核磁共振(NMR)T2分布对云冈石窟风化的初步研究

摘要

云冈石窟的保护受到我国文物保护工作者的重视.恶劣的自然环境,加上人为的污染,使云冈石窟的保护问题日显严峻,必须综合治理.然而,在这些复杂因素中,岩体的风化治理最为关键.岩石的孔隙尺寸及其分布是表征岩石力学、水理性质的重要参数.同种岩石,其孔隙率越高或者孔隙分布越大,则表示岩石的力学和水理性质越差.由此可见,借助孔隙率及孔隙分布状况,可表征同种岩石的风化情况.核磁共振横向弛豫时间T2与岩石孔径分布具有一定的线性关系.随着石雕风化的加剧,岩石可视孔隙率增大,孔径大小的平均值也将相应增大.基于这一前提,本研究尝试采用核磁共振横向弛豫时间T2分析石雕文物不同深处的孔径分布情况,通过实验室对云冈石窟新鲜岩石样品,结合抗盐风化安定性实验,和对自然风化样品采用便携式核磁进行无损检测,探讨其风化程度和深度,以便深入研究石雕文物的风化状况.研究结果表明,风化岩石的新鲜层只有一类小孔隙,弛豫时间约为2～ 6ms,风化层岩石有大孔隙生成,且随着岩石风化程度增强,小孔径孔隙所占孔隙比例降低,大孔径孔隙所占比例增多.根据不同深度岩样的孔径分布情况,及新鲜岩石的孔径分布情况,可以得出岩石的风化深度为5mm左右.本研究可为后续的现场保护措施提供有价值的信息.