大足石刻南山三清古洞造像表面风化特征研究

摘要

大足石刻是我国南方规模最大的石窟造像群，其中南山石刻区三清古洞（开凿于南宋绍兴年间）的砂岩造像在长期地质营力和人为因素的影响下，呈现出基质风化、彩绘层剥蚀等典型病害特征。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、离子色谱与激光粒度分析等多尺度表征技术，系统研究了三清古洞造像砂岩的风化特征。结果表明：较新鲜砂岩的矿物组成以石英、方解石、长石为主，砂岩风化后有次生产物绿泥石和生石膏生成；在微观结构方面，风化砂岩表现为胶结物溶解形成多孔网络结构以及石膏在岩体表层和孔隙内部结晶富集；与较新鲜砂岩相比，风化砂岩中SO^2-₄含量增加了约214～526倍，Ca²⁺含量增加了约19～43倍，砂粒（粒径>75μm）占比减小了1.89%～26.68%（体积分数），粉粒（粒径5～75μm）与黏粒（粒径<5μm）占比分别增加了1.84%～19.47%和0.06%～7.34%，砂粒向粉粒和黏粒的转化迁移证实风化过程中矿物转化直接导致砂岩的物理破碎与细粒化。研究结果可为石窟造像风化机理分析、石质文物保护策略制定提供参考。

关键词

大足石刻 / 三清古洞 / 造像 / 风化特征

基金资助

甘肃省科技厅基础研究创新群体项目（24JRRF001）; 甘肃省委组织部2024年度省级重点人才项目（2024RCXM28）