宝顶山石窟造象岩壁风化产物化学特征及形成分析

为研究宝顶山石窟区造象岩壁风化破坏及渗水危害的作用机理,选择不同类型风化产物进行定期采样监测。本文重点论述了外围岩石和造象岩壁风化产物的化学成分及矿物成分、风化产物可溶盐的化学特征及可溶盐类型,以及这些特征的多年变化规律,分析论证了可溶盐不同水化学成因类型的形成特征,为防风化防渗水危害治理措施提供可靠依据。     

北山典型石窟风化产物化学特征及变化规律──典型窟渗水病害研究之二

为研究北山石窟渗水病害的形成和作用机理，提供化学保护和治水措施设计依据，对三个典型窟进行了系统采样监测。本文着重论述典型窟岩石和风化产物的化学成份和矿物成份，造象岩壁表面风化产物中可溶盐的化学成份特征及可溶盐类型．根据多年雨、早季及浸水带、潮湿带采样分析结果，获得各种化学组份多年变化规律，为探索造象岩壁风化破坏与渗水的关系以及选择化学保护方法提供了可靠的依据．     

辉长岩质边坡酸雨致滑机理试验研究

酸雨作为一种常见自然灾害,不但会对环境产生污染和破坏,也会引起岩土体的失稳破坏如边坡垮塌等,学者们对后者的研究较少。酸雨区基性/超基性岩质边坡失稳现象常见,但结合酸雨影响的失稳机理尚有待研究。本文以典型酸雨区雅安境内一辉长岩边坡为例,首先设计了岩石酸雨化学风化模拟实验,开展了不同贯通度和酸雨作用历时的辉长岩结构面酸蚀作用研究;通过岩体结构面直接剪切试验及边坡稳定性计算对比分析了不同酸雨作用历时条件下的边坡滑动稳定性,论证了酸雨作用对边坡稳定性的显著弱化作用。通过对酸雨作用前后试样的X衍射测试（XRD）、偏光显微镜薄片观察、扫描电子显微镜测试（SEM）提出了酸雨显著弱化边坡稳定性的内在原因,认为辉长岩边坡酸雨弱化机理主要体现在两个方面:岩石中的链状硅酸盐矿物（辉石）和架状硅酸盐矿物（基性斜长石）酸蚀为层状硅酸盐矿物（绿泥石、伊利石及高岭石）,显著降低结构面抗剪强度;可溶盐及部分黏土矿物逐渐被酸雨溶解携运流失,结构面上逐渐发育裂隙,使潜在滑面有效抗剪面积减小。研究成果可为酸雨地区的岩土体稳定性分析评价及加固工程设计提供参考     

敦煌莫高窟北区崖体沿纵深方向风化特征研究

日益严重的风化侵蚀,严重影响了莫高窟围岩的稳定性和壁画的赋存环境,成为威胁洞窟文物安全的严重隐患。为研究莫高窟北区崖体沿纵深方向的风化特征,选取莫高窟北区北侧一处崖体为试验点,采用逐层剖切的方法,沿水平方向由外向里依次取样编号。通过室内颗分试验、现场声波测试、可溶盐测试及X射线衍射测试,分析其变化规律。试验结果表明:地层颗粒组成的差异将影响崖体的抗风化能力;声波波速呈现震荡性的变化趋势;在水平深度0.7 m范围内钠长石含量相对减少,石英含量相对增加;崖体在水平深度0.4~1.0 m范围内可溶盐含量呈现递减特征;可溶盐是影响北区崖体风化的重要因素之一。综合分析各测试结果,认为1号、2号和3号探洞风化厚度分别为1.0 m、0.6 m和0.4 m。崖体风化呈现空间差异性,顶部风化最为严重,底部风化最弱。     

云冈石窟砂岩特性与岩石风化试验

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。     

黑色岩层的风化特征研究

黑色岩层是一种分布广泛且较为特殊的一类岩石，它的风化往往会加速各类岩石以及工程建筑物材料的风化与化过程，本文从矿物岩石学特征、黑色岩层风化的环境特征、黑色岩层中硫化物矿物氧化的地球化学过程中以及硫化物矿物氧化形成的酸性条件下其它矿物的稳定性等方面对湘西地区黑色岩层的风化特征进行了分析，为进一步深入研究黑色岩层的风化过程及机理打下了基础。     

湖北清江和尚洞风化岩壁放线菌分离及基于16S rRNA的种类分析

为探究湖北清江和尚洞岩壁放线菌物种组成及其与碳酸盐岩相互作用的关系,分别采集该洞穴无光区风化岩壁样品2份（W1和W2）和弱光区风化岩壁样品1份（W3）,采用经改良的5种已知放线菌分离培养基及1种自主设计的风化岩壁浸汁培养基两种策略优化设计分离培养基。采用稀释涂布法分离放线菌,并选择放线菌特异引物进行16S rRNA基因扩增和序列测定并构建系统发育树。结果表明,从3份风化岩壁样品中共纯化到放线菌72株,分属于放线菌纲（Actinobacteria）的4个属:链霉菌属（Streptomyces,69株）、红球菌属（Rhodococcus,1株）、冢村氏菌属（Tsukamurella,1株）和微杆菌属（Microbacterium,1株）,其中链霉菌属为优势菌属。无光区样品W1和W2分离到菌株较少,分别为9株和10株,而弱光区样品W3分离到菌株较多,为53株。研究结果为进一步研究放线菌与洞穴碳酸盐矿物相互作用的潜在关系奠定了基础。      

模拟酸雨对乐山大佛基岩影响及其防治对策

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。     

贵州平坝白云岩风化壳稀土超常富集层中稀土赋存状态的研究

以平坝白云岩风化壳剖面为例,主要利用化学连续提取的方法,结合透射电镜的分析,对碳酸盐岩风化壳岩-土界面附近的稀土超常富集层中REE的赋存状态进行了研究,获得了REE在水溶态及可交换态(相态Ⅰ)、碳酸盐结合态及专性吸附态(相态Ⅱ)、非晶质氧化铁锰结合态(相态Ⅲ)、晶质氧化铁锰结合态(相态Ⅳ)、有机质及硫化物结合态(相态Ⅴ)和残渣态(相态Ⅵ)等6种相态的含量及变化规律.结果表明,REE在富集层中主要以专性吸附态、残渣态和有机态为主.风化前缘可溶态稀土所占比例较高,为稀土在风化壳中的迁移、转化提供可能;基岩中原生含磷稀土矿物的风化产生的稀土磷酸盐矿物的聚集导致了残渣态稀土大量存在于风化前缘;此外,由于风化淋溶的不断进行,可溶态的REE在高的pH值条件与剖面中的有机质、铁锰氧化物和粘土矿物共同作用下沉淀、富集,也导致了风化前缘稀土的超常富集.     

四川仁寿牛角寨石窟盐风化作用机理与气候响应

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。     

山谷、盆地酸雨形成的特点及分析

通过多年来对酸雨监测资料的研究，根据酸雨的发展情况，分析了山谷、盆地的酸雨形成特点，提出了山谷和盆地酸雨形成的新观点，认为其酸雨的形成主要是来自当地自身环境所产生的大气污染，其次才是外界的污染因素，中和离子也是酸雨污染加重的原因之一。     

长江三峡三斗坪坝址深风化槽形成机制探讨

本文通过分析长江三峡三斗坝四条深风化槽的分布规律及特征，论述了深风化槽的形成规律及机制。     

亚热带小流域花岗岩化学风化及CO2消耗速率研究

文章选择深圳市的亚热带典型小流域作为研究对象,通过定期采集流域内降水、泉水、岩石及风化残积土样品,分析所有样品的常量元素和微量元素,探讨流域水体的化学成分组成和主要成分来源以及岩石化学风化程度和风化趋势,结合流域水文气象数据估算了花岗岩化学风化速率及CO₂消耗速率。结果表明,研究区地下水化学类型为HCO₃-Na型,主要受控于硅酸盐矿物的风化溶解作用和阳离子交换作用。花岗岩的化学蚀变指数（CIA）为47.15~57.47,残积土的CIA为59.24~82.71。A-CN-K三角图指示风化初期Na,Ca活泼性元素流失,风化中后期K元素流失,Al元素逐渐富集。花岗岩的平均化学风化速率为14.40 m/Myr。岩性、离子径流通量和气候条件的不同可能是造成化学风化速率差异的主要原因。大气酸沉降对岩石风化的贡献约占总化学风化量的11.73%。研究区平均CO₂消耗速率为0.59×106 mol/(km2 yr),酸雨使得岩石在风化过程中对大气/土壤中CO₂的消耗减少。     

深圳地区花岗岩风化球成因探讨及勘察对策

通过对深圳地区花岗岩的成因，区域构造，风化作用等因素的对比分析，探讨了风化球成因与它们的内在联系。燕山晚期混染花岗岩，蚀变花岗岩是风化球形成的内在原因，断裂构造带及次生裂隙为风化球形成提供了有利条件；风化带特征与风化球形态有密切关系。由此提出圈定花岗岩风化球发育地段的几点原则和勘察对策。列工程实例予以说明。     

乐山地区酸性降水特征、规律及防治对策

酸雨已成为世界性问题之一．它给人们造成了巨大的危害和损失。研究乐山酸雨污染形成机理、特征、变化规律以及防治对策,对于乐山这个优秀旅游城市来说．具有非常重要的意义。     

江西省风化残积型金矿基本类型及找矿前景分析

本文根据矿体产出形态和原岩类型将我省风化残积型金矿划分了七种类型，从矿床特征、构造、地貌、水文、母岩及土壤持化异常等方面，总结了江西风化残积型金矿的基本特征，厘定了风化残积型金矿含义；依据原岩性质的差异将全省划分为五种类型的风化残积土，并总结了其特征及其与风化残积型金矿之相应关系。文中对江西风化残积型金矿找矿矿前景进行了初步分析，探索了江西风化残积型金矿的主攻类型和主攻地区；指出已知含金铜（多金属     

煤矸石的危害与防治

山东省煤炭资源丰富,开采历史悠久,在数10年的开采过程中,引发了诸多环境地质问题,煤矸石危害是其中之一.境内各煤矿矸石堆存量达6651万m3,占地37900hm2.侵占大量耕地、林地、居民地和工矿用地,破坏地质地貌景观.矸石堆单体过大,形成矸石山,已引发渣石流和坍塌事故.1980年以来,因此致死19人,伤多人.浸溶试验结果表明,矸石淋滤液中SO42-、F-、Mo、Se、总硬度、pH等成份或指标偏高,甚至超过<地面水环境质量标准>(GB3838-88)中的Ⅲ类水标准,局部已对水环境构成污染.煤矸石有害可溶物因地质条件、浸泡时间、堆放时间不同而变化,风化、侵蚀可导致有害可溶物的增加.莱芜煤田矸石堆附近土壤中的硫、氟、汞等成份比对照点偏高,但低于山东省土壤成份背景值.对莱芜煤田煤矸石抽样监测,其放射性低于国家<放射性防护规定>(GBJ8-74)的标准.矸石堆露天堆放过程中,粉尘及自燃产生的气体,污染大气环境.淄博矿区岭子煤矿矸石堆附近因此形成酸雨."以防为主,综合利用"是矸石危害防治的原则,煤矸石中含有煤粉、黄铁矿、高岭石等,检选这些有用矿产,具有可观的经济效益,同时可防止矸石自燃和淋滤液污染,文中对其反应过程做了分析.     

基于分形理论的粉砂质泥岩酸雨崩解特征研究

黏土岩的崩解过程易受环境条件(如崩解液特征)影响,酸雨作用对其影响显著,但其酸雨崩解特征有待研究。目前对黏土岩崩解特征的评价多采用耐崩解性指数,仅考虑崩解后大于2mm的残留颗粒质量,未反映崩解后的整体粒径分布特征。本文以典型酸雨区攀枝花机场滑坡为依托,选取滑带粉砂质泥岩,开展不同pH值条件下的岩石崩解试验;引入分形理论,建立分形维数与酸雨历时、降雨酸度间的相关关系,定量刻画粉砂质泥岩酸雨崩解特征及影响因素;采用电感耦合等离子体发射光谱法分析不同酸度崩解溶液的离子成分差异,以探索降雨酸度造成岩石崩解特征差异的本质原因。结果表明:采用分形理论可以较好地反映粉砂质泥岩酸雨崩解特征,分形维数越大,粉砂质泥岩崩解程度越大;分形维数与酸雨历时、降雨酸度之间皆存在明显对数正相关关系;不同降雨酸度粉砂质泥岩崩解特征存在差异的原因在于白云石、方解石溶蚀程度不同。研究成果可为酸雨地区黏土岩的工程性质评价提供参考。     

TBM组装洞岩壁梁岩台缺陷处理技术研究

TBM组装间岩壁梁在施工过程中,由于受地质条件及人为因素影响,导致TBM组装间岩壁梁在施工过程中发生无法成型或岩壁梁岩台存在缺陷,对后序岩壁梁上部吊车轨道安装埋下严重的安全隐患。以吉林引松供水总干线三标TBM组装间岩壁梁为研究背景,对岩壁梁缺陷处理进行了详细分析和研究,提出了岩壁梁岩台缺陷的处理技术,并对研究结果进行了验证,对类似工程有一定的参考价值。     

水在兰州地区红层风化泥岩抗剪强度中的综合效应

水与岩土相互作用是导致岩土抗剪强度降低的主要原因之一,这种宏观表象是地下水与岩土发生了一系列复杂的力学、物理和化学方面相互作用的综合结果。因此,查明水与岩土的相互作用模式是掌握岩土抗剪强度变化机理的关键所在。本文以兰州地区红层风化泥岩为对象,采用直剪试验方法,初步探讨了快剪条件下,孔隙水化学成分及pH改变时,该类风化泥岩抗剪强度的变化特点。结果显示,在快剪条件下,水在该类风化泥岩抗剪强度中的力学效应(孔隙水压力效应)与物理、化学效应同时存在,但力学效应明显强于物理效应和化学效应。地下水物理效应和化学效应的强弱与风化泥岩可溶盐含量及其化学成分、粘粒含量及其矿物成分有关。