1 北京科技大学科技史与文化遗产研究院, 北京 100083 重庆市文物考古研究院（重庆文化遗产保护中心）, 重庆 400013
2 北京科技大学科技史与文化遗产研究院, 北京 100083
3 重庆市文物考古研究院（重庆文化遗产保护中心）, 重庆 400013
盐害是多孔材质文物中较普遍、 较严重的病害。 可溶盐在复杂的水盐活动中会持续对文物本体造成破坏。 精确鉴别文物中可溶盐的种类是研究文物盐害机理、 开展盐害治理、 设计开发相应的文物保护材料的必要前提。 为此, 建立了一套文物中可溶盐提取和鉴定的操作流程, 通过离子色谱（IC）、 光学显微镜、 红外光谱（FTIR）、 拉曼光谱（Raman）、 扫描电子显微镜（SEM-EDS）等多种技术方法的优化组合, 实现对文物中常见可溶盐的精确鉴别。 研究表明, NaCl可通过IC（浸出液中含有Na+、 Cl-）、 显微观察（立方晶体）以及SEM-EDS（主要含有Na、 Cl元素）进行鉴别; CaCl2可通过IC（Ca2+、 Cl-）以及SEM-EDS（Ca、 Cl元素）进行鉴别; Na2SO4可通过IC（Na+、 SO2-4）、 显微观察（丛状或团簇状晶体）、 FTIR（主峰1 134、 637、 615 cm-1）、 Raman（主峰993 cm-1）以及SEM-EDS（Na、 S、 O元素）进行鉴别; CaSO4可通过IC（Ca2+、 SO2-4）、 显微观察（六棱柱状、 针状或棒状晶体）、 FTIR（1 144、 668、 603 cm-1）、 Raman（1 017 cm-1）以及SEM-EDS（Ca、 S、 O元素）进行鉴别; NaNO3可通过IC（Na+、 NO-3）、 FTIR（1 379、 1 353和837 cm-1）、 Raman（1 071 cm-1）以及SEM-EDS（Na、 N、 O元素）进行鉴别; Ca(NO3)2·4H2O可通过IC（Ca2+、 NO-3）、 FTIR（1 437、 1 367、 1 047 cm-1）、 Raman（1 059 cm-1）以及SEM-EDS（Ca、 N、 O元素）进行鉴别。 另外, 通过显微形貌观察可直接鉴别出立方块状的NaCl, 丛状、 团簇状或薄片状的Na2SO4, 以及六棱柱状、 针状或棒状的CaSO4。 CaCl2、 NaNO3、 Ca(NO3)2·4H2O具有强吸湿性, 暴露在室温下有快速潮解现象, 据此可判断结晶盐中是否含有强潮解盐。 该鉴别技术组合使用常见仪器设备, 成本较低, 简单易操作, 结果可靠, 可用于不同材质文物中可溶盐的精确鉴定, 具有较好的应用推广前景。
文物保护 盐害 可溶盐 分析鉴定 Culturalheritage conservation Salt damage Soluble salts Analysis and identification 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3826
1 北京科技大学科技史与文化遗产研究院，北京 100083
2 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 脊椎动物演化与人类起源重点实验室，北京 100044
3 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心，北京 100044
4 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京100049
新疆哈密地区翼龙化石具有极高的科学研究价值。 哈密翼龙动物群主要埋藏在早白垩世湖相地层形成的雅丹中, 富集在风暴沉积层。 化石一旦暴露地表, 就会发生不同程度的自然风化破碎, 尤其是见水或受潮后风化更为严重。 哈密大海道2号水源地附近的雅丹底部由于地下水和间歇性地表水的作用, 发生了严重的盐碱析出导致的强烈风化现象, 造成雅丹下部剥落侵蚀和上层雅丹重力坍塌, 从下到上不同地层的风化程度差异较大, 底部地层的风化最为剧烈。 对大海道雅丹地层剖面取样, 利用多种分析方法确定每一层的岩性和可溶盐种类, 从微观上揭示雅丹风化的机理。 偏光显微观察和X射线衍射(XRD)结果显示每一层都含有石英、 长石、 方解石和粘土矿物, 矿物组成无较大差异, 但粘土含量差别较大。 精确的可溶盐种类鉴别方法, 包括离子色谱(IC)确定出样品中可溶盐离子含量及种类, 拉曼光谱(Raman)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)鉴别出样品中的硝酸盐和硫酸盐, 扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)鉴别出氯盐、 硝酸盐和硫酸盐。 结果显示雅丹各风化层中最底层可溶盐主要是NaCl和Na2SO4, 第二层是NaCl和CaCl2, 第三层是NaCl, 盐种类/含量的差别是此处雅丹从下到上发生不同风化现象的重要原因。 结合大海道雅丹所处的气候地理环境(极干旱高盐碱地区、 水源地附近), 探讨水盐活动规律并关联风化表现, 分析该处雅丹风化原因, 内因是每层沉积岩的岩性不同, 外因是水和盐(NaCl, Na2SO4, CaCl2)的共同作用下, 强烈的水盐活动造成了埋藏有哈密翼龙化石的雅丹严重化学风化。 这一风化机理也可很好地解释哈密翼龙化石及其围岩层受潮后的强烈风化破碎现象。
哈密翼龙 雅丹 风化机理 可溶盐 哈密 Hamipterus Yardang Weathering mechanism Soluble salts Hami 
