承德避暑山庄砂岩文物的基本性质和风化机理

世界文化遗产地承德避暑山庄内有大量的砂岩文物。在长期风化作用下,很多砂岩文物发生了严重的风化病害,亟须保护。通过现场调查,发现避暑山庄砂岩文物的风化病害主要为开裂、剥落、粉化、生物寄生等。通过室内测试,得出了该砂岩的矿物学、岩石学性质和物理、力学性质。在此基础上,分析了该砂岩的风化机理,认为钙质胶结物的溶解、干湿交替和盐分结晶膨胀是造成该砂岩粉化、剥落风化的主要原因。相关研究为该砂岩文物的修复保护提供科学支撑。     

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。     

成都金堂李家梁子M23号墓石棺构件矿物组成及风化机理研究

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。     

微环境对龙游石窟粉砂岩风化的影响

本文通过龙游石窟2号洞离洞口较近的洞内围岩的风化程度比离洞口较远的洞内围岩的风化程度更为严重的事实来论证微环境对粉砂岩风化的影响。为了描述围岩风化的严重程度,利用橡皮泥压模法对龙游石窟2号洞洞口附近围岩和洞内围岩的凿痕深度进行了量测。量测结果表明,洞内围岩凿痕的最大高差和最大起伏度的平均值分别为10.2mm和0.43。与之相比,洞口附近围岩凿痕的相应值都较小,分别为8.0mm和0.35。以上数据说明洞口围岩凿痕的风化深度较大,粗糙程度较小,被磨平的趋势更严重。作者认为, 2号洞洞口附近和洞内的微环境差异(主要包括降水、温度、光照和苔藓等)造成了上述围岩风化程度的差异。     

砒砂岩区小流域沟冻融风化侵蚀模型研究

文章通过砒砂岩区西召沟小流域冻融风化侵蚀实测资料,分析了冻融风化侵蚀与沟道各变量之间的关系。确定了该流域相同种类支沟上、中、下游的冻融风化坡面侵蚀模数、单位沟沿线沟角线长度和侵蚀量值,不同种类支沟冻融风化坡面蚀模数及单位长度沟沿线沟角线长度和的侵蚀量的比例关系,及上、中、下游冻融风化侵蚀侵蚀量的比例关系。据此建立了小流域单位长度沟沿线沟角线冻融风化侵蚀量比例模型和冻融风化侵蚀模数比例模型。根据西召沟小流域上游20条沟谷的资料,利用两种模型对该流域的冻融风化侵蚀量进行了模拟计算,两种模型的模拟计算结果分别为23757．9t和29165．1t,相差18．5％。     

风化砂岩的力学特性及本构关系研究

以不同风化程度的砂岩试件为研究对象,对其单轴、三轴力学强度进行了试验研究。结果表明,随着风化程度的增加,砂岩的力学强度逐渐降低;三轴曲线的主应力差 对砂岩强度的影响基本呈线性;不同风化程度的砂岩试件的内摩擦角随着风化程度的增加,摩擦角逐渐增大;而凝聚力则随着风化程度的增加而减小。建立了岩石三轴受力的抛物曲线-线弹性-Duncan双曲线-塑性软化-残余理想塑性5段式模型,模型能够正确反映砂岩三轴受力变形特点。     

厦门花岗石风化壳工程地质带及风化岩石的工程地质特征

本文对厦门花岗岩风化壳进行了系统地分带，共分为新鲜岩石带、微风化带、强风化带、不均匀风化岩土带及残积土带。阐述了各带工程地质特征，并进行了定量分带的探讨。本文用点荷载强度、弹性波速度及回弹锤试验结果进行了单指标和多指标的综合评判。根据大量现场和室内测试的研究资料，作者详细论述了各风化带的组构、物理力学性质及其变化规律。并建立了风化岩石点荷载强度指数Is（50）与弹性波纵波速度Vp、弹性波纵速度Vp与极限抗压强度R及点荷载强度指数Is（50）与极限抗压强度R之间的关系式。     

北盘江三叠系飞仙关组紫色砂岩风化土壤保水性改良研究

为厘清保水剂和生物炭对紫色土保水性的影响,通过室内土柱实验,设置添加保水剂和生物炭处理,研究不同处理对土壤吸水倍数、土壤水分蒸发率及保水性能的影响。结果显示不同改良措施均可提高紫色土的吸水倍数,保水剂对紫色土吸水倍数的提升比生物炭更加显著。施用保水剂可适当延缓紫色土的水分蒸发速率,然而施用生物炭则会促进紫色土水分的蒸发。绝大多数处理与空白对照(control check,CK)相比都能够不同程度改善紫色土的保水能力,而且高含量配比处理的改良效果明显优于低含量配比的处理,其中P2B2(03%的保水剂和30%的生物炭)处理可以使紫色土的保水性能达到最高。保水剂与生物炭利于低热河谷区紫色土的水分改良。本研究可为低热河谷区紫色土的水分管理提供参考。     

基于扫描电镜图像和微观渗流模型的云冈石窟砂岩风化特征分析

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。     

深圳市花岗岩风化残积土的工程地质特性

深圳市的花岗岩主要是燕山期形成的花岗闪长岩，石英闪长岩，二长花岗岩－黑云母花岗岩－花岗岩及花岗斑岩。它们的分布普遍，是各类工程的主要地基基础，深圳市的主要供水水源均源于花岗岩分布区内内。花岗岩风化残积土以砾质粘性土为主，部分为砂质粘性土，其性质与原岩岩性有所处地貌环境密切相关。     

广东丹霞山白垩系红色砂岩崖壁上风化洞穴成因的矿物学研究

基于盐风化作用和化学风化作用在砂岩风化洞穴形成中的意义,本文利用硫酸盐与氯化物等盐类物质对丹霞山岩壁上的红色砂岩进行盐浸泡实验,并对比浸泡前后岩石结构、化学成分及矿物组成的变化,旨在为盐类物质在丹霞山岩壁上洞穴形成中的意义积累科学数据。结果表明,盐浸泡可以使红色砂岩中的矿物组成产生变化;含SO₄^2-比含Cl^-的盐溶液对红色砂岩洞穴破坏更为显著,且浓度越高对砂岩表面的剥蚀作用越强烈;盐溶液会使红色砂岩胶结物严重流失,且盐类物质在砂岩孔隙中结晶后,因其粒径的逐渐增大,致使大颗粒石英附近的裂隙扩大,进而加快洞穴的形成。总体上,广东丹霞山红色砂岩崖壁上风化洞穴的成因可解释为长石溶蚀、胶结物流失与盐风化共同作用的结果。     

顾及太空风化效应的虹湾地区矿物含量反演

月表矿物含量反演是研究月球地质起源和演化的关键.太空风化作用普遍发生在月球表面,对矿物纯净光谱造成了不可忽视的影响,它弱化光谱吸收特征, 降低反射率,影响矿物含量遥感反演精度.基于Relab光谱库和Hapke辐射传输模型,将月表 4种矿物(单斜辉石、斜方辉石、斜长石、橄榄石)的二向性反射率转换成同向性的单次散射反照率,然后计算矿物的光学常数;再根据亚微观金属铁SMFe(submicroscopic metallic iron)的质量分数模拟6种不同程度太空风化效应,得到端元矿物的反射率光谱;最后基于上述方法,利用多端元线性分解方法和M3(moon mineralogy mapper,月球矿物绘图仪)高光谱数据反演不同风化程度下的矿物含量,得到月表虹湾地区辉石、斜长石、橄榄石3种矿物的含量分布.实验表明,利用多端元线性分解可以有效模拟太空风化效应对矿物光谱的影响,是研究太空风化效应影响下矿物识别及含量反演的一种行之有效的方法.      

辽宁大连地区中—新元古界砂岩盐风化穴的发现及意义

<正>1研究目的辽宁大连地区位于华北克拉通的东北缘(Zhao Guochun et al., 2012),这里中—新元古代地层发育,自下而上分别为永宁群、细河群、五行山群和金县群,其中永宁群和细河群是一套碎屑岩沉积组合,永宁群包含永宁组,细河群包含钓鱼台组、南芬组、桥头组。曾有学者针对该套碎屑岩组合开展过岩石学、层序地层学、古气候学以及物源分析等研究工作,     

辽宁大连地区中-新元古界砂岩盐风化穴的发现及意义

A small honeycomb tafoni was found on the surface of the Meso-Neoproterozoic sandstone in Wafangdian area, Dalian, Liaoning Province. It is located on the surface of the northwest side of the outcrop sandstone layer. On the top surface of the sandstone layer and on the east and south sides, the tafoni was not developed. The whole tafoni is round or oval, with a diameter of 1-5cm and a depth of 1-2cm. Through field observation and comparative analysis, it is determined that it is the salt weathering tafoni. It is formed by the precipitation and crystallization of salt from sea fog in sandstone, which causes the detrital particles on the rock surface to fall off and weathering.     

孙疃煤矿7_211工作面基岩风化带特征

煤层顶板基岩风化带特性决定了其隔水能力的强弱。通过分析孙疃煤矿7211工作面72煤层顶板基岩风化带的岩性特征、矿物成分、水理性质及物理力学性质、风化带分布特征等因素,表明:该工作面基岩风化带岩屑矿物主要为石英和长石;古地形对风化带的发育厚度变化影响较明显;风化带具有一定的隔水能力,具有抑制冒落带与导水裂隙带向上发育的作用,这对缩小防水煤岩柱、合理留设安全煤岩柱高度和回采上限十分有利。     

龙游石窟洞室围岩长达8a的风化速度及风化时限研究

本文以龙游石窟围岩表面凿痕为研究对象,采用压模法,自2004年开始,每4a一次对凿痕进行了3次测量,提取了凿痕的几何特征曲线,并量化了其几何特征。通过不同时间的测量结果对比,对洞室围岩的风化速度进行了研究,并对洞室围岩凿痕的风化趋势给出了预测。研究结果表明,在2004~2012年8a内的平均风化速度0.28~0.5mma-1,最大风化速率为0.46~0.89mma-1。且后4a内的平均风化速率要小于前4a的风化速率。洞室内凿痕在目前环境条件下的风化时限为30a左右,即其可保持的时间尺度在百年范围内。换句话说,在近百年后,洞室内的精美凿痕将消失殆尽。基于此,本文提出了减缓风化的初步建议。该成果可为更好地保护龙游石窟、科学开发国家古文物、减少管理风险提供科学依据。     

临涣矿区煤系风化带及其水文工程地质意义的初步研究

本文在调查分析临涣矿区大量钻孔资料的基础上，对矿区煤系基岩风化带的发育，分布规律及其控制因素进行了探讨，并结合矿井突水及井筒破裂情况，初步讨论了风化带的水文地质及工程地质意义。     

水岩作用对内蒙古南部砒砂岩风化侵蚀的影响分析

砒砂岩是指在内蒙古东胜至准格尔旗一带,发育于三叠纪、侏罗纪、白垩纪时期的一套河流相碎屑岩沉积,是黄河中游集中的基岩产沙区和粗泥沙的主要来源地之一。通过野外调查、样品采集和测试、水岩作用模拟等方法,分析雨水对岩石风化侵蚀的影响。对水样品测试结果的逆向模拟显示雨水对砒砂岩主要有3个方面的作用：(1)减小岩体内部粘结力,增加岩体孔隙度,促使方解石、长石、白云石、石膏和岩盐等溶解,使得岩体内孔隙度增大;(2)发生化学溶蚀,长石等矿物易于风化成高岭石、钙蒙脱石,扩大岩体中的裂隙;(3)钙蒙脱石的沉淀量较大,其遇水即膨胀的特性会给岩体内部增大压力而破坏岩石结构。水岩作用影响了砒砂岩的物理力学性质,加剧了砒砂岩风化与侵蚀。      

磷灰石的微生物风化研究进展

微生物对磷灰石的风化作用在磷的生物地球化学循环中有重要意义,其研究方法有静态研究和动态研究两类,后者较准确地反映微生物对磷灰石风化的自然状况.选用不同的研究方法视目和内容而定.磷灰石的微生物风化作用机理是核心研究内容,目前的解释包括酸解、络解,以及微生物的物理破坏作用等几个方面.     

我国南方铁铝土矿物组成及其风化和演变

论述了我国南方玄武岩和风石发育的铁铝土原生矿物和粘土矿物物组成及其风化和演变。玄武岩发育的土壤中,风化强烈的砖红壤含重矿物主要集中在１０～５０μｍ和５０～１００μｍ粒级中,达３５％～９２％;内化较弱的红壤和赤红壤含重矿物主要在１００～２５０μｍ粒级中,达１０％～２０％;而花网岩发育的铁铝土中,轻矿物占绝对优势。玄武岩发育的赤红壤和红壤中市高岭石含量低于花岗岩发育的同类±２０％。而前发育的红壤粘粒