吳官屯石窟A區(qū)病害調(diào)查及保護(hù)研究

閆宏彬，富中華，康敬亭

（1.云岡石窟研究院，山西 大同 037000；2.山西大同大學(xué)物電學(xué)院，山西 大同 037009）

一、吳官屯石窟簡介

吳官屯石窟位于山西省大同市吳官屯村西，東距離舉世聞名的云岡石窟僅4公里，屬于市級文物保護(hù)單位。該石窟的窟龕形制、造像組合、題材及風(fēng)格與云岡石窟相近，較為典型的龕形是北魏較普遍的圓拱形和盝形，可能是由下層官僚和平民開鑿。[1](P70)吳官屯石窟也因此被稱作云岡石窟的“姊妹窟”。

吳官屯石窟坐北朝南，東西長約200m?，F(xiàn)存窟龕32個(gè)，多為小型窟龕。整個(gè)石窟依山而建，最高的石窟距離地面約達(dá)8m，距離地面最低的石窟只有30多cm，幾乎每個(gè)窟龕內(nèi)都有不同規(guī)格造型的佛教造像，總計(jì)三四百余，最高的佛像大約有1m多高，最低的佛像僅僅有3cm，造像人物包含佛、菩薩、弟子、護(hù)法等，在一些石龕上，還刻有飛天造像。

吳官屯石窟歷經(jīng)千余年的風(fēng)雨侵蝕，風(fēng)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，大多佛像幾乎看不見本來面目，只剩下大體輪廓。除了自然病害之外，也存在人為破壞，當(dāng)?shù)厝藶榱吮Ｗo(hù)佛像，用水泥和膠泥將佛像重塑，導(dǎo)致了文物的進(jìn)一步破壞。1996年，吳官屯石窟被公布為首批市級文物保護(hù)單位。2009年以來，109國道的建成及通車，使吳官屯石窟的破壞情況進(jìn)一步加劇，在國道修建的過程中，忽視了文物保護(hù)的重要性，使吳官屯石窟離距離國道不足兩米；地面增高數(shù)米，其中，A區(qū)的窟1、窟2幾近被地基掩埋。2010年之前，109國道是晉煤外運(yùn)的主干道，過往車輛產(chǎn)生的煤灰、粉塵對石窟造成極其嚴(yán)重的破壞。2011年8月中旬，云岡石窟研究院開始正式接管并保護(hù)吳官屯石窟，改善了吳官屯石窟周邊地區(qū)臟亂差的環(huán)境狀況，推倒了影響石窟整體面貌的磚墻，為石窟遺址換上了鐵藝圍欄，之后又派出文物保護(hù)人員對吳官屯石窟進(jìn)行看護(hù)。但是，要從根本上解決吳官屯石窟的保護(hù)問題，必須對其進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查和深入的研究。

二、吳官屯石窟A區(qū)病害調(diào)查

2017年4月，云岡石窟研究院與山西大同大學(xué)的相關(guān)人員組成聯(lián)合調(diào)查小組，對吳官屯石窟的病害情況進(jìn)行了調(diào)查。為了行文方便，將吳官屯石窟分為自東向西的A、B、C、D、E、F六個(gè)區(qū)域，其中，A區(qū)保存最為完整，此次病害調(diào)查針地A區(qū)展開。A區(qū)總長7m，高1.92m，是整個(gè)吳官屯石窟保存最為完好的一部分，該區(qū)域的佛教造像數(shù)量大，規(guī)格完整，具有重要的歷史文化研究價(jià)值。A區(qū)域又可劃分為窟1、窟2、龕1、龕2、龕3、龕4、龕5共七個(gè)部分。

圖2.1 A區(qū)立面圖

（一）窟1病害 窟1為方形石窟，長為95cm，高為115cm，進(jìn)深為116cm，洞窟內(nèi)佛造像已無存，殘留若干現(xiàn)代瓷質(zhì)造像及其它雜物。主要病害有表面污染、泛鹽、風(fēng)化及裂隙。洞窟正面被大量煤灰覆蓋，污染面積約1.3m2，約占洞窟面積的10%。表面泛鹽位于洞窟正面左上方，面積約0.6m2，約占洞窟總面積的4%。洞窟左右兩側(cè)各有一條裂隙，左側(cè)中部的裂隙病害較為嚴(yán)重，最窄處約為0.2cm，最寬處約為3cm，長度約156cm。洞窟右側(cè)右上部位的裂隙相對較輕，均寬為0.3cm，長度為37cm。

（二）窟2病害 從正面看，窟2上部分為梯形，下部分為方形，上窄下寬，上部分為露出地面的部分，進(jìn)深相同。上寬為146cm，下寬為167cm，整體高為132cm，露出地面的部分高為34cm，進(jìn)深為48cm。窟2現(xiàn)存佛造像12尊，分為上下兩部分，下部有兩個(gè)主佛像壁龕，分別位于洞窟正面和洞窟左側(cè)，洞窟正面主龕有兩個(gè)副龕，洞窟左側(cè)有1個(gè)副龕，共5尊佛像，上部分為佛家弟子造像，共計(jì)7尊小佛像，洞窟右側(cè)無造像。

窟2主要病害有大氣及粉塵污染、人為刻畫及修補(bǔ)、表面泛鹽、殘缺、風(fēng)化及裂隙?？?的大氣及粉塵污染的程度最為嚴(yán)重，面積約2.1m2，占整個(gè)洞窟面積的30%。表面泛鹽主要位于洞窟左側(cè)，是由于該洞窟左側(cè)裂隙密布，在石窟內(nèi)部形成貫通的滲水系統(tǒng)，洞窟頂部的雨水?dāng)y帶可溶鹽通過滲水網(wǎng)進(jìn)入洞窟內(nèi)部，在洞窟表面形成鹽漬，鹽漬主要分布在裂隙附近，表面泛鹽的面積約為1.2m2，約占該洞窟總面積的25%。不當(dāng)修補(bǔ)位于洞窟的右側(cè)的中間部位，與原洞窟形成鮮明的對比，是后人為保護(hù)洞窟，進(jìn)行不規(guī)范的操作所形成的的，病害較為嚴(yán)重，不當(dāng)修補(bǔ)的形狀相當(dāng)于矩形，長約為60cm，寬約為15cm，面積約為0.09m2。層間裂隙位于洞窟左側(cè)和洞窟正面的中間部位，有上下兩條，兩條裂隙的成因相似，都是由于自然風(fēng)化，加之雨水溶蝕，石材沿著自身的文理發(fā)育，形成較淺的裂隙，這兩條裂隙的寬度都在0.2厘米左右，長度約220cm。構(gòu)造裂隙位于洞窟左側(cè)中右部位，是由于石材結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而引起的變形，裂隙的上部分較深，深入石材內(nèi)部，寬度較大，寬約2cm，下半部分較淺，寬度較小，寬約1cm，整條裂隙長約為140cm。

（三）龕1病害 龕1為小型的矩形佛龕，寬為85cm，長為103cm，整個(gè)佛龕分為三個(gè)部分，主佛像龕，副佛像龕，弟子龕。主佛像龕寬為39cm，長為43cm，內(nèi)有一尊佛像，在佛像兩邊有兩個(gè)大小相等的副佛像龕，副佛像龕寬為20cm，長為32cm。每個(gè)佛龕各有一尊佛像，在龕1的頂部有一處弟子龕，內(nèi)有9名弟子像。主佛像龕中的佛像除了頭部缺失外，其余地方相對保存較好，佛像的衣服紋飾仍清晰可見，但在佛像的合手處有一處殘缺。副佛像龕中的佛像同樣缺失頭部，但兩尊佛像的的形體姿態(tài)仍可看出。弟子龕的多名弟子僅剩9尊，其余多處弟子像由于自然風(fēng)化的原因，基本辨別不出來。

龕1的病害主要在于自然風(fēng)化，其中佛龕的上部與下部最為嚴(yán)重。佛龕的下半部分附著厚厚的煤灰，屬于大氣及粉塵污染。龕1共有三條層間裂隙，弟子龕上下各有一條，副佛像龕與主佛像龕下部橫穿一條裂隙。龕1表面泛鹽不明顯，該病害位于弟子龕右側(cè)。主佛像龕的頭部缺失嚴(yán)重，是在人為破壞的基礎(chǔ)上，再風(fēng)化所形成的。大氣及粉塵污染主要在龕1的下半部位，尤其在主佛像龕的佛像的基座處，煤灰層最厚，大氣及粉塵污染的病害面積約0.25m2。第一條層間裂隙位于弟子龕上部，與地面幾乎平行，裂隙的寬度約為0.2cm，裂隙的長度約為90cm，第二條層間裂隙位于弟子龕的下部，相切于主佛像龕的頂部，裂隙的寬度約為0.5cm，裂隙的長度約為120cm，第三條層間裂隙位于兩個(gè)副佛像龕的下部，主佛像龕的中部，裂隙較長，寬度較淺，走勢不明顯，該條裂隙的寬度為0.2cm，長度約為150cm，其中第一條與第二條裂隙是由于石質(zhì)本身的構(gòu)造發(fā)生改變造成的，第三條是由于自然風(fēng)化，風(fēng)和雨沿著石材的紋路所侵蝕成的裂隙。表面泛鹽位于弟子龕的右側(cè)，分布范圍較小，表面覆蓋層較淺，便面泛鹽的面積約0.05m2。

圖2.2 龕1正面

（四）龕2病害 龕2為小型矩形佛龕，寬為87cm，長為124cm，整個(gè)佛龕分為8個(gè)部分，一個(gè)主佛像龕，六個(gè)副佛像龕，一個(gè)弟子龕，主佛像龕的寬為41cm，長為62.5cm。主佛像龕有一尊佛像，左上龕有一尊佛像，剩下的副龕都是兩尊佛像，弟子龕共有12名弟子像。主佛像龕的佛像大部分已經(jīng)殘缺，只剩下佛像的外型輪廓，左上副龕缺少一尊佛像，左中、左下，右中、右下的副龕保存完好，弟子龕上半部分還能看清楚，下半部分已經(jīng)消失。

龕2的病害主要有大氣及粉塵污染、局部缺失、構(gòu)造裂隙、表面泛鹽、表面粉化剝落。大氣及粉塵污染位于主佛像龕的下部，病害面積約0.04m2。局部缺失位于主佛像龕的佛像身上，病害面積約0.06m2。構(gòu)造裂隙位于整個(gè)佛龕的下部，寬度約為0.5cm，長度約80cm。表面泛鹽位置分散，病害程度較輕，面積約0.01m2。表面粉化剝落位于左上副龕與弟子龕左側(cè)，面積約0.02m2。

圖2.3 龕2正面

（五）龕3病害 龕3分為左右兩部分，全長1.58m，高0.48m，總面積約為0.76m2。龕3內(nèi)有六個(gè)較為完整的小龕，龕內(nèi)各有一坐佛。其中左一龕和左二龕的龕楣均雕有供養(yǎng)人像。左二龕可見尖拱龕楣。造像風(fēng)化較為嚴(yán)重，只留下模糊的身軀輪廓。該龕整體保存狀況不佳，風(fēng)化很嚴(yán)重，大面積分布著嚴(yán)重的大氣及粉塵污染與鹽害，還有著明顯的人為破壞痕跡。該龕的主要病害類型有：大氣及粉塵污染、表面泛鹽、層間裂隙、淺表性裂隙、表面片狀剝落、人為污染、局部缺失。層間裂隙主要集中于龕3右半部，調(diào)查共發(fā)現(xiàn)三處，總長度約為100cm。典型的一處病害位于龕3右上方，為一條長約40cm的層間裂隙。該裂隙沿著巖石肌理發(fā)育，病害程度一般。

圖2.4 龕3層間裂隙

大氣及粉塵污染附著于龕3內(nèi)石質(zhì)造像表面的大部分區(qū)域，覆蓋面積較廣，病害程度較嚴(yán)重，總面積約為0.55m2。人為污染。該病害主要位于龕3中部，為一紅色油漆書寫的“佛”字，總面積大約為0.04m2。表面泛鹽。該病害在龕3區(qū)域內(nèi)伴生于大氣及粉塵污染病害，并且分布廣泛，病害程度較為嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行處理?？偯娣e約為0.33m2。

（六）龕 4病害 龕 4長 1.35m，高 1.38m，總面積約為1.45m2。龕4分為左右兩部分，右半部分長 0.53m，高 0.6m，左半部分長 0.82m，高 1.38m。兩龕因同在一龕楣下而被劃分為同一個(gè)龕。左龕可見上下重龕，其上層龕龕頂略作圓拱形，內(nèi)雕一交腳彌勒菩薩像，左手下垂置于體側(cè)，右手上舉，體態(tài)依稀可見。下層龕形制為近方形，上有尖拱門楣，龕內(nèi)雕刻釋迦多寶二佛并坐像。上下兩層龕楣均雕供養(yǎng)人群像，具體數(shù)目已不清晰。左龕的左右兩側(cè)各鑿出對稱的三層小龕，小龕中均雕二立人或二立菩薩像。右半部分共有四小龕，龕內(nèi)各有一座坐佛像。龕4內(nèi)全部造像的面部、四肢均風(fēng)化比較嚴(yán)重，模糊不清，只留下身軀輪廓。該龕整體結(jié)構(gòu)保存完整，但風(fēng)化較為嚴(yán)重，有較為明顯的表面泛鹽病害。龕中部上方接近龕楣的位置有大面積局部缺失，并伴有大面積的大氣及粉塵污染。除此之外整個(gè)龕還有嚴(yán)重的粉塵污染，分布范圍較廣。該龕的主要病害類型有：大氣及粉塵污染、表面泛鹽、層間裂隙、表面片狀剝落、斷裂、鱗片狀風(fēng)化剝落、局部缺失。層間裂隙在龕4有兩處，總長度約為83cm，病害程度較為嚴(yán)重，但石質(zhì)文物整體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。局部缺失主要分布在龕4中部龕楣下方，面積較大，病害程度嚴(yán)重，并伴有大面積的大氣及粉塵污染?？偯娣e約為0.058m2。

表面片狀剝落在龕4內(nèi)多處發(fā)生，主要集中在龕4左半部分下層龕中兩對坐造像的底部，可見有較大面積的巖石表面片狀剝落，病害程度一般，總面積大約為 0.053m2。

圖2.5 龕4表面片狀剝落

大氣及粉塵污染附著于龕4石質(zhì)造像表面大部分區(qū)域，尤其是石質(zhì)文物局部缺失的部分，病害程度較嚴(yán)重，總面積約為0.73m2。建議及時(shí)進(jìn)行表面清洗。斷裂。龕4左半部分中上層龕的頂部有一條明顯的斷裂，大約8cm長，病害程度嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)及時(shí)修補(bǔ)。

（七）龕 5病害 龕 5長 0.94m，高 1.33m，總面積約為1.5m2。龕5中央主龕內(nèi)雕一坐佛，其左手下垂置于體側(cè)，右手部位缺失。主龕龕頂略圓，龕飾為寶帳式。龕楣分為上下兩層，上層雕供養(yǎng)人群像，數(shù)量不甚清晰；下層雕過去七佛，造像數(shù)量依稀可見。主龕左右兩側(cè)鑿出互為對稱的三層小龕，小龕中各雕一立人或菩薩像。龕5其造像風(fēng)化程度較為嚴(yán)重，除龕中央主佛像之外，其余石質(zhì)文物造像均只留下模糊的身軀輪廓。

該龕整體結(jié)構(gòu)保存較為完整，但風(fēng)化嚴(yán)重，有較為明顯的表面泛鹽病害。其左半部為明顯的水泥人工修補(bǔ)痕跡。該龕的主要病害類型有：表面泛鹽、人工修補(bǔ)、局部缺失、表面片狀剝落。人工修補(bǔ)集中分布于主龕內(nèi)造像之上，有4處明顯的人工開鑿圓形坑，形狀大小類似，共5個(gè)，總面積約為0.005m2。水泥修補(bǔ)。龕 5左側(cè)被水泥抹平大約 4.5cm寬的一條，剩余露出部分也被部分水泥痕跡污染。病害總面積約為0.2m2。

圖2.6 龕5人工修補(bǔ)

圖2.7 龕5水泥修補(bǔ)

表面片狀剝落主要分布在龕5中主像下方，尤其是主龕造像底部，病害程度較為嚴(yán)重。總面積約為0.13m2。表面泛鹽。該病害嚴(yán)重程度一般，主要分布于龕5中央的頂部區(qū)域，總面積大約為0.08m2。局部缺失主要集中分布于主龕的造像之上，造像的頭部、左手部有明顯的缺失，病害程度一般?？偯娣e約為0.05m2。大氣及粉塵污染。該病害主要集中分布于主龕的造像及其周圍，以及龕右半部分的三層小龕處。病害程度一般?？偯娣e約為0.5m2。

三、吳官屯石窟A區(qū)病害成因分析及保護(hù)方法探討

（一）病害成因分析

1.煤塵污染

運(yùn)煤車輛帶來的揚(yáng)塵和煤灰污染是導(dǎo)致吳官屯石窟大氣及粉塵污染病害的直接原因。大同干燥且常年多風(fēng)，又是一個(gè)以煤礦產(chǎn)業(yè)為主的工業(yè)城市，運(yùn)煤車輛及吳官屯地區(qū)的風(fēng)沙引發(fā)的揚(yáng)塵尾氣、煤灰以及石窟附近范圍內(nèi)的民用燃煤與工礦企業(yè)的存在，都是吳官屯石窟周邊自然環(huán)境惡化的因素。需要強(qiáng)調(diào)的是，吳官屯石窟距離109國道僅十幾米，石窟內(nèi)的佛龕石雕與轟然飛馳的運(yùn)煤車輛僅僅隔著一道無法起到保護(hù)作用的鐵欄桿，汽車揚(yáng)塵、尾氣及粉塵污染嚴(yán)重，往來載重?cái)?shù)十噸的重型運(yùn)煤車輛使石窟處于不間歇的震動之中，加速了吳官屯窟內(nèi)石質(zhì)文物的老化速度。

2.風(fēng)沙侵蝕

風(fēng)沙侵蝕對吳官屯石窟內(nèi)石質(zhì)文物的破壞作用也不容小覷。大同地區(qū)風(fēng)沙較大，吳官屯石窟直面109國道，洞窟和石雕造像沒有屏障和遮擋，其所受到的風(fēng)力大且直接。此外，吳官屯石窟周邊環(huán)境綠化面積小，又有來往運(yùn)煤車輛產(chǎn)生的揚(yáng)塵尾氣及煤灰，導(dǎo)致吳官屯石窟的洞窟與石雕被風(fēng)攜帶的石質(zhì)顆粒和塵垢不斷吹蝕、磨蝕，造成石雕造像表層的磨損與石質(zhì)成分的損失，最終使得石質(zhì)文物嚴(yán)重風(fēng)化，窟龕之內(nèi)的造像模糊不清，失去了許多重要的歷史信息。

3.太陽輻射和空氣污染

太陽輻射和空氣污染也是造成吳官屯石窟內(nèi)多種病害的原因。大同市屬大陸性季風(fēng)氣候，且緯度較高，日照強(qiáng)烈。白天在太陽曝曬下，石質(zhì)文物表里層產(chǎn)生了溫度差異，其溫差應(yīng)力一旦超過巖石本身的抗拉強(qiáng)度，就會給石質(zhì)文物帶來不可逆的破壞。大同常年強(qiáng)烈的太陽輻射尤其是紫外線輻射，是導(dǎo)致巖石礦物粘結(jié)能力降低的罪魁禍?zhǔn)?。巖石的粘接能力降低，風(fēng)化作用也就乘虛而入。此外，吳官屯石窟面臨一條公路，來往的重型車輛排放的尾氣中含有大量的有害物質(zhì)，尤其是二氧化碳、二氧化硫。遇到下雨的時(shí)候，這些污染物在雨水的共同作用下，會和石窟內(nèi)的石質(zhì)文物產(chǎn)生酸化、氧化還原等化學(xué)反應(yīng)。在這一系列化學(xué)反應(yīng)的作用下，巖石中的膠結(jié)物和碳酸鈣逐漸溶蝕，巖石強(qiáng)度降低，造成吳官屯石窟石質(zhì)文物的表面形成了嚴(yán)重的風(fēng)化解體病害。

（二）保護(hù)方法探討 吳官屯石窟規(guī)模較小且分布集中，這有利于對其實(shí)施集中的管理與保護(hù)。保護(hù)措施的實(shí)施也需要全面地、多方位地考慮病害的成因，可以采取多種保護(hù)技術(shù)相結(jié)合的保護(hù)修復(fù)方法，做到因地制宜、有針對性的保護(hù)。

1.修建保護(hù)性建筑

日曬、風(fēng)吹、雨淋及粉塵和大氣污染是導(dǎo)致石巖風(fēng)化的主要因素，根據(jù)吳官屯石窟的特點(diǎn)，首先選擇修建窟檐或棚罩。保護(hù)性窟檐既能有效阻止日曬引起的石質(zhì)文物表面溫度劇烈變化，減緩石質(zhì)文物表面的風(fēng)化、剝蝕，又能減少惡劣的天氣因素對石窟的直接破壞。[2]大同地區(qū)的小石窟多有窟檐搭建的先例，保護(hù)效果較好。在修筑窟檐時(shí)，要注意把握窟檐的構(gòu)造形式、體量、與石窟的關(guān)系，盡量做到不破壞文物本身所表現(xiàn)的歷史面貌和所表達(dá)的歷史信息，避免對石窟巖體本身造成干預(yù)，把保證石窟安全放在第一位。此外，修筑簡易棚罩也可以對吳官屯石窟石質(zhì)文物起到同樣的保護(hù)效果，這樣一來改變了石窟的向陽背陽情況，并且能夠有效減少吳官屯石窟受到的汽車尾氣揚(yáng)塵及粉塵的污染。

2.灌漿加固

灌漿加固技術(shù)是采用液壓、氣壓的方式將凝固的液體注入巖體裂隙或孔隙中的一種加固技術(shù)，能夠改善吳官屯石窟的物理力學(xué)性質(zhì)，有效地加固石窟巖體。在加固過程中要注意漿液的滲透能力，漿液的穩(wěn)定性、結(jié)石率、漿液的含水量、容許灌漿壓力。綜合考慮可以采用PS漿材。PS漿材固化后結(jié)石的強(qiáng)度、性能與需要加固部分的巖體可以比較接近；PS溶液對裂隙兩側(cè)的風(fēng)化層具有滲透加固作用，保證漿材的結(jié)石體與裂隙巖體密實(shí)性、牢固性和整體性，加固性優(yōu)越；取材廣泛，成本低，灌漿工藝簡單，易于操作。[3]

3.表面清洗

吳官屯石窟長期暴露于外，受到煤塵、雨水、微生物、低等生物的侵損腐蝕，表面生成了大片黃黑色的污斑，還有人為污染（煙熏）、水泥、苔蘚等表面污垢的沉積病害對石材的壽命造成了極大的威脅，只有經(jīng)過清洗，才能使其呈現(xiàn)出本來面目，使其價(jià)值得以再現(xiàn)。清理石材表面時(shí)，先用毛刷或竹簽等機(jī)械物直接去除文物表面附著的植物、菌類、灰層等，再用溶劑進(jìn)行清洗。常見的清洗方法水清洗、機(jī)械清洗、熱清洗和化學(xué)清洗，針對吳官屯石窟較大面積的、陳舊性的煤塵污染，建議采有激光清洗技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)曾于2011在云岡石窟進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，取得了較好的效果，尤其對灰塵沉積類污染具有較強(qiáng)的去除力。[4](P126-127)

四、結(jié)論

吳官屯石窟A區(qū)調(diào)查總面積為13.74 m2，病害總面積為8.706m2，超過63%的區(qū)域存在明顯的病害。病害種類主要有大氣及粉塵污染、表面泛鹽、層間裂隙、淺表性裂隙、表面片狀剝落、人為污染、局部缺失、人工修補(bǔ)、斷裂、煙熏、表面粉剝落等。其中，大氣及粉塵污染病害所占比重最大，占62%，程度十分嚴(yán)重。風(fēng)化病害所占比重達(dá)32%（其中，表面泛鹽26%、剝落6%），裂隙占3%，病害總長度達(dá)11.87m，縱橫交錯(cuò)，有個(gè)別裂隙不僅威脅到洞窟的穩(wěn)定性，而且裂隙滲水將會誘發(fā)諸多病害。人工修補(bǔ)及其它病害占3%。

該石窟緊臨109國道，且常期暴露于外，幾乎沒有保護(hù)措施。過往車輛尤其是運(yùn)煤車所造成的揚(yáng)塵、尾氣，以及震動，是主要的致病因素。此外，風(fēng)沙侵蝕及強(qiáng)烈的太陽輻射導(dǎo)致巖石礦物粘結(jié)能力降低，再加上雨水沖刷，導(dǎo)致石質(zhì)文物產(chǎn)生酸化、氧化還原等化學(xué)反應(yīng)，巖石中的膠結(jié)物和碳酸鈣逐漸溶蝕，巖石強(qiáng)度降低，最終造成石質(zhì)文物風(fēng)化解體。

針對病害比例較大的大氣及粉塵污染、風(fēng)化及裂隙等三類病害，建議采取以下保護(hù)措施。首先，修建窟檐或棚罩，以減少日曬、風(fēng)吹、雨淋及粉塵和大氣污染等主要導(dǎo)致石巖風(fēng)化因素的產(chǎn)生。其次，采用灌漿加固技術(shù)，改善吳官屯石窟的物理力學(xué)性質(zhì)，有效地加固石窟巖體。最后，采有激光清洗技術(shù)，去除石窟表面的煤塵沉積、結(jié)晶鹽、黑色硬殼及其它污漬。