四川石窟及摩崖造像主要问题及其治理对策

介绍了四川地区石窟及摩崖造像的分布特征及所处的地层岩性,总结了四川地区石窟及摩崖造像存在的主要问题,即风化剥壳、石窟及摩崖造像表面渗流水致杂草丛生和岸坡或崖面后卸荷裂缝导致的石窟及摩崖造像基体或两侧岩体失稳,探讨了问题治理对策。     

石窟寺典型工程地质变形破坏模式及分类体系

石窟寺是宝贵的石质文物,但在复杂的赋存环境、长期的侵蚀风化以及人类活动的影响下产生了多种变形破坏问题.详细的破坏分类体系是石窟寺病害表征、解释、分级和预测的基础,而目前尚未有针对石窟变形破坏的综合分类方法.分析了川渝、陇东地区代表性石窟的工程地质条件和变形破坏特性,将石窟的变形破坏类型分为工程地质成因型和工程地质力学型,建立了2大类、6亚类、24种破坏现象的综合分类体系.采用工程地质类比法对比了石窟变形破坏及诱发机制的南北差异.陇东石窟因卸荷产生的变形破坏更多,而微环境扰动带来的变形破坏在川渝石窟更突出.在微环境扰动下,川渝石窟的破坏响应以鳞片状剥落破坏为主,而陇东石窟以渔网状剥蚀破坏为主.      

石窟薄层顶板破坏的早期潜在原因分析

为了探讨导致某石窟4号硐顶板破坏的最初潜在原因,根据石窟变形破坏规律及结构边界条件,采用粘弹性薄板理论,给出了广义开尔文模型下岩层的粘弹性变形、应力解析解。为了在任意一时刻给出全域应力、位移的分布状态,提出了一种解析解全域逐点搜索法,将全域划分细密网格,用所建立的解析解计算每小区中点的应力及网格点位移值。通过分析计算,给出了石窟顶板随时间变化的位移场、变形规律及顶板可能产生受拉破坏的变化规律,其中,有两处的受拉区分界线与现在的破坏裂缝线基本吻合,说明石窟成形初期,因内能释放而产生的受拉区及其边界分界线是后来真正破坏的早期潜在不稳定源。这一结论对保护和维护石窟稳定性具有实际参考意义。实例表明,所建立的模型及分析方法是正确和合理的,方法及结论均具有通用性。     

石窟寺岩体劣化机制与失稳机理研究进展

石窟寺作为弥足珍贵的文化遗产,受内外因素的长期影响,劣化严重,失稳破坏现象频发.为更好地开展石窟文物保护,对石窟寺岩体劣化失稳方面的研究成果进行了系统梳理.在阐述石窟寺岩体劣化和破坏研究的基础上,从成岩环境与区域地质、区域环境演化、可溶盐、水环境、生物作用、洞窟形制和多因素耦合共7个方面总结了各因素作用下石窟寺岩体的劣化机制与失稳机理,指出石窟寺岩体劣化失稳的根本原因是内外因素引起的力学作用、物理作用、化学作用、生物作用的相互耦合,往往表现为岩体内部微结构产生-拓展-贯通-成网的演化过程,并导致岩体发生累积性和瞬时性破坏.石窟寺岩体的劣化失稳表现出多样性和地域差异性,研究思路可相互借鉴,并由此展望了石窟寺岩体保护在多尺度、多手段、多因素耦合和多区域联合等方面的研究需求.     

石窟的地学基础及其分类

石窟是一种佛教建筑，以往均从宗教、文化和艺术等方面加以研究，但开凿石窟离不开一定的地质地貌，尤其是岩石条件，因此，石窟与地学，特别是岩石有着密切的关系。着重岩石与石窟的关系探讨石窟的地学基础及其分类，从地学的角度探讨有关石窟的保护问题。     

四川广元千佛崖石窟造像表面风化的环境地质问题分析

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。     

龙山石窟

龙山石窟龙山石窟位于山西省太原市西山中段，是全国唯一的道教石窟。石窟凿于石炭系中上统厚层含砾砂岩中，成窟于元朝初年，内有彩绘的神道雕刻和壁画，有较高的文物价值。龙山石窟和西山南段的天龙山石窟、北段的石佛遗迹都开凿在同一岩层中，这层厚展状灰白色含砾砂岩...     

喷锚技术用于麦积山石窟维修保护获得成功

具有1500多年历史的甘肃省天水市麦积山石窟,几经兴衰,曾遭受北魏太武帝、北周周武帝、唐朝唐武宗3位皇帝下诏灭佛的厄运,金兵侵占秦陇一带时,麦积山崖阁栈道毁于兵火。组成麦积山山体的岩石是老第三系紫红色砂岩、砂砾岩,开凿石窟的陡峭崖面、石窟和石柱风化严重。新中国成立后,国家对麦积山石窟非常重视,先后建立了保护和研究机构。1976年至1984年,国家拨款400多万元,用8年时间对麦积山石窟进行维修保护。用钢材复建了凌空崖阁栈道,从拍摄的这张照片观看,好似高楼大厦中的楼梯和走廊。对开掘石窟的崖面、石窟、石柱等采用喷锚工艺新技术。…     

安岳毗卢洞石窟水害成因分析

安岳毗卢洞是宋代四川密宗的主要道场之一,对研究巴蜀石刻历史有极高的文化价值和艺术价值。由于年代久远,石窟渗水病害以及由于渗水衍生的其他病害不同程度地对文物造成了破坏,渗水病害是石雕岩体的最突出的问题。为研究毗卢洞石窟水害成因,基于水文地质勘察成果,排除支持毛细水对石窟的影响,并结合地面径流、包气带水、凝结水和悬挂毛细水等影响因素,研究大气降水的周期变化和水汽-凝结水的循环交替变化带来的不稳定状态对石窟的影响,探究毗卢洞石窟水害成因模式。结果显示：石窟渗水来源为大气降水和空气中的水汽。大气降水到达地表后,部分由构造裂隙、风化裂隙、孔隙进入岩体形成包气带水,部分在雨强条件合适时形成地面径流,其具有周期变化的特点。大气降水的周期变化和水汽-冷凝水的循环交替带来的不稳定,加速了石窟水害的发生。研究成果可以为石窟寺水患防治和文物保护提供科学依据及参考。     

西北干旱区石窟遗址保护

我国的石窟研究遗址主要分布于西北干旱区。由于独特的自然条件,风蚀风化作用强烈,大批遗址已破坏严重。因而开展石窟遗址防风化加固和岩体裂隙灌浆研究十分必要。钾水玻璃(PS)是一种水溶性的无机胶结加固材料,试验证明经PS-C材料加固后的岩体强度成倍增长,耐风蚀能力、耐水能力明显提高。论文全面详尽地总结了PS-C材料加固石窟遗址技术,认识到PS-C是西北干旱地区石窟遗址加固的一种有效材料,可达到较理想的加固效果。     

红庆梁煤矿地应力场特征及巷道稳定性分析

针对红庆梁煤矿回采巷道变形严重问题,采用空心包体地应力测量方法对红庆梁煤矿3-1煤的地应力进行了实测,获得地应力场分布特征。应用地质动力区划法划分红庆梁井田Ⅰ—Ⅴ级断裂构造,应用“岩体应力状态分析系统”,进行应力区划分和巷道稳定性分析。研究表明：红庆梁煤矿地应力场属于以水平压应力为主导的水平构造应力场,地应力场方向对巷道稳定性影响较小;井田范围内共划分4个应力区：低应力区、正常应力区、应力梯度区、高应力区,分别占井田面积的5.9%、55.7%、27.0%、11.4%;应力大小是影响巷道稳定性的主要原因,致使处于应力梯度区和高应力区内的巷道变形严重。地应力场的分布特征分析和应力区的划分对红庆梁煤矿及类似条件矿井的采掘部署和支护设计具有重要作用。移动阅读     

中国北方地区二叠纪岩相古地理

主要以实地踏勘和测量建立的87个标准剖面及529个辅助剖面为基础，通过对二叠系分布格局、岩石学特征、沉积构造特征、古气候、古生态、古环境等分析，来恢复中国北方地区二叠纪的古地理面貌。早二叠世：主要存在额尔古纳和佳木斯古陆，塔里木-敦煌-祁连-内蒙古古陆；海域主要分布在松辽海相区，华北残留海湾相区，柴西残留海湾相区和南准噶尔-吐哈-北山残留海湾相区；此外还有塔里木西部碳酸盐台地相区和准噶尔腹部河湖相区。中二叠世：早二叠世的古陆依然存在，但华北北部古陆范围明显缩小，而准噶尔南缘-吐哈地区已上升成为陆地；海域只局限在东北和南祁连地区，华北地区-北祁连地区大面积为河湖相发育区；塔里木盆地主要为陆相碎屑岩沉积；准噶尔地区发育河湖相沉积，北山残留海盆火山碎屑岩发育。晚二叠世：仅在南祁连地区有海相沉积，其他地区均为陆相沉积，东北地区陆相和湖泊相沉积占主导地位；华北地区-北祁连地区主体为河湖相沉积；塔里木盆地整体为河湖相沉积；准噶尔-吐哈盆地主体为河湖相沉积。     

渤海东部和黄海北部表层沉积物稀土元素的分布特征与物源判别

为了探讨渤海东部和黄海北部稀土元素分布特征及其影响因素,对渤海东部和黄海北部138个表层沉积物样品进行电感耦合等离子体质谱法分析.结果表明:渤海东部和黄海北部沉积物的配分模式与中国黄土的接近,与周边的鸭绿江、黄河等河流输入物质也有相似性,表明研究区沉积物主要来自于周边大陆.沉积物物源判别结果显示:山东半岛近岸及其西南部沉积物主要来源于黄河,该区域沉积物分布受山东半岛沿岸流及近岸潮流影响;研究区东部沉积物稀土元素组成特征与鸭绿江沉积物组成相近,表明研究区东部沉积物可能由鸭绿江供应;研究区西北部沉积物主要来源于黄河及辽宁沿岸物质输入,局部有滦河、六股河物质存在;研究区东南部物质主要来源于黄河.对沉积物稀土元素百分含量及参数特征值进行了Q型聚类分析,将研究海域沉积物划分为4个不同的区域,分别为北黄海东部区域(Ⅰ)、山东半岛近岸周边区域(Ⅱ)、渤海东部中部区域(Ⅲ)及研究区的西北部与东南部分布区(Ⅳ).      

冀北小梨树沟地区土壤地球化学异常特征及其找矿预测

冀北地区矿产资源丰富,但第四系覆盖严重.为优选冀北小梨树沟地区的找矿靶区,在此地区开展了1:1万土壤地球化学测量工作,运用富集系数、变异系数等理论和方法,对研究区内Au、Ag、Bi、As、Cu、Pb、Zn、Mo、Mn共9种元素的测量数据进行统计分析,显示出Ag、Pb、Zn、Bi元素为研究区内有利成矿元素.运用SPSS软...     

黑龙江省煤层气勘探开发的目标与方向

黑龙江省东部三江地区为煤层气资源主要富集带，其六个矿区4350km^2煤层气资源量初步评价为1870亿m^3，通过对各盆地煤层气参数和评价条件研究，共选择出八个目标区，优选其中的鹤岗南—鸟山区、鸡西区邱家—荣华区为首选勘探开发区。针对不同情况，采用地面钻井抽放、生产矿井和废弃矿井抽放相结合的开采方式，循序渐进、滚动发展，不失为一条科学合理的发展之路。     

辽西彰武—黑山区逆冲推覆构造的发现及找煤意义

辽西彰武—黑山地区是阜新盆地外围重要的找煤远景区。通过对本区野外地质调查和室内地质资料的分析研究,识别出纬向EW构造带、NEE向华夏系构造带和NNE向新华夏系构造带;划分了近EW向、NE与NNE向褶皱-逆冲构造系,以及NW向、NE和NNE向张扭性断裂系;发现了一系列NE-NEE向的逆冲推覆断层、褶皱和被它们分割的岩体组成的逆冲推覆构造;在该逆冲推覆构造体下,发现了早侏罗北票组的煤系露头并圈出了赋煤预测区;指出NNE向新华夏系构造带中的凹陷是本区的找煤重点。     

Searching for the perfect surface area normalizing term—a comparison of BET surface area-, geometric surface area- and mass-normalized dissolution rates of anorthite and biotite

Dissolution rates were calculated for a range of grain sizes of anorthite and biotite dissolved under far from equilibrium conditions at pH 3, T = 20 °C. Dissolution rates were normalized to initial and final BET surface area, geometric surface area, mass and (for biotite only) geometric edge surface area. Constant (within error) dissolution rates were only obtained by normalizing to initial BET surface area for biotite. The normalizing term that gave the smallest variation about the mean for anorthite was initial BET surface area. In field studies, only current (final) surface area is measurable. In this study, final geometric surface area gave the smallest variation for anorthite dissolution rates and final geometric edge surface area for biotite dissolution rates.     

中国东南沿海与南岭内陆A型花岗岩的对比及其构造意义

中国东南部广泛发育中生代A型花岗岩,按其空间展布,可区分为东南沿海和南岭内陆两个岩带。东南沿海A型花岗岩主要形成于晚白垩世（92～103Ma）,时间跨度不大,而南岭内陆A型花岗岩起始时间早,延续时间长（186～124Ma）,自早侏罗世至早白垩世均有发育。东南沿海A型花岗岩可区分为过碱性和铝质两种类型,但南岭内陆A型花岗岩基本均属铝质类型。与南岭内陆A型花岗岩相比,东南沿海A型花岗岩相对富SiO2,富Na2O,而K20,Rb,Sr,Ba含量及FeO＊／（FeO＊＋MgO）比值则相对偏低。Nd同位素示踪指示两带A型花岗岩均为壳幔混熔岩浆经高度分异演化结晶的产物,但不同地区A型花岗岩因区域引张程度不同,导致幔壳物质混熔比例存在差异。通过对两带A型花岗岩共生岩石组合及产出构造背景的综合分析,认为东南沿海A型花岗岩形成于与古太平洋板块西向俯冲有关的弧后伸展引张环境,而南岭内陆A型花岗岩的产出则主要受板内裂谷环境控制,可能与古特提斯及古太平洋构造域的联合制约有关。     

不同埋深马兰黄土孔隙结构试验

本文采用"注胶法"制得用以观察分析和定量研究的黄土微观结构试样,借助扫描电子显微镜和数字化图像分析系统,观察并讨论黄土孔隙结构特征及其随黄土埋深增加的变化规律。结果表明,不同埋深马兰黄土依据孔隙率或孔隙面积率分类均属于疏松多孔性土。黄土孔隙连通性随埋深增加逐渐减弱;埋深由小到大,马兰黄土孔隙的主要结构特征由相对不稳定的大、中架空孔隙,过渡为相对稳定的微、小镶嵌孔隙,定量表现为大、中孔隙面积率之和随黄土埋深的增加减小约63.04%,而小孔隙面积率增加约40.57%,微孔隙面积率增加约22.47%。通过对孔隙形状分布的分析,上述不同类型孔隙面积率的增加或减少主要源于细长形和不规则形孔隙面积的改变。此外,不同埋深马兰黄土中细长孔隙的面积在微、小、中、大孔隙的面积中均占主导地位。就孔隙数量而言,马兰黄土中微、小、中、大孔隙的数量随深度增加依次急剧减少,此现象主要由4种孔隙中圆孔数量的显著差异引起,表明圆孔的孔径多偏小。     

Elements’ Geochemical Characteristics of PM10 and PM2.5 in Beijing During Winter and Spring

From 2012 to 2013, heavy haze frequently hit Beijing in spring and winter. The fine atmospheric particulates can be inhaled by people, and remain in the respiratory tract and lung for quite a long time. The heavy metal elements in the particles are harmful, and even carcinogenic to human bodies. Therefore, it is necessary to master the geochemical characteristics and the temporal and spatial distribution of the heavy metal elements in atmospheric particles. The atmospheric particulates (TSP/PM₁₀/PM_2.5) were collected by using TH1500C intelligent medium volume (80~120 L/min) air samplers in the five functional areas and suburbs of Beijing, respectively in January 2013 (heating period) and April 2013 (non-heating period). The five functional areas were: building materials factory area, residential area, education area, business area and recreation area, each functional area having three sampling sites, and five in suburbs. The sampling height was 1.5 m above the ground and the distance of the sampling sites to roads exceeded 50 m so as to avoid excessive impact of vehicle exhaust emissions. These samples were analyzed by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS), Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer(ICP-OES)and Atomic Fluorescence Spectrometer (AFS), by which 21 elements including Al, Fe, Mn, As, Hg, Cd, Cr were tested. Based on the comparisons of the concentration and element content variation of atmospheric particulates of these functional areas in and after the heating period, the spatial distribution of atmospheric particulates and the influence of coal combustion on the concentration and composition of atmospheric particulates were revealed. The elements sources of atmospheric particulates were also discussed by computing the enrichment factor of the elements, providing a scientific basis for the air contaminant treatment in Beijing. The results showed that the total concentration of the 21 elements of PM₁₀ and PM_2.5 in the functional areas of Beijing in winter was higher than that in spring, the most marked among them being the business area. In winter, the concentration of pollution elements in the building materials factory area and the business area in Beijing was extremely high, and the residential area, education area, recreation area and suburbs where people live were much better, among which the education area was the best. The concentration change of particulates in suburbs was quite smaller in winter and spring than that of the urban area. It also showed that the concentrations of Cd, Cr, As and Hg in PM₁₀ increased by 233%,306%,298%,141%,respectively and the increase in PM_2.5 was 442%、309%、310%、256%, respectively. These abovementioned elements show a tendency to accumulate mainly in PM_2.5 whose concentrations in winter were significantly higher than those in spring. It indicates that coal heating during winter makes great contributions to the polluting elements in atmosphere and the main polluting particulates are Cd, As and Hg.