龙门石窟碳酸盐岩体文物风化作用模拟试验研究

龙门石窟碳酸盐岩体文物风化作用模拟试验研究*

张傲1,方云1,徐敏1,陈建平2,范子龙2

【摘要】为了研究凝结水对龙门石窟碳酸盐岩表面的风化作用机理,在现场进行凝结水观测、CO2浓度监测的基础上,利用自行研制、能模拟现场温湿度环境、能提供CO2外部来源,并能对反应过程进行监控的室内模拟试验装置系统对石窟碳酸盐岩风化作用进行模拟实验。实验结果表明,凝结水会造成碳酸盐岩表面的溶解,在CO2加入的条件下风化效果加剧,岩石的质量损失和孔隙率同时增大。经过78次的模拟试验后,灰岩岩样质量损失率为0.077%~0.088%,孔隙率由实验前的0.39%~0.40%增长到0.71%~0.74%;白云岩岩样的质量损失率为0.032%~0.038%,孔隙率由实验前的0.61%~0.68%增长为0.77%~0.85%;灰岩和白云岩的平均溶蚀深度分别为89.475μm和36.865μm,溶蚀速度分别为0.0956μm/h和0.0575μm/h,风化溶蚀作用对龙门石窟文物的影响破坏较大。

【期刊名称】中国岩溶

【年(卷),期】2012(031)003

【总页数】7

【关键词】石窟;碳酸盐岩;凝结水;岩壁文物;风化作用;模拟实验

0 引言

龙门石窟位于洛阳市南郊13km处,开凿于伊河两岸的寒武系厚层巨厚层的碳酸盐岩壁上,在2000年11月龙门石窟被列入世界文化遗产名录,是举世闻名的石刻艺术宝库。受伊河两岸局部水文地质小环境的影响,石窟表面极易产生凝结水[1]。凝结水在石窟内部的岩体表面构成了气相-液相-固相相互作用

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