CN114907141A - 一种硅化木保护保育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅化木保护保育方法，包括以下步骤：S1、机械清理：采用机械工具去除硅化木表面和缝隙中的浮土、尘埃、碎屑和杂草，并收集硅化木碎片，以便后期的原位复原；S2、清洗：对硅化木表面进行清洗，恢复硅化木的原始面貌；S3、化学清理：将有机溶剂涂刷在硅化木表面，去除硅化木的保护层和附着物；S4、固化处理：对硅化木疏松、易碎、风化严重的地方进行加固处理，并对步骤S1收集的碎片进行识别和复原，以及充填硅化木的裂缝；S5、美学修复：使用含颜料的溶液进行颜色修复；S6、防水处理：在硅化木表面喷涂防水溶液。本发明所述保育方法能够减缓硅化木化石自然侵蚀的速度、能够防止植物、泥土对硅化木化石的损坏和腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及硅化木化石保护技术领域，具体涉及一种硅化木保护保育方法。
背景技术
硅化木(fossil wood)又称木化石，是指地质时期树木被深埋地下，树干周围的化学物质在地下水的作用下进入到树木内部，替换原来的木质成分，保留树木的形态，经过长期地质石化作用形成的树木茎干、枝、根的遗体或遗迹。
化石保护和保育对于开展硅化木的科学研究、科普教育和合理利用具有十分重要的作用。现有硅化木存在问题：
(1)发掘后的硅化木因自然条件以及人为因素的影响，存在着先天完整度不高(在形成过程中受各种地质运动造成的挤压，剪切等应力作用下破坏)，受自然侵蚀严重(包括风化，水蚀，微生物作用，污染物作用)，以及遭受到人为破坏的问题，硅化木化石的现存状况令人堪忧。
(2)现国内没有成型的硅化木保护方法和论文可供参考，在现有存储基础上采取不正当(喷漆、涂料等)的保护措施，对硅化木产生较大次生伤害。
因此，有必要针对硅化木的损伤研发一种科学正确的保育方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅化木保护保育方法，该保育方法能够减缓硅化木化石自然侵蚀的速度、能够防止植物、泥土对硅化木化石的损坏和腐蚀。
本发明通过下述技术方案实现：
一种硅化木保护保育方法，包括以下步骤：
S1、机械清理：采用机械工具去除硅化木表面和缝隙中的浮土、尘埃、碎屑和杂草，并收集硅化木碎片并标记，以便后期的原位复原；
S2、清洗：对硅化木表面进行清洗，恢复硅化木的原始纹理和色彩；
S3、化学清理：将有机溶剂涂刷在硅化木表面，去除硅化木的保护层和附着物；
S4、固化处理：对硅化木疏松、易碎等风化严重的地方进行加固支护处理，并对步骤S1收集的碎片进行识别和复原，以及充填硅化木的裂缝；
S5、美学修复：使用含天然化石颜料的溶液进行颜色修复；
S6、防水处理：在硅化木表面均匀喷涂专用化石防水溶液。
本发明所述的保育方法依次对硅化木进行清理清洗、固化、美学修复和防水处理，其中，清理清洗能够去除硅化木表面的杂质，露出原始面貌和清晰的纹理，以便于后续的固化处理，所述固化处理能够使硅化木疏松、易碎、风化严重的地方实现团结，且恢复碎片和清楚裂缝；美学修复能够恢复颜色，保持硅化木的整体观瞻性；防水处理为：将防水溶液用毛刷刷涂或气雾喷涂方式均匀地覆盖在硅化木表面，形成透明保护“膜”，防止雨水渗到裂缝中冲刷和浸泡硅化木，同时该涂层具有透气性，化石能与外部水汽交换，有效减缓其风化的速度，以便长久的保护。
本发明通过依次对硅化木进行清理清洗、固化、美学修复和防水处理，极大的减缓了硅化木化石因自然侵蚀严重(包括风化，水蚀，微生物作用，污染物作用)的速度，且对周边植物的生长具有较好的抑制作用，有效的防止了植物、泥土对化石的损坏和腐蚀。
本发明所述保护保育方法能最大限度还原硅化木化石本色，有效减缓硅化木化石风化，且本套保护保育方法可适用于观赏性硅化木化石和研究性硅化木化石。
进一步地，步骤S1中，所述机械工具包括毛刷、钢刷、刮刀、吹尘球和镊子，上述机械工具的次生伤害程度小。
进一步地，步骤S2中，硅化木清洗采用的试剂包括去离子水、无水乙醇和过氧化氢溶液，上述试剂具有可逆性，且为环保材料。
进一步地，步骤S3中，有机溶剂包括无水乙醇、过氧化氢溶液、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜和氯仿；上述有机溶剂次生伤害程度较小，采用材料具易挥发性质，经过处理后不发生材料残留在化石上的情况。
进一步地，步骤S4中，加固处理为采用硅基丙烯酸乳液分多次处理，硅基丙烯酸乳的浓度依次递增浓度区间为5％～30％。
硅基丙烯酸乳液通过注射的方式缓慢多次注入，使得化石内部充分粘合，加固化石内部。
进一步地，步骤S4中，碎片进行识别和复原为：
在机械清理过程中收集的硅化木碎片，将其清洗好化石粘接面，用液态粘合剂粘接到原始部位，所述液态粘合剂包括丙烯酸酯粘合剂和环氧树脂粘合剂。
所述丙烯酸酯粘合剂和环氧树脂粘合剂均可通过市售获得。丙烯酸酯粘合剂和环氧树脂粘合剂具有可逆性，可通过物理方式清理掉粘合剂，方便引入新方法后再处理。
进一步地，当环境温度低时，将液态粘合剂预热至15℃～25℃后再用于碎片粘接。
进一步地，步骤S4中，充填硅化木裂缝所用的充填剂为硅酸盐水硬性胶凝、石英砂与蒸馏水的混合物；上述充填剂具有可逆性，可通过物理方式清理掉粘合剂，方便引入新方法后再处理。
所述充填剂可根据裂缝的大小调节各个物质的比例。
进一步地，步骤S5中，含天然化石颜料的溶液为颜料、40％浓度的硅基丙烯酸乳液和蒸馏水的混合物。
使用各石材研磨后的天然色粉，不产生次生伤害，色彩于化石原生色彩吻合，上色后纹理契合，添加硅基丙烯酸乳液的目的在于适用于室外露天保存的硅化木化石上色后，对色彩修复区域的防水处理，以免短时间褪色造成色差，影响观瞻性。
所述颜料和硅基丙烯酸乳液均可通过市售获得，且所述颜料为硅化木化石专用颜料。
进一步地，步骤S6中，化石专用防水溶液为防水剂、丙烯酸乳液与去离子水的混合溶液。
所述防水剂、丙烯酸乳液均可通过市售获得，所述防水剂为硅化木化石专用防水剂，硅化木化石专用防水剂为基于高分子量聚硅氧烷的低分子硅氧烷硅烷混合型无溶剂乳液。
化石专用防水溶液能够形成透明、防水、透气的拒水涂层，有效抵御自然降雨、积水，表面具有荷叶效应，降雨直接疏导至地面，积水可自然蒸发。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明所述保育方法不仅能够修复受损侵蚀的硅化木，且能够修复后减缓硅化木化石自然侵蚀的速度。
2、本发明修复后的硅化木对周边植物的生长具有较好的抑制作用，有效的防止了植物、泥土对化石的损坏和腐蚀。
3、本发明首次提出了硅化木化石的保育方法，为硅化木的保护提供了技术支撑。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的工艺流程图；
图2为1号硅化木保育前的图片；
图3为1号硅化木保育后的图片；
图4为2号硅化木保育前的图片；
图5为2号硅化木保育后的图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1所示，一种硅化木保护保育方法，包括以下步骤：
S1、机械清理：采用机械工具去除硅化木表面和缝隙中的浮土、尘埃、碎屑和杂草，并收集硅化木碎片，所述机械工具包括毛刷、钢刷、刮刀、吹尘球和镊子；
机械清理时，控制好纹理方向和力度，防止破坏化石的结构；化石风化散落，要及时捡出碎片并标记位置，以便粘回原位；
S2、清洗：对硅化木表面进行清洗，恢复硅化木的原始面貌，硅化木清洗采用的试剂包括去离子水、无水乙醇和过氧化氢溶液，具体选用哪个试剂根据实际保育的硅化木进行选择；
S3、化学清理：将有机溶剂涂刷在硅化木表面，去除硅化木的保护层和生物等附着物；有机溶剂包括无水乙醇、过氧化氢溶液、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜和氯仿，具体选用哪个有机溶剂根据实际保育的硅化木进行选择；
S4、固化处理：对硅化木疏松、易碎、风化严重的地方进行加固处理，并对步骤S1收集的碎片进行识别和复原，化石残片复原归位前需保持化石残片粘接面的和清洁和干燥，以及充填硅化木的裂缝；
其中，加固处理为采用硅基丙烯酸乳液分多次处理，硅基丙烯酸乳的浓度依次递；
其中，碎片进行识别和复原为：
在机械清理过程中收集的硅化木碎片，将其清洗好后用液态粘合剂粘接到原始部位，所述液态粘合剂包括丙烯酸酯粘合剂和环氧树脂粘合剂；
当环境温度低时，将液态粘合剂预热至15℃～25℃后再用于碎片粘接；
其中，充填硅化木裂缝所用的充填剂为硅酸盐水硬性胶凝、石英砂与蒸馏水的混合物；
S5、美学修复：使用含颜料的溶液进行颜色修复；含颜料的溶液为硅化木专用颜料、40％浓度的硅基丙烯酸乳液和蒸馏水的混合物；
S6、防水处理：在硅化木表面喷涂防水溶液，防水溶液为硅化木专用防水剂(基于高分子量聚硅氧烷的低分子硅氧烷硅烷混合型无溶剂乳液)、丙烯酸乳液与去离子水不同比例进行配比调配出适应硅化木所在地环境的混合防水乳液，进行有效防水处理；
具体地：将混合溶液用毛刷均匀地刷在硅化木表面，形成透明保护膜，防止雨水渗到裂缝中冲刷和浸泡硅化木，减缓其风化的速度，以便长久的保护。
为了更好的说明书本发明的保育方法，以下采用几个具体案例进行说明：
1号硅化木：
1号硅化木呈直立状态，高：1.639米、平均直径：0.871米。主要问题在于表面粉质脱落形成凹腔、水蚀、底部灌溉水浸泡，保育重点为：纵向裂隙胶体填充、凹腔固体填充剂支护、顶部空腔固体填充剂填充、防护防水剂喷涂、化石陈列水泥基座与化石衔接面重点防水。
对1号硅化木的保育措施包括以下几个步骤：
①机械清理：对此直立硅化木整个表面进行粘土和土壤沉积物的机械清理，将松动的硅化木碎片收集到一个硅胶碗里以便后期的原位复原。
②纯水清理：用蒸馏水刷洗此直立状的硅化木，将沉积的粘土清洗干净。
③化学清理：化学清洗应用于硅化木的表面较难清理的生物活动残留物，主要用无水乙醇试剂及过氧化氢溶液，辅以丙酮试剂处理油漆残留等。
④表面加固：仔细观察后，为了更加的稳定，用硅基丙烯酸乳液溶液分四次，浓度依次递增(首次根据裂隙深度及宽度，选用5％-10％浓度)注入此株直立树干的缝隙里。
⑤碎片识别和粘接：在机械清理过程中收集的化石碎片，将其清洗好后用丙烯酸酯液态粘合剂及环氧树脂液态粘合剂粘接到原始的部位。
⑥充填缝隙：用硅酸盐水硬性胶凝、石英砂与蒸馏水混合填充裂缝，其中，硅酸盐水硬性胶凝、石英砂与蒸馏水的质量比为2:2:1。
⑦美学色彩恢复：使用化石专用颜料与40％浓度的硅基丙烯酸乳液兑蒸馏水混合进行颜色修复，物料配比可自行调节，本次采用的是化石专用颜料、40％浓度的硅基丙烯酸乳液和蒸馏水的质量比为2:2:5。
⑧表面加固和防水：使用化石专用防水剂、丙烯酸乳液与蒸馏水按一定比例混合，均匀喷涂于化石表面，物料配比可自行调节，本次采用的是化石专用防水剂、丙烯酸乳液与蒸馏水的质量比为3:3:5。
1号硅化木保育前和保护后的图片分别如图2和图3所示。
保育工作6个月后对硅化木进行观察
保存阶段的效果良好：①机械清理使化石树木的特征再次显现，化石树干主要特征清晰；②对曾经化石挖掘后做防护所使用的化学物质进行化学清洗有效；③硅化木表面裂缝处理后稳定；④硅化木的表面固结处理效果良好。
效果：保育效果明显，固结效果较好，对硅化木化石碎块的粘结比较细致，经过几个月未见硅化木周边再有新的掉块；表面防水、防风化处理合理，本次所使用的材料适用射洪硅化木；经过本次保育，对周边植物的生长具有较好的抑制作用，有效的防止了植物、泥土对化石的损坏和腐蚀。
2号硅化木：
某遗址馆内保存硅化木实例：
硅化木出土坑：直径4.58米：平均出土高度0.45米，出土为树木根部，直立存放，共14段散落分布。主要问题在于遭受风化剥蚀，破碎严重，表面青苔覆盖严重，表面有黑色油漆物质，均不同程度出现表面粉质脱落，表面大量凹槽堆积污物，残片数量大。
保育重点为：机械清理，胶体固化填充、块状脱落区域美学修复以及馆内水体易浸泡处防水喷涂。
对2号硅化木的保育措施包括以下几个步骤：
①机械清理：对此硅化木整个表面进行粘土和粉尘状物质的机械清理，所有空腔内污物清理，标记松动化石区域及残片收集。
②纯水清理：用蒸馏水刷洗此直立状的硅化木，将沉积的粘土清洗干净，同时针对底部松动位置清理预固结面，以便固结剂粘附。
②化学清理：化学清洗应用于硅化木的局部表面，主要用无水乙醇试剂。局部区域有褐色和黑色油漆物质，采用丙酮等试剂进行密封注射清理。
④表面加固：仔细观察后，为了更加的稳定，用硅基丙烯酸乳液溶液分四次，浓度依次递增(首次根据裂隙深度及宽度，选用5％-10％浓度)注入此株直立树干的缝隙里。
⑤碎片识别和粘接：在机械清理过程中收集的化石碎片，将其清洗好后用丙烯酸酯液态粘合剂及环氧树脂液态粘合剂粘接到原始的部位。
⑥充填缝隙：用硅酸盐水硬性胶凝、石英砂与蒸馏水混合填充裂缝，对松动区域底部进行支护加固，防止其继续风化后，软弱层剥离主体造成化石整体位移带来的伤害，其中，硅酸盐水硬性胶凝、石英砂与蒸馏水的质量比为2:2:1。
⑦美学色彩恢复：使用化石专用颜料与40％浓度的硅基丙烯酸乳液兑蒸馏水混合进行颜色修复，物料配比可自行调节，本次采用的是化石专用颜料、40％浓度的硅基丙烯酸乳液和蒸馏水的质量比为2:2:5。
⑧表面加固和防水：使用化石专用防水剂、丙烯酸乳液与蒸馏水按一定比例混合，均匀喷涂于化石表面，物料配比可自行调节，本次采用的是化石专用防水剂、丙烯酸乳液与蒸馏水的质量比为3:3:5。
2号硅化木保育前和保护后的图片分别如图4和图5所示。
保育工作6个月后对硅化木进行观察：
保存阶段的效果良好：①机械清理使化石树木的特征再次显现，化石树干主要特征清晰；②对曾经化石挖掘后做防护所使用的化学物质进行化学清洗有效；③硅化木表面裂缝处理后稳定；④硅化木的表面固结处理效果良好。
效果：保育效果明显，固结效果较好，对硅化木化石碎块的粘结比较细致，经过几个月未见硅化木周边再有新的掉块；表面防水、防风化处理合理，本次所使用的材料适用射洪硅化木；经过本次保育，对周边植物的生长具有较好的抑制作用，有效的防止了植物、泥土对化石的损坏和腐蚀。
综上，本实施例所述保育方法通过依次对硅化木进行清理清洗、固化、美学修复和防水处理，极大的减缓了硅化木化石因自然侵蚀严重(包括风化，水蚀，微生物作用，污染物作用)的速度，且对周边植物的生长具有较好的抑制作用，有效的防止了植物、泥土对化石的损坏和腐蚀。
并且，本实施例使用的防水溶液为硅化木专用防水剂、丙烯酸乳液与去离子水配比的一种化石混合防水剂，具有环保、不产生二次伤害、使用周期长的优点，促进硅化木化石保护保育的可持续发展。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅化木保护保育方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、机械清理：采用机械工具去除硅化木表面和缝隙中的浮土、尘埃、碎屑和杂草，并收集硅化木碎片并标记；
S2、清洗：对硅化木表面进行清洗，恢复硅化木的原始纹理和色彩；
S3、化学清理：将有机溶剂涂刷在硅化木表面，去除硅化木的保护层和附着物；
S4、固化处理：对硅化木风化严重的地方进行加固支护处理，并对步骤S1收集的碎片进行识别和复原，以及充填硅化木的裂缝；
S5、美学修复：使用含天然化石颜料的溶液进行颜色修复；
S6、防水处理：在硅化木表面均匀喷涂专用化石防水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S1中，所述机械工具包括毛刷、钢刷、刮刀、吹尘球和镊子。
3.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S2中，硅化木清洗采用的试剂包括去离子水、无水乙醇和过氧化氢溶液。
4.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S3中，有机溶剂包括无水乙醇、过氧化氢溶液、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜和氯仿。
5.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S4中，加固处理为采用硅基丙烯酸乳液分多次处理，硅基丙烯酸乳的浓度依次递增，硅基丙烯酸乳的浓度为5％～30％。
6.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S4中，碎片进行识别和复原为：
在机械清理过程中收集的硅化木碎片，将其清洗好化石粘接面，用液态粘合剂粘接到原始部位，所述液态粘合剂包括丙烯酸酯粘合剂和环氧树脂粘合剂。
7.根据权利要求6所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，当环境温度低时，将液态粘合剂预热至15℃～25℃后再用于碎片粘接。
8.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S4中，充填硅化木裂缝所用的充填剂为硅酸盐水硬性胶凝、石英砂与蒸馏水的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S5中，含天然化石颜料的溶液为颜料、40％浓度的硅基丙烯酸乳液和蒸馏水的混合物。
10.根据权利要求1所述的一种硅化木保护保育方法，其特征在于，步骤S6中，专用化石防水溶液为防水剂、丙烯酸乳液与去离子水的混合溶液。
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| JPH08336813A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Genkouji Bunkazai Kenkyusho | 出土品および屋外にある文化財の保存処理方法 |
| CN104910793A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-09-16 | 江苏理工学院 | 一种水性化石防老化涂料及其制备方法 |
| CN112210238A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-12 | 广东潮鑫建设工程有限公司 | 一种文物保护修复补配色方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH08336813A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Genkouji Bunkazai Kenkyusho | 出土品および屋外にある文化財の保存処理方法 |
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| CN112210238A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-12 | 广东潮鑫建设工程有限公司 | 一种文物保护修复补配色方法 |
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| Title |
|---|
| 席书娜等: "硅化木保护保育方法探讨与实践——以四川射洪硅化木国家地质公园为例", 《四川地质学报》 * |
| 李滢: "北京延庆上侏罗统土城子组二段沉积环境和硅化木保存分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
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