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在酸雨的作用下,大佛砂岩的风化剥蚀作用更加强烈,为定量研究酸雨对乐山大佛基岩的影响,搜集了乐山大佛基岩和乐山酸雨成分资料,进行了模拟酸雨试验。研究表明,乐山大佛原本新鲜的基岩,在长期的风化剥蚀作用下,由外到内形成了粉末层—硬壳层—风化层—新鲜基岩层的表层层次结构。这种层次模式是由岩石表面逐渐向岩石内部发展的。乐山大佛基岩,在最近30a酸雨的作用下,风化剥蚀作用强烈,平均速率在(0.2g/h·m2)左右,被剥蚀厚度约2cm,并提出了相应的防治对策。 相似文献
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风化作用、岩石微观结构、岩石微观渗流特性定量关系的研究是石窟文物有效保护的重要基础,砂岩风化作用严重影响了岩体上石窟文物的有效保护。本次研究使用扫描电镜（SEM）获得云冈石窟不同窟体砂岩的微观图像,根据图像增强和图像分割技术得到了岩石中颗粒和孔隙的数字特征参数,从微观角度建立了反映孔喉连接特性的渗流模型,得到了不同窟体岩石的局部水力传导系数,分析了数字特征参数、水力传导系数、风化作用之间的关系。结果表明,风化作用对石窟砂岩微观结构具有很大影响;砂岩孔隙平均长轴长度大小对应的风化程度分别是全风化或强风化、中等风化、微风化或未风化,长度分别为大于40 μm、25～35 μm、15～25 μm;风化程度越高、水力传导系数越大,随着风化程度的增高、水力传导系数的范围为1 × 10?9～1 × 10?4 cm/s;水力传导系数与孔喉尺寸、孔喉连通性密切相关;孔喉半径比增大时、水力传导系数也增大。 相似文献
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可溶盐富集是造成山西大同云冈石窟砂岩表面风化、结构破坏及强度降低的重要地质病害之一。采取云冈石窟造像层砂岩,使用芒硝对该砂岩进行了劣化模拟试验。在可溶盐反复结晶过程中,对样品进行实时变形监测,并对循环过程中质量衰减、强度变化、孔隙分布等进行测试与分析。结果表明,可溶盐的发育是导致石窟表面粉化脱落的重要因素,严重降低了石窟文物本体的价值;可溶盐结晶导致岩石颗粒间胶结作用破坏,增大岩石孔隙率,岩石内部结构劣化严重影响岩石的刚度与强度等力学参数;对比无水芒硝与10水芒硝两种劣化试验,云冈石窟在相对干燥季节下,可溶盐晶体发育对岩石破坏更为显著。为了预测砂岩长期劣化过程,在试验数据基础上,初步建立起孔隙增长的对数模型和强度衰减的指数模型。 相似文献
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风化是云冈石窟目前所面临的严重的地质病害之一,温度和水分的变化是造成石窟岩体风化的重要原因,尤其是在循环冻融条件下岩体更易风化,因此,利用室内试验研究循环冻融条件下云冈石窟砂岩的物理力学性质,对于石窟岩体的稳定性评价和保护具有重要的意义。将取自云冈石窟的砂岩岩样分为饱水组、干燥组和对比组3组,通过对饱水组和干燥组岩样进行35次循环冻融试验,模拟云冈石窟砂岩的风化过程。在冻融循环开始前以及每5次冻融循环结束后,量测岩样的质量、体积,并利用超声检测分析仪对各岩样进行超声纵波测试;利用INSTRON－1346岩石伺服试验机对上述3组砂岩岩样进行单轴压缩试验,并对试验后的岩样进行SEM微观结构分析。通过试验研究,得到不同含水状态下云冈石窟砂岩岩样的冻融破坏特征以及不同循环冻融次数后岩样体积、质量、超声波纵波波速、砂岩的单轴应力-应变全过程曲线、抗压强度、抗冻系数以及微观结构的变化,分析归纳出循环冻融条件下云冈石窟砂岩的主要物理力学特性。 相似文献
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洞窟、造像等大型石质文物大多开凿在露天岩体崖壁上,风化病害是这类石质文物的主要病害之一,已经影响到了文物的传承。因此,开展石质文物风化分级的研究对于制定相应的保护措施具有重要的现实意义。目前,对石质文物风化的形态、机理、影响因素的研究较多,也取得了一些成果,但大多是依据对文物外观和岩体的某项指标进行风化分级,缺乏全面性。本文从岩体外观、岩体结构和岩体物理力学性质三方面出发建立了石质文物风化分级的指标体系,通过结合前人的研究成果并进行现场的实验研究,建立了风化等级的分级标准,将层次分析法与模糊数学理论结合起来,提出了一套兼顾岩体文物特性和工程特性的石质文物岩体风化分级方法。论文进一步将这套方法应用于太原晋阳大佛岩体风化分级研究,对于大佛边坡岩体的风化程度进行了评判,为大佛的重修提供了重要的依据。 相似文献
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成都金堂李家梁子M23号墓出土的汉朝石棺存在表面粉化、剥落等病害现象,急需保护修复。现场调查表明,该石质文物风化病害主要表现为裂隙状风化、页片状风化、粒状风化、粉末状风化等。本文借助X射线衍射(XRD)、偏光显微镜、扫描电镜等对金堂石质文物进行了微观成分及结构分析。结果表明,文物材质为红色砂岩,其碎屑物主要为石英、钠长石、岩屑和少量云母,胶结物以钙质为主,含少量的炭质及泥质。该砂岩产生风化病害的主要原因是钙质胶结物的溶解流失及泥质胶结物遇水的崩解,同时还受岩屑、长石类碎屑风化蚀变的影响。该研究可为石棺的后期保护修复工作提供基础科学数据。 相似文献
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云冈石窟砂岩特性与岩石风化试验 总被引：1，自引：0，他引：1
侏罗纪期间河相沉积而成的巨大砂岩透镜体是云冈石窟遗产载体,在目前环境条件下,石窟砂岩风化破坏非常严重。通过现场调查表明,在不同细分层位,砂岩破坏特征与其沉积环境及沉积构造密切相关。进一步对不同风化程度样品进行测试,以此建立起风化评估依据,结果表明,该砂岩化学风化主要体现在胶结物流失、长石蚀变,而次生可溶盐结晶及冻融形成的物理破坏也不应该忽视。通过风化模拟试验可知：酸的溶蚀对石窟岩体表面造成直接破坏;同时,形成的可溶盐将导致砂岩出现由内而外劣化现象;由于岩石的孔隙率低、渗透性较差且胶结密实,岩石抵抗冻融作用相对较强。建议云冈石窟目前保护措施以治水为主,通过减少崖壁表面渗水、洞窟裂隙渗水及底部泥岩泛潮来减少上述劣化作用效应。 相似文献
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南响堂石雕表层的孔隙、粒度变化与环境污染 总被引：3，自引：0，他引：3
南响堂石窟石雕表面风化破损现象日趋严重,表现在文物表面粗糙、开裂或完全破损。以石雕表层粒度、孔隙特征为主要研究对象,采用偏光显微镜、电子显微镜、红外光谱及ZHISS图像分析仪等分析方法,对风化壳剖面分层的成分、结构等进行系统研究,总结出各分层孔隙、粒度变化的规律及成因。最终证实环境污染物对该石质文物起到后生改造破坏作用。 相似文献
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岩石的长期风化作用会造成岩石表面的剥落,这将导致石质文物产生无可挽回的破坏。为了更好地保护它们,需要开展在相同风化环境下岩石风化剥落深度和相对风化速度及其与不同岩性关系的研究。本文以衢州古城墙通仙门的多块岩石砌块为研究对象,利用自制的测量仪器,对不同岩性岩石砌块风化剥落深度和风化速度进行了研究; 通过分析量测结果得出凝灰岩、砂岩、砾岩、含砾砂岩和粉砂岩相对灰岩的风化速度分别为0.005～0.059mm a-1、0.032～0.097mm a-1、0.004～0.058mm a-1、0.021～0.033mm a-1 和0.015mm a-1。研究结果表明:在相同的风化环境之中不同岩石砌块的风化速度从大到小排序为V砂岩V凝灰岩V含砾砂岩 V砾岩V粉砂岩V灰岩,即岩石抗风化能力从强到弱为:灰岩粉砂岩砾岩含砾砂岩凝灰岩砂岩。由此,为石质文物的长期保护以及制定相关的保护措施提供了重要的理论依据。 相似文献
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出露于羌塘盆地沃若山地区的雀莫错组砂岩是北羌塘盆地早侏罗世的沉积物,对研究早侏罗世沉积盆地的演化特征具有重要的意义。通过对其地球化学特征的分析研究,结果表明该组砂岩为被动大陆边缘裂陷期的沉积产物,岩性主要为岩屑砂岩,岩石矿物成分主要在钾长石、斜长石、伊利石、绿泥石以及石英之间变化。化学风化作用指标(CIW)、化学蚀变作用指标(CIA)和A-CN-K图解,反映该组砂岩的碎屑成分受到了强烈的风化环境,并在风化过程中发生钾交代作用,长石发生伊利石化。化学组分指标(ICV)表明岩石碎屑为近源的第一次旋回沉积物,受沉积分选和再循环作用影响不大;A-CN-K图解还反映出砂岩碎屑源岩中斜长石含量高于钾长石含量,主要在花岗岩和花岗闪长岩之间变化;稀土元素特征表明该组砂岩具有同源性,其成分主要受源区岩石成分控制,为酸性火山岩类。 相似文献
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采用温湿度测试、石窟造像渗水实验、石窟造像吸水的红外成像、岩石特征分析等手段,对四川广元千佛崖石窟造像表面及其周围环境进行监测,以及对石窟造像岩石特征进行分析。结果表明：进深较大的窟室内外存在2℃~4℃的温差,岩石0~40 mm深度范围内温度与外界气温存在显著相关性;石窟造像岩石主要成分为长石、石英、黑云母及黏土矿物,岩石渗水率和吸水率高,表层风化程度高。环境和岩石特征揭示广元千佛崖石窟造像的风化机理为：石质文物棱角部位和小型石窟造像对温度的变化敏感,当气温出现变化时,其温度变化剧烈,而其他部位相对滞后,从而导致石窟造像表层岩石在热胀冷缩的应力下出现微裂隙,并随着微裂隙逐渐增大,石质文物表面出现疏松、起壳、鳞片剥落等病害。同时微裂隙的出现增加水入渗的途径并扩大水-岩相互作用的面积,含水矿物的水合压力和结晶压力使岩石内部结构疏松逐渐破坏;水化学作用导致可溶盐离子形成,并随水毛细迁移在石窟造像表面聚集,导致石窟造像表面酥碱、锈染、彩绘层空鼓等失去原真而破坏。最后提出在窟龛上面加盖窟檐和在崖顶及立面坡面刻槽疏排水流等石窟造像治理措施来减缓其表面风化。 相似文献
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南海北部琼东南盆地西区乐东-陵水凹陷梅山组海底扇是当前天然气勘探重点领域,通过研究其岩石类型、轻/重矿物与地球化学特征,判断沉积源区性质,为储层评价及预测提供地质基础.结果表明:岩性以细砂岩为主,发育粉、中-粗砂岩,岩石类型为石英砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩,重矿物组合表现为磁铁矿+锆石+电气石+白钛矿;由于发育高铁镁质矿物及粘土矿物,泥岩较砂岩SiO2含量明显低,Fe2O3、MgO、CaO、K2O含量与稀土总量偏高.说明源区富石英、贫钾长石且含有大量粘土矿物,主要为石英质沉积源区,局部为中性火成岩源区,且经历了低-中等程度的风化作用,是再循环沉积而成. 相似文献
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针对红山窑膨胀红砂岩具有微膨胀、易软化、易风化的特点,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、MTS815.03岩石力学刚性电液伺服试验机等先进的设备为测试手段,对3种不同风化程度的膨胀红砂岩湿化过程进行观察和机理分析,从试验和机理两方面探讨膨胀红砂岩的湿化性,从而进一步阐明红砂岩膨胀性、裂隙化具有本质的区别。试验结果表明：(1) 中风化红砂岩干燥时抗压强度为5.85 MPa,饱和试样为0.20 MPa,岩石本身强度随吸水率增加而明显下降,具有强烈的软化作用;(2) 膨胀红砂岩的湿化性随胶结系数的减小而愈加强烈,与红砂岩风化程度(埋深)无关。这些研究成果对红山窑水利枢纽工程红砂岩地基开挖易裂以及边坡表层溜坍预治具有较大的指导意义。 相似文献
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Wissem Gallala Mohamed Essghaier Gaied Mabrouk Montacer 《Journal of African Earth Sciences》2009,53(4-5):159-170
The chemical and mineralogical composition of the Sidi Aïch Formation sandstones in central and southwestern Tunisia has been investigated in order to infer the provenance and tectonic setting, as well as to appraise the influence of weathering. The sixteen studied samples are mainly composed of quartz, feldspar, kaolinite and/or illite. Sidi Aïch sandstones are mainly arkosic, potassic feldspar-rich and immature. Much of the feldspar was transformed to kaolinite. Concerning the relation between sandstone detrital composition and their depositional setting, the Sidi Aïch Formation sandstone in the major studied localities, probably accumulated in relatively proximal small basins within the continental interior. However, for the Khanguet El Ouara study site, sandstones may have been deposited in a foreland basin which received recycled sediments from an adjacent orogenic belt.The source area may have included quartzose sedimentary rocks. The dominance of quartz and enrichment in immobile elements suggest that the depositional basins were associated with a passive margin. The petrography and geochemistry reflect a stable continental margin and sediments were derived from granitic and pegmatitic sources located in the southern parts of the Gafsa basin. High values for the chemical index of alteration (CIA) indicate that recycling processes might have been important. Particularly high CIA values in the Garet Hadid locality indicate more intense chemical alteration, either due to weathering processes or tectonic control. 相似文献
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The provenance of the Upper Cretaceous Nubia sandstones from four vertical sections along Qena-Safaga and Qena-Quseir roads in central Eastern Desert of Egypt was investigated based on their modal composition and geochemical data. The Nubia sandstone samples are abundant in quartz content with low feldspar and lithic fragments. Their average modal composition (Q94.2F1.3R4.5) classifies them as quartz arenites with subordinate quartz wackes which is consistent with geochemistry data. The average CIA, CIW, PIA, and Th/U ratio values revealed that the intensity of weathering in the studied areas was similar, varying from moderate to intensive weathering, and may reflect low-relief and warm humid climatic conditions in the source area. The ICV (<?1) and SiO2/Al2O3 ratio (>?5) indicate that the Nubia sandstones are texturally and mineralogically mature. The petrographical and geochemical analyses suggest that the Nubia sandstones were mainly derived from felsic (granitic) and/or recycled sand sources. The major element-based multidimensional tectonic discrimination diagrams suggested the Nubia sandstones were deposited in a passive continental margin of a syn-rift basin. This result agreed with the general geology of central Eastern Desert of Egypt during the Upper Cretaceous. 相似文献