| 四川仁寿牛角寨石窟盐风化作用机理与气候响应 |
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| 引用本文： | 任科法,谢振斌,汪灵,姜鹏东,赵甫峰,陈思,孙丰云.四川仁寿牛角寨石窟盐风化作用机理与气候响应[J].地质论评,2023,69(4):1368-1386. |
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| 作者姓名： | 任科法 谢振斌 汪灵 姜鹏东 赵甫峰 陈思 孙丰云 |
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| 作者单位： | 成都理工大学地球科学学院，成都，610059;四川省文物考古研究院，成都， 610041;成都理工大学材料与化学化工学院，成都， 6100593;四川蜀工公路工程试验检测公司，成都， 610199;成都大学机械工程学院，成都， 610100 |
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| 基金项目： | 本文为四川省科技计划资助项目（编号：2020YFS0391）的成果 |
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| 摘 要： | 盐风化作用是石质文物风化劣化的重要机制之一，但其作用机理及其与气候的响应过程仍需进一步的研究。笔者等以仁寿牛角寨石窟的岩芯样品和风化样品为对比研究对象，采用镜下鉴定、X射线荧光光谱（XRF）及X射线衍射（XRD）和电子探针（EPMA）对样品的化学组成和矿物组成进行对比研究，并重点研究了样品中可溶盐的组成及结晶状态。化学组成上，风化样品中SO3平均含量是岩芯样品的16倍以上；矿物组成上，岩芯样品仅在表层0~22 cm中发现微量的石膏，而风化样品中检出了至少17. 5倍高于岩芯的石膏以及微量的Na2SO4和NaCl，这指示石窟砂岩的风化劣化与可溶盐尤其是硫酸盐有关。通过对Na2SO4、NaCl及石膏性质的研究，发现Na2SO4可以响应气候条件发生反复的Na2SO4+10 H2O Na2SO4·10H2O结晶—脱水反应，结晶时体积膨胀416%，特别是在潮湿气候条件下Na2SO4的二次结晶作用可对岩石产生更强的破坏；NaCl的存在可以降低Na2SO4的脱水相变温度（最低可至17. 6℃）和溶解度，放大Na2SO4在岩石风化过程中的作用；CaSO4对岩石风化劣化的贡献较小，但其可作为在风化作用下岩石中可溶盐聚集的指示产物。结合对温度、湿度监测数据的研究，发现每日温度、湿度随时间的变化天然契合Na2SO4—NaCl体系的温度、湿度转变条件。气候条件耦合盐风化作用是牛角寨石窟表层砂岩的主要风化方式。
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| 关 键 词： | 四川仁寿大佛 风化机理 盐风化 Na2SO4—NaCl 石膏 气候条件 石质文物保护 |
| 收稿时间： | 2022/12/9 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/2/18 0:00:00 |
Salt weathering mechanism and climate response in Niujiaozhai Grottoes, Renshou, Sichuan |
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| REN Kef,XIE Zhenbin,WANG Ling,JIANG Pengdong,ZHAO Fufeng,CHEN Si,SUN Fengyun.Salt weathering mechanism and climate response in Niujiaozhai Grottoes, Renshou, Sichuan[J].Geological Review,2023,69(4):1368-1386. |
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| Authors: | REN Kef XIE Zhenbin WANG Ling JIANG Pengdong ZHAO Fufeng CHEN Si SUN Fengyun |
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| Institution: | College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu, 610059;The Sichuan Provincial Cultural and Archeology Research Institute Chengdu, 610041;College of Materials and Chemistry & Chemical Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu, 610059;Sichuan Shugong Highway Engineering Test and Detect Company, Chengdu, 610199; School of Mechanical Engineering, Chengdu University, Chengdu, 610100 |
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| Abstract: | |
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