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云冈石窟砂岩岩性特征

时间:2021-01-22 历史故事 版权反馈
【摘要】:云冈石窟砂岩的分选一般、磨圆较差,总体属于近距离搬运沉积而成。该层泥岩构成了云冈石窟砂岩陡崖的基座。该层砂岩是云冈石窟造像的主体地层,连续性非常好,在整个云冈石窟均有分布。
云冈石窟砂岩岩性特征_石窟岩体结构稳定

3.3.2 云冈石窟砂岩岩性特征

云冈石窟分布于巨大透镜体状杂砂岩(又称云冈石佛砂岩)中。将研究区砂岩进行详细梳理,可以自下而上分出11层。砂岩岩性主要为钙质胶结砂岩,在砂岩透镜体底部,常可见砾石。砂的主要成分为石英、长石及岩屑,而砾石主要为石英角砾、岩块,甚至可见泥岩团块。云冈石窟砂岩的分选一般、磨圆较差,总体属于近距离搬运沉积而成。除砂岩外,云冈石佛砂岩中分布有泥岩或泥质粉砂岩夹层,如第4层、第8层、第10层。由上述可知,第3层中夹带状的青灰色泥岩,其沉积过程非常复杂。

下面对云冈石窟砂岩沉积特征介绍如下(附图2)。

第1层泥岩:褐红色—砖红色;铁质含量高,主要的矿物成分为蒙脱石、伊利石等;水平层理非常发育,属于高温湖相沉积结果;与其上第2层之间属于突变接触关系,并有明显的冲刷构造。该层泥岩构成了云冈石窟砂岩陡崖的基座。

第2层泥质、钙质胶结长石石英砂岩:青灰色;主要成分为石英、长石及泥岩团块,磨圆分选较差,导致岩性的均匀性差,从含砾长石石英砂岩到粉砂质泥岩均有分布;在崖壁中分布较稳定,其典型的特点是具有非常明显的大型槽状交错层理,同时,该层大量搅入了下部沉积的泥岩团块;砂岩的强度相对较低,同时容易形成差异风化,构成了砂岩陡坎的底部和石窟的底部。由于其岩性不均匀,容易出现风化,导致石窟造像底部出现明显的破坏,如五华洞范围内廊柱下部的强烈风化破坏。

第3层粗粒石英长石砂岩:中厚层状,强度高,抗风化能力较强;底部有比较明显的交错层理发育,中部层理不太明显,基本为块状构造;砂岩层理规模大,总体向南倾斜,指示当时的水体流向;除了西区局部发育有带状泥岩夹层外,砂岩质地均匀,属于快速沉积形成。

该层砂岩是云冈石窟造像的主体地层,连续性非常好,在整个云冈石窟均有分布。厚度在昙曜五窟处最大,为该五窟的开凿提供了良好的地层条件。

第4层灰青色粉砂质泥岩、页岩,夹灰黄色薄层状粉砂岩:该层主要分布于第3窟以东地段,延伸至第1窟东逐渐尖灭;主体是泥质粉砂岩或泥岩,夹砂岩透镜体,泥岩颜色以青灰色、灰黄色为主,泥岩或者泥质粉砂岩水平层理发育,而砂岩透镜体发育小型斜层理。该层主要为湖相沉积,局部受河流冲积影响,有可能为河湖交互相沉积。该层抗风化能力非常差,在崖壁形成风化凹槽,导致上部岩体悬空形成危岩体。其中第1窟、第2窟窟门上部正是该岩层发育的地段,历史上该窟门曾出现坍塌破坏。

第5层钙质铁质胶结石英长石砂岩:褐黄色、褐红色,薄—中厚层状;砂岩在云冈石窟砂岩陡崖中连续分布,与第3层共同构成了佛像雕凿的主要岩层;主要由中—粗粒砂岩,含砾石粗砂岩及少量泥质粉砂岩组成;相对于第3层砂岩,均匀性相对较差,并具有细—粗—细的多层沉积韵律;在相对较细的中粒砂岩、泥质粉砂岩中,基本以水平层理为主,而相对较粗的含砾石粗砂岩中,斜层理发育。因此,该层砂岩可能为临湖的河口沉积。由于水平层理发育,该层砂岩在崖壁风化为条带状。

第6层杂色中粒砂岩与粉砂质泥岩互层:灰褐色、青灰色、褐黄色;主要分布于龙王沟东西两侧山体上,特别是第3窟顶部和龙王沟西侧平台;在第3窟顶部基本以泥质粉砂岩为主,夹少量泥岩、砂岩,砂岩夹层胶结差,易风化,而在龙王沟西侧平台主要为紫红色泥岩。岩层水平层理非常发育,属于湖相沉积。该层岩石强度低,滞水性好,在第3窟构成了顶板岩体,导致该窟顶板坍塌严重。

第7层粗粒状含砾石长石石英砂岩:褐黄色;交错层理发育比较典型;岩性强度较高,一般形成沟坎,并构成石窟顶板主要岩体;底部携带了较多泥岩团块,岩石强度相对较低,与第6层之间具有明显的冲刷现象。该层属于河流冲积相沉积。

第8层红褐色泥岩:中厚层状;基本分布在以第3窟为界的东区,主要呈红褐色,局部为青灰色;强度低,形成风化凹槽或缓坡地形。该层主要以干旱条件下的湖相沉积为主。

第9层中粒状铁锰质、泥质长石石英砂岩:黄灰色、褐黄色;是云冈石窟顶部岩层中发育厚度较大的一层,主要以槽状层理为主,局部为斜层理;岩性以砂岩为主,层理比较发育,顺层风化比较严重,呈非常典型的蜂窝状风化。该层主要为辫状河流相沉积,水动力条件较弱。

第10层粗粒长石石英砂岩:褐黄色;主要由强度较高、抗风化能力较好的砂岩组成;在云冈石窟往往形成崖壁顶部的悬空岩体;主要以水平层理为主,少量为斜层理;相对于第9层而言,该层泥质含量降低,差异风化不明显。

第11层长石石英砂岩:该层仅局部发育,往上相变为泥岩。

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