核磁共振(NMR)T2分布对云冈石窟风化的初步研究

云冈石窟的保护受到我国文物保护工作者的重视。恶劣的自然环境,加上人为的污染,使云冈石窟的保护问题日显严峻,必须综合治理。然而,在这些复杂因素中,岩体的风化治理最为关键。岩石的孔隙尺寸及其分布是表征岩石力学、水理性质的重要参数。同种岩石,其孔隙率越高或者孔隙分布越大,则表示岩石的力学和水理性质越差。由此可见,借助孔隙率及孔隙分布状况,可表征同种岩石的风化情况。核磁共振横向弛豫时间T2与岩石孔径分布具有一定的线性关系。随着石雕风化的加剧,岩石可视孔隙率增大,孔径大小的平均值也将相应增大。基于这一前提,本研究尝试采用核磁共振横向弛豫时间T2分析石雕文物不同深处的孔径分布情况,通过实验室对云冈石窟新鲜岩石样品,结合抗盐风化安定性实验,和对自然风化样品采用便携式核磁进行无损检测,探讨其风化程度和深度,以便深入研究石雕文物的风化状况。研究结果表明, 风化岩石的新鲜层只有一类小孔隙,弛豫时间约为2~6ms,风化层岩石有大孔隙生成,且随着岩石风化程度增强,小孔径孔隙所占孔隙比例降低,大孔径孔隙所占比例增多。根据不同深度岩样的孔径分布情况,及新鲜岩石的孔径分布情况,可以得出岩石的风化深度为5mm左右。本研究可为后续的现场保护措施提供有价值的信息。     

藻菌共生体对乐山大佛红砂岩风化影响初探

通过对乐山大佛的病害及现状勘察、现场取样,结合实验室分析,探讨了藻菌共生体生长对乐山大佛红砂岩风化的影响。大佛表面藻菌共生体主要为各种菌类,苔藓、地衣及硅藻等,通过对比发现,在同等潮湿的环境下,表面生长过藻菌共生体的岩石风化情况更加严重,在它们周期性生长及水的共同作用下,岩石表面出现片状剥落、表面溶蚀、粉化和龟裂起翘现象。这些共生体在岩石表面的生长一方面提高了岩石的持水量,增加了水对岩石的侵害,另一方面由于根系的新陈代谢,形成局部微环境,使周围岩石产生不同程度风化。藻菌共生体对乐山大佛红砂岩的风化初探,有利于为今后探索潮湿环境下红砂岩的保护提供理论依据。     

西安城墙古砖表面风化病害及腐蚀机理研究

西安城墙古砖在露天环境下经历了上百年的侵蚀,表面形成了不同程度的风化产物。为了揭示城墙表面风化病害成因与腐蚀机理,利用环境扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、热分析系统和多功能成像光电子能谱仪对盐析、剥离和泥化样品进行了检测分析。结果显示腐蚀性盐类是导致古砖腐蚀的重要因素,盐析样品的主要物质组成为碳酸钙、石英、硫酸钠和硫酸钙,剥离与泥化样品有着相似的物质组成,均与氯化钠、硫酸钠和硝酸盐的作用有关;风化主导因素为Na2SO4转化为Na2SO4·10H2O产生的结晶应力,以及Ca SO4水合结晶压力,其中Ca CO3与Ca SO4的转化是关键,在此基础上提出了保护性建议。     

重庆大足石刻舒成岩砂岩本体表面风化产物研究

针对重庆大足舒成岩摩崖造像和岩体富集灰尘部位出现的粉化伴随着层状剥落现象,采用X-射线衍射仪(XRD)、X-射线荧光光谱仪(XRF)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、环境扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子谱(XPS)对岩石、岩体风化产物与灰尘样品进行了组成结构表征研究。研究发现灰尘和有害气体干沉降过程中酸性物质能够导致砂岩中钙质胶结物发生溶解,伴随着各种盐类结晶应力,导致岩石表层发生风化。研究成果为西南地区石窟寺保护提供了重要参考数据。     

安徽太湖西风禅寺摩崖石刻调查报告

对安徽省文物保护单位西风禅寺摩崖石刻进行现场调查及分析检测,经XRD等实验检测得出西风禅寺摩崖石刻载体岩石为风化程度较轻的片麻岩。西风禅寺摩崖石刻露天保存,存在载体病害以及本体病害。石刻表面存在植物病害,有苔藓、地衣、霉菌等微生物生长,存在表层片状剥落、孔洞状风化和表面溶蚀等表层风化,以及机械损伤、裂隙、表面污染与变色等病害。其中一处石刻因人工水源冲刷而存在严重风化,另有两处石刻载体在地震工况下处于失稳状态。     

石质文物风化病害研究及无损微损检测方法

本文讨论了石质文物风化病害的类型及影响因素;总结了目前国内外对石质文物风化程度指标的研究现状,梳理了目前国内外岩体或岩石风化程度的表征指标(包括定性和定量指标),同时对目前石质文物风化病害常用的无损或微损检测方法进行了回顾。     

日本考古学领域的保存科学及高聚物应用的新动向

遗迹发掘调查的目的,是为了综合再现古代文化.因此,应该从其遗存状态取得最大限度的情报.要达到这样的目的,必须对保存科学进行研究,才能原封不动地把当初发现的状态保存下来,把新鲜的情报尽可能地维持下来.在野外,由石或者土做成的文物的风化、劣化发生的原因是多样性的.其状况由于场所及岩石的种类不同,其作用机理也不同.这些风化可以考虑为物理的、化学的,以及生物的三种类型.所谓物理风化,是指热风化(日射风化)(高温和低温的反复出现而造成的热应力疲劳破坏)、干燥风化(干燥与潮湿反复出现造成的岩石细片化、     

新疆哈密地区奥陶系庙尔沟组地层研究

作者依托"新疆1:25万三道岭幅区调(修测)"项目,通过野外填图、实测地质剖面、样品采集、薄片鉴定、化石鉴定和镜下观察、地球化学处理、室内综合整理等方法对墩巴斯陶地区的复杂地质情况有了较为详细的认知。综合生物地层和岩石地层两方面内容的研究,确定了该地区古生代庙儿沟组(O2-3m)的地层层序,对前人对该地区的地层划分方法进行了完善。复原了该地区沉积环境,明确了奥陶统庙儿沟组为相对稳定的的浅海环境。     

石质文物表面墨迹的保护作用

在许多不可移动石质文物,尤其是石刻文字表面,因历代文人墨客的拓片留下了大量墨迹。这些墨迹是否对文物本体岩石有害?一直是保护工作者希望了解的问题之一。为此本研究开展了一系列调研和实验研究。通过对各地保存较完好的石刻表面的观察,可以发现石刻表面残留的墨迹具有某种保护作用;对模拟样块的SO2腐蚀实验结果表明,岩石表面的墨迹具有一定的阻止空气中腐蚀性气体侵蚀岩石的作用;盐迁移破坏实验也发现墨迹在某种程度上具有减小可溶盐结晶破坏岩石的作用。吸水率实验和电镜观察等结果显示,墨迹缓解岩石风化的机理主要是墨迹对岩石微裂隙具有填充和加固作用,使岩石的吸水系数降低,部分阻挡了可溶盐的入侵和聚集结晶。     

广西花山岩画岩石生物风化机理及其防治对策研究

花山岩画位于广西壮族自治区宁明县,其保存环境特征是高温潮湿多雨,因而岩画岩石的生物风化作用较为剧烈。本文通过岩画岩石生物风化病害现状调查,在对风化产物的生物学鉴定基础上,对生物风化产物的X射线衍射、扫描电子显微镜等分析,系统研究了花山岩画岩石生物风化的原因及其过程,并依据现状调查结果,提出了岩画岩石生物风化防治对策。     

四川绵阳北山院摩崖造像及刻经岩石表层劣化特征研究

本文从岩石表层劣化角度,对绵阳北山院摩崖造像及刻经的病害特征进行研究。首先界定了岩石表层劣化的概念,调查分析了该摩崖造像及刻经岩石表层劣化类型及分布特点,然后对新鲜岩石和四种典型岩石表层劣化样品的主要指标进行了测试分析,最后探讨了四种典型岩石表层劣化的成因。结果表明:表面粉状脱落、表面粒状脱落、表层片壳状剥离、表层片层状剥落四种典型岩石表层劣化的发生均受水的作用明显,主要为地下水渗流、水流冲蚀、水分蒸发等产生的水盐运移破坏和溶解、水解、水化等化学风化所致。     

广西花山岩画抢救性保护修复材料的选择试验

花山岩画受环境因素作用,岩体崩落掉块、片状鳞片状剥离脱落等病害,给花山岩画造成了巨大破坏,威胁着岩画的长期保存。其中物理风化引起的岩石片状脱落病害,以及化学风化引起的颗粒状产物对岩画的危害最大,应尽快采取抢救性保护措施对其进行治理。本工作在现场调查的基础上,通过粘合剂强度分析,以及清洗剂实验,研究了治理物理风化片状剥离脱落岩石片的粘合剂性能,以及化学风化颗粒状产物的清洗效果,并在现场无岩画处进行了初步试验。结果表明,使用丙烯酸树脂环氧树脂改性的粘合剂,用于花山岩画片状剥离病害的治理时,可以达到预期目标。在对颗粒状和薄膜状风化产物进行处理,疏松的颗粒状产物,清除效果较好,对岩石没有明显影响;对于较为致密的颗粒状产物或薄膜状产物未见明显效果。     

广元千佛崖石窟石刻造像物理风化及其影响因素研究

广元千佛崖石窟位于广元市城北5千米的嘉陵江东岸山崖上,是四川境内最大的石窟寺和摩崖石窟造像群。石窟因长期受自然环境的影响,石刻造像各类风化病害极为严重。其中物理风化引起的岩石风化脱落、鳞片状起翘与剥落、片状剥离与脱落、裂隙等病害对石窟造像长期保存与展示的影响最大。为了科学有效治理造像物理风化引起的各类病害,在造像岩石特性分析的基础上,结合石窟保存环境数据分析,研究了广元千佛崖石窟石刻造像物理风化的原因及其影响因素,以期为石刻造像物理风化病害的治理,以及抢救性保护修复材料、工艺筛选提供基础数据支持。     

烟渍对石窟造像的影响探究——以通江千佛岩石窟为例

四川地区石窟造像烟渍污染较为常见,通江千佛岩石窟烟熏污染较为突出。运用发射能谱和拉曼光谱对污染物组成分析,发现污染物成分主要为脂类和碳粉类两类。结合基岩基础性能、烟渍区和新鲜基岩色差、显微结构以及盐分分析发现:烟渍区和新鲜岩样色差值ΔE达到10.93,烟渍对造像颜色改变明显;焚香点蜡所致污染物一般呈黄色条状、颗粒状油脂或碳粒粉末状,无彩绘层区域烟渍直接渗入岩石内部空隙,有彩绘层区域烟渍在彩绘层表面堆积,很难渗入岩石内部;烟渍部位内层岩石的可溶盐成分与风化样相近,但含量高于风化样和新鲜岩样。烟渍污染物不仅改变石窟造像外观形貌、隐匿造像价值,而且还会导致烟渍区发生空鼓、起翘、片状剥落等次生病害。     

乾陵石质文物风化蚀变的微观特征研究

乾陵石质文物风化蚀变的微观特征研究杨钟堂（中国地质科学院西安地质矿产研究所）甄广全,马涛,和玲（陕西省文物保护技术中心）乾陵以其规模宏伟和丰富的陵墓石刻文物而著称于世,堪称＂唐代露天石雕艺术博物馆＂。现存地表的遗存主要集中在陵园朱雀门外,并以司马道为...     

广元千佛崖石窟石刻造像化学风化机理研究

广元千佛崖石窟长期受自然环境的影响,造像各类风化病害极为严重。其中化学风化引起的岩石粉化脱落、表面泛盐、孔洞状风化等病害影响了石窟造像的长期保存与展示。为了有效治理造像化学风化引起的病害,在总结国内外石质文物风化机理研究成果的基础上,通过对广元千佛崖石刻造像风化产物的分析,结合石窟保存环境特征,研究了广元千佛崖石窟石刻造像化学风化的原因,以期为石刻造像化学风化引起病害的治理,以及抢救性保护修复材料、工艺筛选提供基础数据支持。     

砂岩文物加固材料与实验室工艺研究

风化砂岩文物的加固是文物保护的重要课题。在本研究中,选择与严重风化的云冈石窟石质文物材质相同的新鲜砂岩为研究对象,采用化学加速风化方法将石质试样进行风化模拟处理,使其风化程度接近于石窟文物本体。利用4种硅酸酯类加固材料和7种实验室工艺条件,对风化模拟石质试样进行加固处理。对处理后的石质试样进行渗透深度、色差、耐盐性、耐紫外老化、无侧限抗压强度性能测试,评估各材料与实验室工艺加固效果。经研究表明:不同材料对风化砂岩均有加固效果,其中硅酸乙酯及其低聚物材料加固作用明显;同种材料、不同实验室工艺条件下加固效果却不一样,减压浸渍法实验室工艺的加固效果最大。本工作结果将为砂岩类石质文物现场加固保护提供科学基础数据。     

大佛寺砂岩砂浆类修复材料研究

大佛寺砂岩砂浆类修复材料研究马涛,和玲,路得维克大佛寺岩石的风化比较严重,除由于湿度的变化和可溶盐移动结晶等破坏作用造成岩石表层软化、沙化外,石刻、岩壁的空鼓脱层、裂隙、甚至断裂也很发育。修复这些风化岩石,如填补剥落空隙,灌注龟裂,加固裂缝,修补断落...     

乾陵风化石刻物理及水理学性质研究

经过对乾陵石刻材料的岩石矿物学鉴定和对比分析,乾陵石刻材料为奥陶纪石灰岩,主要由方解石组成,含一定的泥质成份及生物碎屑,颜色为浅灰白色到灰色,结构致密,坚硬.在乾陵建成后一千多年的历史中,地表石刻已遭到了不同程度的风化侵蚀.就其风化的机理过程而言,主要是物理、化学的作用,也有生物风化的影响:温度的周期性影响导致石刻内外的温差变化不同步,产生膨     

建筑石料耐久性的提高

如何保护石窟雕刻,防止表面风化剝蝕的題問,愈来愈重要了,尢其在云崗、龙门、麦积山等重要石窟中,成为急待解决的事。但这是一个复杂的問題,細致的工作。一股所謂风化,主要是指岩石受风雨、冰冻及阳光作用而发生的变化。这些自然現象作用于岩石,随着不同石質,不同地区的气候而产生不同程度的变化。因此很难有一个对各地区、各种石質都有同等效能的办法,也还没有能同时解决风雨、冰冻、阳光等作用的办法。现在轉載苏联技术科学副博士М·И苏波特金和工程师T·H·李伏查克的一篇研究論文"建筑石料耐久性的提高"。这篇文章提供了防止建筑石料因冰冻而破損的方法,同时在一定程度內还能防止石料表面受烟尘沾染。潤水和冰冻是大部分石窟雕刻风化的主要原因,所以可采用这个方法来处理石窟雕刻。这个方法需要的材料很容易取得,价錢便宜,方法簡单,也适宜于大規模的石窟需要。这个方法主要是用于印克壘石(苔蘚石灰石)的。采用时要考虑到石質的不同和当地的具体情况,灵活运用。最好是采集石料样品先作試驗,取得成绩后再选择較为次要的洞窟作一两个,經过长期观察(一两年),肯定了效果,然后再全面作。我們希望各地将試驗的結果写給本刊,以便广泛的交流經驗、提高工作質量。