大足石刻小佛湾造像岩体表层风化特征及机理研究

摘要

宝顶山小佛湾造像是世界文化遗产大足石刻的重要组成部分，在经历 800年的岁月后，产生了较为严重的风化现象。2016 年 4 月，小佛湾造像保护修缮工程被国家文物局列入川渝石窟保护示范项目，以期为其他同类型的石质文物保护修缮提供借鉴和示范作用。　　本研究基于现场病害调查以及现场测试，对小佛湾造像的保存现状及风化特征进行了探究，通过SEM、XRD及室内风化模拟试验，研究了小佛湾造像表层岩体的风化机理。本研究的主要结论如下：　　（1）经现场病害调查，小佛湾造像产生了石质残缺、裂隙、粉化剥落、片状剥落、空鼓、水渍、盐析、烟熏、生物病害九种病害，其中最为严重的风化病害为剥落病害，且室内文物点与室外文物点的病害类型及表现形式存在差异。　　（2）处于不同环境条件下的文物点的表面硬度值存在细微差异，按文物点所处位置，表面硬度值从小到大依次为室内一层、室外环境、室内二层；阻尼抗钻测试试验区的砂岩条石的风化层厚度在1~5mm之间，但稳定钻入阻力基本相同；室外文物点较室内文物点风化情况更严重。　　（3）对现场所取风化砂岩及新鲜砂岩样品进行XRD测试及SEM可知：小佛湾造像岩体的主要矿物成分为石英、长石、方解石和粘土矿物；风化前后的差异表现为微观结构变疏松，出现了钙质胶结物的流失，同时出现了次生矿物高岭石及石膏，长石类矿物含量减少。　　（4）室内单一影响因素模拟风化试验表明：模拟风化试验的三个单因素里，对小佛湾造像砂岩风化影响从大到小依次为：酸雨腐蚀、冻融循环、干湿循环；干湿循环对层理发育较多的砂岩的破坏较严重；冻融循环的风化作用在岩体内部的表现较明显，且饱水冻融样品相对于干燥冻融样品风化现象更加明显；酸雨腐蚀对样品表面性质的影响更大，且随着酸性的增强，砂岩样品的破坏也增强。　　（5）小佛湾造像风化是内外因共同作用的结果，其物质组成与微观结构为风化提供了物质基础，外部环境因素为风化提供了动力。

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