Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＧ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 工程地质学报 １ ０ ０ ４ － ９ ６ ６ ５ ／ ２ ０ １ ０ ／ １ ８ （ ５ ） ０ ７ ４ ２ ０ ６
微环境对龙游石窟粉砂岩风化的影响
张中俭 ① 张路青 ① 李丽慧 ① 王学良 ① 傅 燕 ② 李粉霞 ③
对龙游石窟 ２号洞进行调查， 发现其洞口附近 围岩凿痕的风化程度较洞内围岩凿痕的风化程度更 为严重。为了量化其风化程度， 针对石窟内凿痕的 特征， 作者提出采用橡皮泥压模法对 ２号洞洞内围 岩凿痕的深度进行量测， 得到了相应的凿痕深度曲 线。从所测得的凿痕深度曲线上提取最大高差和最 大起伏度两个指标用来定量化评价 ２号洞洞口和洞 内围岩凿痕的风化程度。随后， 从围岩所处微环境 的差异分析了其风化程度差异的原因。
（ ５ ） 张中俭等：微环境对龙游石窟粉砂岩风化的影响 １ ８
７ ４ ３ຫໍສະໝຸດ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄｂ ｙｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｗ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓｗ ｈ ｉ ｃ ｈｍ ａ ｉ ｎ ｌ ｙｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅｒ ａ ｉ ｎ ， ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｉ ｌ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄｌ ｉ ｃ ｈ ｅ ｎｉ ｎｔ ｈ ｅｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇｒ ｏ ｃ ｋｎ ｅ ａ ｒ ｂ ｙｔ ｈ ｅｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅｔ ｈ ｅｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎ ． Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ，Ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎ ，Ｗｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ，Ｗｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｄ ｅ ｐ ｔ ｈ ，Ｐ ｅ ｌ ｉ ｔ ｉ ｃｓ ｉ ｌ ｔ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅ ， Ｍ ｏ ｓ ｓ ２ ） 取橡皮泥 水平向测线用以提取凿痕几何信息；（
① ① ① ① ② ③ Ｚ Ｈ Ａ Ｎ ＧＺ ｈ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ Ｚ Ｈ Ａ Ｎ ＧＬ ｕ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｌ Ｉ Ｌ ｉ ｈ ｕ ｉ ＷＡ Ｎ ＧＸ ｕ ｅ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ Ｆ ＵＹ ａ ｎ Ｌ Ｉ Ｆ ｅ ｎ ｘ ｉ ａ
（ ｅ ｙＬ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＧ ｅ ｏ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ， Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙａ ｎ ｄＧ ｅ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ２ ９ ） ） ①Ｋ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｌ ｏ ｎ ｇ ｙ ｏ ｕＧ ｒ ｏ ｔ ｔ ｏ ｅ ｓ ， Ｌ ｏ ｎ ｇ ｙ ｏ ｕ ３ ２ ４ ４ ０ ０ ） （ ②Ｉ （ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｉ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎＭ ｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ５ １ ５ ） ③Ｓ
１ ０ ～ １ ２ ］ 众多的游客和学者 ［ 。
图１ 测量凿痕风化深度的压膜方法 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔ ｈ ｅｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｅ ｎ ｅｏ ｎｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅｃ ｈ ｉ ｓ ｅ ｌ ｍ ａ ｒ ｋ ｓ
ａ ．洞口附近围岩的凿痕；ｂ ．洞室内部围岩的凿痕
。国内
［ １ ～ ７ ］
外已开展了环境对岩石风化程度影响的研究 然而， 对于地下洞室围岩风化的研究尚不多 其是微环境对地下洞室围岩风化的影响。
。
［ ８ ， ９ ］
， 尤
龙游石窟是一座大型的古代地下洞室群， 一直 被水充填， １ ９ ９ ２年抽水后才被发现并被开发为旅游 景区。龙游石窟洞室群位于浙江省龙游县城以北的 衢江北岸， 分布区内的地层为白垩系上统衢县组 （ Ｋ ｑ ） ， 岩性为砖红色厚层状泥质粉砂岩夹细砂岩。 ２ 据文献［ １ ０ ， １ ２ ］ ， 龙游石窟可能开挖于 ２ ０ ０ ０多年前 的西汉时期。自开放以来， 龙游石窟以其宏大的地 下建筑、 巧妙的构思以及岩壁上精美的凿痕吸引了
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｆ ｉ ｖ ｅｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｔ ｅｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅｕ ｎ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄａ ｎ ｄｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｅ ｄｉ ｎＬ ｏ ｎ ｇ ｙ ｏ ｕｉ ｎＪ ｕ ｎ ｅ １ ９ ９ ２ ．Ｔ ｈ ｅ ｙｗ ｅ ｒ ｅｍ ａ ｎ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ ｃ ａ ｖ ｅ ｄｉ ｎｓ ｉ ｌ ｔ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅａ ｔ ｓ ｈ ａ ｌ ｌ ｏ ｗｄ ｅ ｐ ｔ ｈ ｓ ｍ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ２ ０ ０ ０ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ａ ｇ ｏ ．Ａ ｓ ｔ ｉ ｍ ｅ ｇ ｏ ｅ ｓ ｏ ｎ ， ｗ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｃ ｋ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎ ｓ ｉ ｓｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ｅ ｌ ｙ ．Ｔ ｈ ｅｆ ａ ｃ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅｗ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅｏ ｆ ｔ ｈ ｅｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇｒ ｏ ｃ ｋｎ ｅ ａ ｒ ｂ ｙｔ ｈ ｅｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｎ ｏ ． ２ｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎｉ ｓ ｍ ｏ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｔ ｈ ａ ｎｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ Ｎ ｏ ． ２ｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎａ ｒ ｅ ｅ ｘ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅｏ ｆ ｔ ｈ ｅｐ ｅ ｌ ｉ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｌ ｔ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅ ｄ ｕ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｐ ｔ ｈ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｉ ｓ ｅ ｌ ｍ ａ ｒ ｋ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇｒ ｏ ｃ ｋｎ ｅ ａ ｒ ｂ ｙｔ ｈ ｅｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅｔ ｈ ｅｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎＮ ｏ ． ２ｗ ｅ ｒ ｅｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄｕ ｓ ｉ ｎ ｇｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｅ ｎ ｅ ．Ｔ ｈ ｅｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｈ ｉ ｓ ｅ ｌ ｍ ａ ｒ ｋｄ ｅ ｐ ｔ ｈ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ．Ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇｔ ｏｔ ｈ ｅｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅｍ ｅ ａ ｎｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓｏ ｆ ｔ ｈ ｅｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ｈ ｉ ｇ ｈｒ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｔ ｈ ｅｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍｆ ｌ ｕ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｒ ａ ｔ ｉ ｏｏ ｆ ｔ ｈ ｅｃ ｈ ｉ ｓ ｅ ｌ ｍ ａ ｒ ｋ ｓ ｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅｔ ｈ ｅｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎｉ ｓ １ ０ ２ｍ ｍａ ｎ ｄ０ ４ ３ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｉ ｓ ｅ ｌ ｍ ａ ｒ ｋｎ ｅ ａ ｒ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｍ ａ ｌ ｌ ｅ ｒ ．Ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｍ ｅ ａ ｎｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ８ ０ ｍ ｍａ ｎ ｄ０ ３ ５ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．Ｔ ｈ ｅａ ｂ ｏ ｖ ｅｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅｗ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅｏ ｆ ｃ ｈ ｉ ｓ ｅ ｌ ｍ ａ ｒ ｋ ｓｎ ｅ ａ ｒ ｂ ｙｔ ｈ ｅｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｃ ｅａ ｒ ｅｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅｔ ｈ ｅｃ ａ ｖ ｅ ｒ ｎ ．Ｉ ｔ ｉ ｓｂ ｅ ｌ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅａ ｂ ｏ ｖ ｅｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｗ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅｉ ｓ
（ ０ ０ ０ ２ ９ ） ①中国科学院工程地质力学重点实验室 中国科学院地质与地球物理研究所 北京 １ （ ２ ４ ４ ０ ０ ） ②浙江省龙游石窟研究所 龙游 ３ （ １ ０ ５ １ ５ ） ③南方医科大学 生物技术学院 广州 ５ 摘 要 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 ０ ２ ｍ ｍ和 ０ ４ ３ 。与之相 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 １ 比， 洞口附近围岩凿痕的相应值都较小， 分别为 ８ ０ ｍ ｍ和 ０ ３ ５ 。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， 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 被“ 磨平” 的趋势更严重。作者认为， 围岩风化程度的差异。 关键词 微环境 地下洞室 风化程度 风化深度 粉砂岩 中图分类号： Ｐ ６ ４ ２ 文献标识码： Ａ