地质学上将天然石材按照成因分成岩浆岩（也叫火成岩）、沉积岩、变质岩。这种分类对我们理解天然石材与污蚀的关系、选择适宜的清洁技术帮助不大。但是，建筑用石材按照化学成分也可以简单分成硅酸盐类（花岗岩、砂岩、火山岩如梅园石等）（图5-2），和碳酸盐类（如大理岩、汉白玉、青石、石灰岩等，图5-3）。前者主要由石英、长石（有时含有黏土）等硅酸盐矿物组成，后者主要由方解石、白云石等对酸性清洗剂敏感的碳酸盐矿物组成。按照石材的总孔隙率也可以把石材分成低孔隙率石材（如大理岩、花岗岩、汉白玉等）和高孔隙率石材（如砂岩）等。

图5-1　不当清洁后加剧的石材腐蚀（清洁后与未清洁的墙面对比）

图片来源：根据Maureen E Young，Jonathan Ball 等绘制

用于历史建筑立面的石材丰富多样，但主要包括：花岗岩、大理石、汉白玉、砂岩等。北京的官式建筑，以汉白玉、青白石等碳酸盐类石材为主，而近现代建筑中则大量使用花岗岩等硅酸盐类石材。我国很多地区使用的所谓青石属于石灰石的一种，在化学成分上和大理石相同或近似，均为碳酸盐类岩石。石材的污蚀除了自然因素外，与环境参数密切相关，特别是近年来的大气污染对石材的破坏尤其严重。石材的污蚀从视觉上主要分两类，一类为引起颜色变化的污染病害（表5-1），另一类为不同形式的原材料损失或缺失（表5-2）。

值得一提的是，曾经被视为古锈的污染类型，尽管没有严格的科学定义，今天已经不再被认为是必须被清洗掉的病害。因为古锈携带第二历史信息，如果对墙体功能未产生破坏、对耐久性未产生影响时，并不需要被清除。这是保护价值观发生变化时对清洁具体技术所产生的影响。在高度污染的城市区域，表面聚集的微粒物质是石材建筑立面劣化的原因之一。立面石材的色彩褪变是影响审美和遗产建筑价值的重要因素。

不同类型石材的劣化，既有共性，又各自不同。其受石材本身矿物的组成、温差变化、干湿交替、生物、化学等作用影响。石材劣化相关研究众多，机理方面也有颇丰的科学成果，劣化特征已经有标准的国际术语描述。

在石材清洁过程中，具有重要历史价值的石材自然劣化形成的表层弱化的材料如粉末、片状物等常被错误的判断为病害被清除，从而带来历史信息的散失或加剧本体的损伤。因此要严格区别材料的哪些变色和变化属于要清除的污蚀，哪些属于可以保留或需要保护的对象（图5-4）。

图5-2　花岗石饰面（上海，20世纪20年代）

图片来源：戴仕炳

图5-3　经过多次清洗修补的汉白玉饰面（北京，清代）

图片来源：戴仕炳

表5-1　引起表面肉眼可见变色的石材污蚀类型

注：参考Maureen E Young 及王振海等整理。(www.daowen.com)

表5-2　石材表面材料缺失病害类型及因素

注：参考Maureen E Young 等整理。

根据《石质文物病害分类与图示》中的表述，石质文物需要清除的病害主要有以下两大类：

（1）表面生物病害，包括植物病害（如常青藤等）、动物病害（如鸟粪等）、微生物病害（如苔藓等）。

（2）表面污染与变色

①大气及粉尘污染，影响审美及材料物理性能（吸水透气等）的物理遮盖。

②水锈结壳，特别是相关水溶盐（如潮解盐）、容易发生相变或与其他材料反应生成有害物的盐（如硝酸盐、氯盐、硫酸镁和硫酸钠等硫酸盐）。已经起到面层稳定作用的石膏壳等壳状物需要进行评估后才能决定是否应被清除。

③人为污染，遮盖了原饰面的涂料油漆以及涂鸦等，如第4章中上海市广东路102 号后期喷涂的真石漆。

天然石材饰面的某些劣化可以不进行干预，以下原因引起的颜色或者质感的改变，尽可能在清洁过程中不去破坏。

①温差、干湿导致的起皮、粉化等。

②自然过程导致的黄变（包括后期修复不当导致的锈蚀）；在不影响材料的物理性能及美学价值的前提下可以不进行干预。

③具有特殊历史价值的标语、涂鸦等。

图5-4　污蚀（A=鸟粪，B=灰尘，C=泛碱）与劣化（起壳、粉化）

图片来源：戴仕炳