨刻在沟口外洪积扇地表的岩石上。千百年来,这些磨刻有岩画的山体岩面或岩石,由于气温的变化,在气体、水溶液以及生物等外力的长期联合作用下,正在经历着物理化学的变化过程,岩画遭受到严重的破坏。这种自然地质现象称为“风化”。

贺兰山贺兰口岩画依附的山体、岩石所发生的风化破坏,按性质不同,可分为物理风化、化学风化和生物风化。

一、物理风化

由于气温的变化使岩石产生机械破坏,由大变小、由坚硬变疏松而化学成分不发生变化的过程,称为物理风化作用。

引起物理风化作用的因素很多,如风、雨、雷电、温度的变化,水、盐等物质物态的变化,生物的活动等。

经过一年多的观察,贺兰山贺兰口岩画承受物理风化作用的成因有以下几种。

一是坍塌破坏。岩画所在的岩体因地质变迁、地震等自然因素或人为的炸山取石而造成岩体崩陷、位移,出现构造裂隙等失稳现象,使岩画所在的岩面断裂,与岩体分离、坍塌,导致岩画损坏。岩画一般磨刻在离地表30米以下的山体石坡上。岩画分布带以上的山体岩石崩塌后,往往会对其下的岩画造成撞击,从而导致岩画部分损坏或全部损坏。

二是风蚀破坏。岩画处于地表植被稀少的干旱半干旱地区,贺兰山东麓多风且风速较大,自1450米等高线以上的山体尤为突出。贺兰口沟口海拔1460米,是贺兰山东麓最窄的山沟之一,沟内山体之间最窄处为30米,沟口宽度仅54米,两侧山势高耸,易造成狭管效应而使风力增大,且随海拔升高大风日数增多,由每年平均54天增到158天,导致贺兰口地区多大风和沙尘暴危害。风速≥17米/秒、风力≥18级的大风日数,多年平均为28天,最多56天,最少11天。

贺兰山地区又属沙尘暴频繁发生区,每年春、冬两季,大风过境,携带大量沙土、砂粒和各种结核物,以强劲的风速掠过沟内两侧山体,快速摩擦山体岩面,导致岩画受损;风沙经过沟口外洪积扇,大量沙尘、石屑移动,对岩画石进行风蚀,致使岩画表面模糊不清,并产生裂隙掉块。

三是水蚀破坏。贺兰口是贺兰山东麓水量最为丰沛的山口之一,山泉水出露沟谷地表形成溪流,长度约2.4公里,年丰、枯期涌水量约600立方米/日,沿沟谷深处流至山前洪积扇顶部,灌溉着近500亩土地。由于沟底坡降大(81.4‰),水流速度快,对位于水位线以下的岩画产生水蚀破坏。

经调查,在贺兰口沟口内外,有5处岩画密集的石坡都长期经受山泉水的冲刷。水际线因坡降距沟谷地表高度不尽相同,在水际线下岩画遭受水蚀的情况也有差异。具体表现为越往沟谷上游走,两侧山突部位的水际线越低,岩画遭受水蚀破坏的程度越小;而越接近沟口,因历年山洪暴发时,将沟内谷底的卵石大量搬运至沟口,水际线距谷底越来越高,水际线下的岩画遭水蚀破坏的程度就越大。

距沟口95米的沟内南坡一块高5.6米、宽4米的坡石,因农民修渠炸山而离开山体约1米。坡石上的水际线距沟底2.1米。在水际线下,有20多幅人面像,其凿槽几乎与石面齐平,一指宽的槽线已被带有泥沙的流水冲刷摩擦得浅平光滑。沟内北坡编号为C10-31的人面像,刻在石坡底部的一块水平石面上,因长期遭受水、雨浸蚀,刻槽内填满了土黄色的水垢,几与石面齐平,仅从其与青石色的色差上,才能看出人面像的基本构图(图260)。

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图260 贺兰山贺兰口遭受水蚀破坏的岩画

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图261 贺兰山贺兰口遭受泥石流破坏的岩画

四是泥石流破坏。银川市境内的贺兰山中段,山势峭拔,沟大坡陡,尤其是小滚钟口至贺兰口段,常因暴雨而导致山洪暴发,特点是洪峰高、洪量大、来势猛,历时短。1998年5月20日,贺兰口暴发山洪,沟内洪峰流量达452立方米/秒,洪水量201万立方米;2002年6月8日,贺兰口暴发山洪,沟内洪峰流量达58.2立方米/秒,洪水量28万立方米。山洪暴发时,泥石流从比降81.4‰的沟谷中咆哮而出,裹挟着大量石块、泥砂,直接冲砸在迎水的石壁和坡石上,使凿刻有岩画的岩石呈片状剥落,厚度达60~150毫米。泥石流年复一年的作用,又将层片断裂处磨成坡面,刻痕逐渐变浅甚至消失(图261)。

五是温差破坏。在岩石的物理风化破坏中,温度变化造成的岩石风化是最主要的形式之一。贺兰山地区日照时间长,昼夜温差较大。在温度变化的作用下,由于岩石内各种矿物的吸热膨胀和冷却收缩的性能不一致,岩石表面在热量交替变化的作用下形成构造裂隙,出现表层疏松而呈鳞片状剥落的现象,最终从结构上破坏岩画刻痕,致使画面失真或残缺不全。岩石和组成岩石的矿物颗粒,由于温度的变化,使岩石因温差而产生交替膨胀和收缩,导致岩石表面发生裂缝,最终促使岩石崩解破碎,造成岩画石面的破坏。

贺兰口山体岩画,尤其是沟内南北山壁岩画,因重力作用以及沟谷湿润环境的影响,气温变化引起的岩石风化作用尚不明显。而在沟外东坡及洪积扇上的岩石,因温差产生的热胀冷缩而导致岩石开缝崩裂以致破碎成块的现象极为普遍,岩画遭到致命破坏的情况亦随处可见(图262)。(www.chuimin.cn)

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图262 贺兰山贺兰口遭受温差破坏的岩画

二、化学风化

化学风化是岩石在水、水溶液和大气的化学作用及有机体的生物化学作用下所引起的破坏作用。其特点是可以改变岩石(矿物)的化学成分,产生新的矿物,直到适应新的化学条件。其中,尤以渗漏侵蚀破坏最为严重。岩画因岩石孔隙中存在的毛细管水、重水和固态水而遭受侵害。岩石中的毛细管水和重力水属于自由水,当自由水渗漏运动时,就可能使岩面出现水蚀现象。另外,地处阴坡的山体上,积湿现象使岩面上繁殖大量微生物,对存在岩画的表面产生酸解、碱解、络解和还原作用。产生化学作用的主要因素是水、氧、二氧化碳,通过氧化溶解、水化、水解和碳酸化方式进行,导致岩石潮解酥软,留下蚀痕。或者分解岩面,使岩石表面出现粉末状脱落,岩石表层渐渐降低,岩画刻痕越来越浅,最终与岩面齐平,岩画也随之消失。另外,在严冬季节,岩石裂隙水呈固态水存在于岩石内部,因发生冰劈现象而导致岩石裂隙逐渐扩大、加深,最后造成岩石崩解掉块、岩画残破不全。

三、生物风化

岩石和矿物受生长在它上面的动植物影响而发生的破坏作用叫生物风化。生物对岩石的破坏方式既有物理作用的崩解,又有化学作用的分解,但经常是两者的综合作用。

贺兰口岩画保护区生物的物理风化作用,表现为植物生长在岩石裂缝中,其根系逐渐扩大,造成岩石崩裂掉块,从而破坏岩画。

贺兰口沟口外以南、以北的东山坡上,分布着属于夏绿阔叶灌丛植被类型的蒙古扁桃灌丛群系。蒙古扁桃—短花针茅群丛和酸枣灌丛群系酸枣—三芒草十短花针茅群丛两种旱生落叶灌木群落,根系发达,穿透力强,对岩画分布区域的岩石破坏极大,可使凿刻有岩画的石面整体崩裂、移位,后果十分严重(图263)。

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图263 贺兰山贺兰口遭受生物物理分化破坏的岩画

多年来,由于封山禁猎,贺兰山二级保护动物岩羊成群出没在贺兰口岩画区,构成一景,但因其造成的生物物理风化作用也不容忽视。沟内C区岩画分布第7、9、10、12、15地点,成为岩羊早、晚两次成群下山饮水的必经之路,所到之处,从山上蹬下的石块往往砸在岩画分布的石坡上,经常在途经岩画石坡时,将尚未崩裂的石皮踩踏掉片,造成岩画的损坏。

贺兰口岩画保护区生物的化学风化作用,表现在岩面及岩画刻槽中,因微生物析出的有机酸、硝酸和亚硝酸、硫化氢等对岩石的强烈破坏作用,不仅使岩面布满土黄色、褐红色、黑色等所谓“岩漆”,而且会导致浅痕岩画模糊不清,甚至完全消失(图264)。

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图264 贺兰山贺兰口遭受生物化学风化破坏的岩画

岩画的保护,尤其是如何有效防止岩画继续遭受自然风化破坏,至今仍是一个世界性的难题。目前对岩画防止分化破坏的工程技术保护方法主要有以下几种。

一是对可能造成失稳的岩画载体或对可能塌落碰砸岩画的岩石进行加固处理。运用锚杆加固或灌浆加固的方法稳定加固岩体,使不稳定的岩体不再产生崩塌、位移、掉块现象,从而起到保护岩画的作用。

二是对岩画表层进行抗风化处理。运用耐候性、防水性、渗透性和透气性好的表面防水剂,阻断水在岩画载体的风化过程中所起到的主导作用,从而最大限度地减缓岩画表层风化的速度。为了加强岩石内部结构之间、风化层和新鲜面之间的结合度,提高岩石的表面强度,增强岩面的抗风化能力,也可以运用有机树脂类、有机硅类或复合类的表面加固剂,对存有岩画的岩体表面进行喷涂渗透,使之达到岩画岩面强度增高、抗风化能力增强的目的。

三是定期对岩画存在的岩体表面进行清洗。运用机械清洗或人工清洗的方法,清除因受到侵蚀而留在岩画表面的水容性盐、难溶硬壳、灰尘烟垢、地衣植物、霉菌、藻类等有害物质,保持岩面清洁。

在上述三种保护岩画不受自然破坏的方法中,对化学工程方法要采取慎重的态度,应首选材料性能稳定的物理加固方法。对经过科学实验和技术鉴定后批准施用的化学保护剂,要在充分考虑岩画石的物理化学性能的前提下,优选配比科学的材料,并控制施用化学保护剂的部位和面积。