《表2 平遥古城城墙古砖风化病害EDS元素分析统计(单位:wt%)》

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《平遥古城城墙古砖风化程度环境磁学无损检测》

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总体上看，平遥古城城墙古砖在风化过程中磁化率具有先升高后降低的特征:弱风化阶段，磁化率低；中等风化阶段，磁化率最高；强风化阶段，磁化率较高；全风化阶段，磁化率最低。平遥古城城墙古砖为清灰砖，由粘土加水调和、挤压成型、入窑烧结后水冷却而成，主要矿物成分为石英、钾长石、钠长石、方解石和黏土矿物[4]，同时还含有少量的角闪石、磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿等含铁矿物。由EDS（Energy Dispersive Spectrometer）元素分析结果（表2）可推知，新鲜砖体中的赤铁矿、磁铁矿以及富含Fe2+的原生硅酸盐对总的含铁量不起什么作用[5]。古砖长期暴露于室外，氧化和水解等风化作用可以析出Fe3+，由于溶解度极低，大多数Fe3+脱溶并形成赤铁矿或硫铁矿等含铁螯合物，在砖体表面形成一层致密的淡黄黑色或黄褐色硬壳。在缺氧和水解的条件下，Fe3+又可还原为Fe2+，部分氧化物因变得可溶而流失，导致砖体表面铁的总量下降，但却形成了包含高磁性如磁铁矿等矿物的灰黑色硬壳。铁的氧化物长期处在脱溶和溶解交替变化状态中，同时灰黑色硬壳下因水汽交换聚集了大量的盐分和含铁矿物，它们不仅来源于砖体内部，也可能来源于墙体内夯土，盐分因频繁结晶和溶解产生的胀缩效应加速了砖体的风化。含铁矿物风化的最终产物是形成了磁性更低的赤铁矿、针铁矿或纤铁矿，铁以多种形态存在，在温度高、通风好的地方以赤铁矿、针铁矿存在，在阴湿的地方主要以纤铁矿的形成存在，但更多是随着砖体风化程度的加重，呈细粒侵染状，并与粘土矿物伴生，或者以粗粒间的胶结物的形式出现[5]。