風(fēng)化作用形成的石材表面粗糙失去光澤,石質(zhì)變得疏松,石材表層出現(xiàn)顆粒狀脫落,石材內(nèi)部節(jié)理裂隙擴(kuò)大。風(fēng)化效果的過程比較慢,需要很長時間。歷史遺留下來的石質(zhì)文物受風(fēng)化效應(yīng)影響最大,文物受損嚴(yán)重。因此,石質(zhì)文物的保護(hù)應(yīng)從文物的風(fēng)化形制和風(fēng)化度的分析研究入手。
風(fēng)化作用包括物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化。物理風(fēng)化表達(dá)式主要如下:
沙子吹在石材表面,使石材表面粗糙失去光澤,甚至損壞石材,尤其是石質(zhì)文物的雕塑輪廓,使文物面目全非;溫度變化是物理學(xué)的另一個重要條件風(fēng)化。在溫度交替變化的影響下,自然狀態(tài)下的巖石會熱脹冷縮,導(dǎo)致表面開裂崩解;凍融風(fēng)化也是石材內(nèi)部水分受低溫影響,凍結(jié)后產(chǎn)生膨脹力,造成巖石結(jié)構(gòu)松散,逐漸發(fā)展到表面顆粒脫落。物理學(xué)風(fēng)化是一種機(jī)械風(fēng)化,巖石的化學(xué)成分沒有被改變,沒有新的礦物形成。紫外線對石材顏色的直接作用是使石材褪色,顏色鮮艷的石材會變得暗淡或失去原有的顏色。我們也把紫外線對石材的老化作用歸入物理學(xué)風(fēng)化的范疇。
化學(xué)風(fēng)化指改變巖石化學(xué)成分的自然作用。表現(xiàn)為氧化、溶解、水解和水合。化學(xué)風(fēng)化來自原巖外部的物質(zhì),如氧氣、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,以空氣或水為介質(zhì),與巖石中的活性化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng),生成新的礦物成分。
生物風(fēng)化作用是指生物活動對巖石的破壞,一方面造成巖石的機(jī)械破壞。如根系生長對巖石的壓力可使根系深入巖石裂縫,劈開巖石;另一方面,植物根系分泌的有機(jī)酸也能使巖石分解破壞。這種現(xiàn)象多發(fā)生在露天大型石質(zhì)文物上。另外,植物和藻類的生死分解可以形成腐植酸,這種酸對巖石的分解能力很強(qiáng)。