西北地区砂岩石窟盐害特征及影响因素分析

孙满利，梁楚昕，沈云霞，尚雪健，曹张喆

西北大学 文化遗产学院，西安 710127

我国砂岩型石窟占石窟总数的80%以上，主要分布于甘肃、陕西、四川、重庆等地（潘别桐和黄克忠，1992），由于材质疏松、强度较低，容易在自然营力和人为破坏作用下发育各种形式的表面风化病害，其中可溶盐的富集破坏是造成风化的主要因素之一。可溶盐在材料孔隙中反复溶解-重结晶产生的压力是岩石受到破坏的根本原因，这种盐分结晶导致的岩体破碎现象被定义为“盐风化”（严绍军等，2013；Oguchi and Yu，2021）。石窟的盐风化病害从成因上可分为内因和外因两大类。内因包括岩石的组成及结构特征，现有研究已表明盐害表现特征与岩体孔隙等性能有着密切关系（严绍军等，2015；Sousa et al，2018；张景科等，2021），且由于岩体中通常含有多种可溶盐，不同种类的盐分引起的结晶破坏模式有很大差异（Espinosa et al，2008；谭松娥，2013；靳治良等，2015；王逢睿等，2020）。外因主要包括环境中的风险因素，其中水是盐害发育的必要条件（杨善龙等，2018；张虎元等，2021），岩体中的盐分溶于水后形成的盐溶液在多孔材料中的迁移受外部环境影响较大（Angeli et al，2010；Brito and Diaz Gonçalves，2013；Sun et al，2019）。

西北地区砂岩石窟数量众多，且多为泥质胶结长石、石英砂岩，岩石孔隙率较大，有利于水盐的输送运移，导致盐风化成为该地区砂岩石窟最严重和典型的浅表层风化病害之一。针对可溶盐对于石窟的破坏机理目前已开展了较多研究，但对于西北地区砂岩石窟盐害的区域性特征尚缺乏科学认知。本文通过现场病害调查获得西北地区砂岩石窟盐害的宏观特征，在此基础上进一步采样测试得到可溶盐的分布情况，结合石窟的地层岩性、赋存环境、水文地质等多重因素综合探讨盐害成因，为砂岩石窟的盐风化防治提供理论基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象的选择

西北地区的砂岩石窟在甘肃和陕西两省分布较广，甘肃省现有省级文物保护单位以上的石窟33处，其中全国重点文物保护单位20处，陕西省的砂岩石窟主要分布在陕西北部的榆林市和延安市，两市现有省级以上砂岩石窟30处，其中全国重点文物保护单位5处。本文以甘肃、陕西两省的砂岩石窟为研究对象，选择18个具有代表性的石窟（图1）开展盐害的调查与研究，查明研究区砂岩石窟盐害的主要分布特征和成因，其中国保单位9处，省保单位9处。

图1 砂岩石窟分布位置示意图Fig. 1 Distribution and location of sandstone grottoes

根据地理位置和岩性条件不同，研究区砂岩石窟可自东向西划分为四个区域：陕北地区、陇东地区、陇中地区、河西地区。陕北地区包括陕西省延安市、榆林市；陇东地区包括陇山以东、子午岭以西的庆阳市和平凉市；陇中地区石窟指陇山以西、乌鞘岭以东以兰州为中心的白银市区石窟及临夏永靖炳灵寺石窟；河西地区主要指乌鞘岭以西的河西走廊地区，包括马蹄寺石窟和天梯山石窟。

1.2 取样及测试方法

现场病害调查结果表明西北地区砂岩石窟的盐害特征存在区域性差异，为探明差异的成因，在各石窟不同形式的盐害出露处进行采样以及可溶盐测试。采样方法：将石窟表面风化层样品用毛刷轻轻刮下，收集到的样品主要成分为岩体矿物与盐分结晶物的混合物。可溶盐的测试方法参考行业标准《WW/T 0079 — 2017，古代壁画可溶盐测定 —— 离子色谱法》，由于壁画样品和石窟样品成分差异较大，为使结果能更精准反映石窟风化层中的样品含盐量高低，在该标准的基础上调整样品称取量和水土比，具体操作为：对粉末样品进行烘干、研磨处理后，称取0.5 — 1.0 g样品，以50∶1的水土比加入去离子水制成悬浊液，依次进行超声波震荡、离心，取上清液用0.22 μm滤膜过滤后进行离子色谱测试。所用仪器型号为美国戴安ICS-2000离子色谱仪。

2 砂岩石窟的环境特征

2.1 地层岩性

由于各石窟所开凿的地层岩性条件不同，岩体中本身含有的可溶盐种类存在一定的差异，导致石窟盐害特征也有显著差异。研究区域的砂岩石窟主要开凿于中生代白垩纪、侏罗纪、三叠纪以及新生代古近纪、新近纪地层（表1），可划分为四个区域。

表1 砂岩石窟地层与岩性Tab. 1 Strata and lithology of sandstone grottoes

陕北和陇东地区皆属于鄂尔多斯地台，两地以子午岭为界。子午岭以东属陕北地区，陕北地区从东北向西南、从北向南依次出露三叠纪、侏罗纪、白垩纪地层。子午岭以西为陇东地区，地层分布依次为志丹群环河组和罗汉洞组砂岩，在区域内西南部六盘山、陇山山区分布有六盘山群李洼峡组地层。陇中地区石窟地层分布情况受地形影响较大，在黄河干流区域主要出露白垩纪地层，在黄河支流高阶地上出露古近纪野狐城组和新近纪甘肃群地层。河西地区的砂岩石窟主要开凿于古近纪白杨河组砂岩。

2.2 水文及水文地质特征

研究区砂岩石窟主要分布于黄河水系及内陆河水系。陕北、陇东和陇中地区石窟沿黄河及其支流分布，石窟通常距离河流中心较远，位置相对较高，河水对其影响不大，但部分石窟如甘肃炳灵寺石窟、寺儿湾石窟以及陕西城台石窟容易受到洪水影响；河西地区石窟位于内陆河流域，多为季节性河流，天梯山石窟位于黄羊河水库北岸，河水对石窟地下水位影响较大。

陕北-陇东-兰州及天水北部属于黄土高原地貌区，区内主要为黄土梁塬峁地貌，开凿崖体上部一般有黄土覆盖层，下部为基岩，地层具有明显的二元结构，降水可沿黄土孔隙或裂隙渗透到下部砂岩，部分石窟受地形影响，顶部覆盖层较薄或缺失，降水可直接沿基岩裂隙入渗；白垩系砂岩、侏罗系上段砂岩渗透性相对较好，地下水可通过砂岩孔隙运移；部分石窟地层内有透水性较差的薄夹层，导致地下水多有沿薄层带渗透的现象。河西地区石窟多位于祁连山北麓与平原交界区，崖面高大、直立，地表的黄土堆积层较薄，石窟岩体底部受地下水毛细作用较强，地层整体的渗水性较差。研究区地下水类型均为裂隙-孔隙潜水或裂隙水，水分补给的主要来源为大气降水。

2.3 气候条件

研究区域处于西北内陆地区，季风性气候特征明显，对盐害发育具有明显影响作用的气象条件主要包括温湿度、日较差、降雨量及蒸发量（表2）。研究区自东向西，全年平均温度和平均相对湿度逐渐递减，而年平均温度日较差逐渐递增；年平均降水量自东向西逐渐递减，蒸发量逐渐递增。陕北、陇东地区温度变化幅度较小，年降水量较高，蒸发量适中；陇中、河西地区温差较大，年降水量低且蒸发量较高，干燥少雨。气候类型自东向西逐渐从温润季风气候向温带大陆气候过渡。

表2 研究区域气象条件Tab. 2 Meteorological conditions in study areas

3 砂岩石窟的盐害特征

3.1 盐害表现形式

从发育程度、结晶形式、表现类型及主要出露位置四个方面，对砂岩石窟盐害的表现形式进行调查研究（表3）。研究区砂岩石窟盐害发育程度差异较大，结晶形式主要有片状盐壳、粉状绒毛、颗粒状结晶三种，盐害类型有常见的表面泛盐、片状剥落、粉状剥落三种，盐害出露位置主要分布于石窟崖壁、底部洞窟、软弱夹层以及裂隙、渗水处等。由于受到的地质和气象条件影响不同，陕北、陇东、陇中、河西四个地区的盐害特征具有一定的差异。

表3 各区域盐害发育特征Tab. 3 Characteristics of salt damage in each area

陕北地区开凿于白垩系和侏罗系延安组上段地层中的石窟盐害发育较严重，如云岩寺、红石峡石窟；侏罗系延安组下段和直罗组、三叠系地层中的石窟盐害发育较轻微，如清凉山、悬空寺石窟。结晶形式主要有颗粒状和粉状。盐害类型以粉状剥落为主，有少量片状剥落。盐害发育位置有四种状况：（1）白垩系地层中的石窟，由于岩体透水性较强，窟内相对潮湿，洞窟岩壁普遍表现出粉状剥落，且通常后壁较前壁更为严重。（2）部分石窟受地下水毛细作用影响强烈，如钟山石窟、安塞大佛寺石窟洞窟底部岩壁粉状剥落。（3）侏罗系地层中的部分石窟由于地层不均匀导致渗水严重，盐害多沿结构面分布，如开凿于延安组上段的红石峡石窟，由于岩性不均匀在铁质结核处或夹层处多有盐害发育（图2a），表现为颗粒状结晶，万安禅院石窟开凿于侏罗系直罗祖地层，由于存在大量层间裂隙、软弱夹层导致渗水问题严重，盐害主要分布于夹层以及渗水处，表现为粉状剥落。（4）个别石窟由于窟顶较薄，降水可沿裂隙入渗，如古塔寺、钟山石窟盐害主要分布于窟顶（图2b）及裂隙两侧，表现为粉状剥落。

图2 砂岩石窟盐害特征Fig. 2 Characteristics of salt damage in sandstone grottoes

陇东地区石窟均开凿于白垩系地层，盐害发育程度根据岩性不同有两种类型：（1）志丹群罗汉洞组及环河组地层中的石窟由于岩石孔隙率高，盐害发育程度较高，例如南石窟寺、北石窟寺和莲花寺石窟盐害尤为严重。（2）开凿于六盘山群李洼峡组的石拱寺石窟盐害发育程度则相对较低。结晶形式以粉状绒毛型为主，在石窟外壁上有少量的颗粒状结晶，盐害类型为片状和粉状剥落病害。盐害出露位置有明显差异：北石窟寺、南石窟寺由于洞窟岩体透水性较好，底层洞窟普遍潮湿，粉状剥落现象严重，并且在地层中的软弱夹层带处盐害多呈条带状分布（图2c），裂隙两侧也多有明显的盐害发育；位于平定川流域的莲花寺石窟、保全寺石窟由于窟顶裸露无覆盖层，雨水可直接沿裂隙渗入窟内，盐害主要出露在裂隙处，且地下水位相对较高，毛细水作用强烈，洞窟底部也有盐分析出；石拱寺石窟由于地势较高，盐害相对轻微，仅在崖壁表面降水冲刷处（图2d）及崖体底部发育。

陇中地区石窟盐害发育有两种类型：沿黄河干道分布的炳灵寺和寺儿湾石窟，地下水毛细上升作用明显，盐害在底部洞窟发育较为普遍，主要表现为粉状剥落，结晶形式有粉状绒毛和片状盐壳；沿黄河支流分布的法泉寺和红山寺石窟位于高阶地上，岩性相对致密，盐害发育轻微，仅在局部呈颗粒状析出，同样分布在黄河支流的五佛沿寺石窟由于顶部基岩裸露且节理裂隙较多，降雨可直接灌入洞窟内部导致严重的盐害，结晶表现为粉状绒毛形式。从盐害出露位置来看，位于黄河岸边的寺儿湾石窟由于岩石透水性较好，窟内较为潮湿，四壁皆有盐害发育（图2e），并且在岩体上部软弱夹层处发育有条带状分布的盐害（图2f）；其他石窟盐害主要分布于裂隙两侧（图2g）或崖体底部（图2h）。

河西地区石窟盐害发育程度在四个地区中相对较低，窟内通常较干燥，仅局部有盐害出露。该地区整体降雨量较小，但存在短时强降雨气候造成崖面受水蚀作用而潮湿，崖壁上有少量盐分析出；崖壁底部多有植物病害，由于植物根系的渗水及毛细水作用，导致盐害也出露于崖壁近地面处，结晶以颗粒状为主，病害类型主要是粉状剥落，伴随少量的岩层片状剥落。

3.2 可溶盐测试结果与分析

本文根据病害调查得到盐害的几种不同表现形式，在各石窟不同形式的盐害发育处采样进行离子色谱分析，得到可溶盐成分及含量，测试结果见表4。可溶盐总量分布于0.11% — 5.73%，阳离子主要包括Na+、K+、Mg2+、Ca2+四种，阴离子主要包括、、三种。不同石窟中各离子占比相差较大，含盐总量也存在一定的差异。3.2.1 含盐总量分布特征

表4 样品信息及离子色谱测试结果Tab. 4 Sample information and ion chromatography test results

通过对石窟盐害发育处风化层进行采样分析，获得风化层中可溶盐总量和各离子含量，首先绘制各石窟可溶盐总量分布区间图（图3）。从图中可以看出：四个区域的石窟含盐总量大致在同一水平，但有一定的区域性特征差异，即陇中、陕北地区石窟含盐量相对较高，陇东地区含盐量略低，河西地区最低。

图3 砂岩石窟含盐总量分布图Fig. 3 Distribution of total salt content in sandstone grottoes

各区域内的不同石窟之间含盐量有显著差异，主要受地层本身含盐量和盐害发育位置不同造成的累计效应影响。陕北地区石窟含盐一般分布于1.0% — 5.7%，古塔寺含盐总量最高，主要原因是毛细水作用后的可溶盐富集效应，而万安禅院石窟样品采于夹层渗水处，该处渗水点常年不间断渗水，表面部分盐分伴随水分流失，因此含盐量仅为0.1%。陇东地区石窟含盐总量基本一致，一般为0.8% — 1.9%，莲花寺石窟由于降水从顶部渗入，表面风化层累积了降水冲刷带来的可溶盐，因此含盐量相对较高，分布在2.0% — 4.4%，略高于该区域整体水平。陇中地区整体含盐总量偏高，由于石窟地层包含白垩纪、古近纪、新近纪，石窟含盐总量也差别较大，多分布于2.0% — 5.5%，其中炳灵寺石窟由于进行过治理，盐害不发育，含盐总量低于1.0%；河西地区马蹄寺石窟含盐总量分布于0.4% — 3.5%，崖体底部受毛细上升作用影响，含盐量相对较大。

3.2.2 离子含量分布特征

进一步分析样品中的离子组成情况，风化层中主要的阳离子有Na+、Ca2+、Mg2+、K+，主要的阴离子有、、，绘制不同区域内各阴、阳离子含量占比分布图（图4、图5）。从图4中的阳离子含量分布情况来看：陕北、陇中地区石窟各阳离子含量占比差异不大，含量从高到低依次为Na+＞Ca2+＞Mg2+＞K+，由于钙离子在成盐时多为中溶、难溶盐，因此陕北和陇中地区可溶盐成分主要为钠盐；陇东地区为K+＞Na+＞Ca2+＞Mg2+，K+含量显著高于其他区域，主要是受到地层中本身富含盐分种类以及地下水类型的影响；河西地区为Ca2+＞Na+＞Mg2+＞K+，Na+含量略低于其他三个区域。从图5来看：四个区域石窟各阴离子的含量差异较大，陕北地区含量占比从高到低的离子种类依次为≈＞，陇东地区为＞≈，陇中地区为＞＞，河西地区为＞＞。各区域占主导性的阴离子含量各不相同，陇东和河西地区可溶盐含量以硫酸盐为主，陇中地区以氯盐为主，陕北地区硝酸盐和氯盐含量都较高。

图4 阳离子含量分布图Fig. 4 Cation content distribution

图5 阴离子含量分布图Fig. 5 Anion content distribution

4 砂岩石窟的盐害影响因素分析

西北地区砂岩石窟的盐害影响因素主要来自于三个方面：盐分、岩性、环境中的水分。其中，盐分的影响包括可溶盐的含量及种类两个层面。此外，蒸发作用也是影响盐害发育的重要环境因素之一，但由于蒸发重点影响的是洞窟内部以及周围小范围环境，对盐害的区域性规律特征影响相对有限，在本文中未展开讨论。

4.1 含盐量对盐害宏观表现形式的影响

可溶盐的破坏在石质文物中有三种主要表现形式：表面泛盐、片状剥落、粉状剥落（中华人民共和国国家文物局，2008），通过现场调查发现这三种形式的病害在砂岩石窟中普遍存在（图6），多数石窟发育有其中一到两种病害，部分石窟三种形式均存在。调查结果表明：从对石窟的破坏危害程度上来看，粉状剥落和片状剥落病害相对严重，表面泛盐病害相对较为轻微。

图6 盐害的三种主要表现形式Fig. 6 Three main forms of salt damage

在取样测试时，针对以上三种不同形式的盐害发育处进行分别采样，对出现两种及以上病害的石窟，将不同形式病害处含盐量测试结果进行对比分析（图7），发现多数石窟在表面泛盐、片状剥落、粉状剥落这三种病害处的盐分含量呈递增趋势（即表面泛盐＜片状剥落＜粉状剥落），个别石窟例如法泉寺石窟，片状剥落处含盐量高于粉状剥落处，云岩寺石窟表面泛盐处含盐量略高于片状剥落处，需要结合地层、水文等环境因素进一步综合分析。分析结果表明：盐害的宏观表现形式与盐分的含量有一定的关系，当岩体风化层含盐量较低时，盐分呈点状析出，表现为表面泛盐形式；随着微气候循环以及岩体内部的水分运移，含盐量不断增加累积到一定程度时，反复进行的溶解-重结晶活动导致岩体疏松，开始呈片状剥落；含盐量继续累加，盐分对岩体表面的破坏程度加剧，开始出现大面积粉化剥落。

图7 各石窟盐害不同表现形式处的含盐量Fig. 7 Salt content in different forms of salt damage in each grottoes

4.2 可溶盐类型对盐微观结晶形式的影响

砂岩石窟盐害的表现形式不同除了受风化层含盐量影响外，还受含盐种类不同的影响，不同类型的盐分结晶析出时的微观表现形式有较大差异，通过显微观察得知：主要有片状盐壳和粉状绒毛两种形式，以及少量介于这二者之间的粉絮状结晶。在三种不同结晶形式处采集脱落的盐分结晶样品进行离子色谱分析，将各离子含量测试结果按照等当量的方式相结合换算成样品中的主要盐类化合物成分（参照钱玲等，2016），结果见表5 — 7。从表中可以看出：大多数粉状结晶样品以Na2SO4为主，含少量的KNO3和K2SO4，片状盐壳结晶样品中所含盐类主要是CaSO4以及NaCl，絮状结晶样品中主要含KNO3。

表5 粉状结晶样品离子色谱测试结果Tab. 5 Ion chromatography test results of powdery crystalline samples

表6 片状结晶样品离子色谱测试结果Tab. 6 Ion chromatography test results of flake crystal samples

表7 絮状结晶样品离子色谱分析结果Tab. 7 Ion chromatography test results of flocculent crystal samples

结合可溶盐分布情况来看，陕北、陇东、陇中、河西四个区域内各离子含量差异较大，组合成的盐分类型各不相同，因此导致石窟盐害形式有明显差异。陇东地区可溶盐成分以硫酸盐为主，Na2SO4的微观结晶形态为粉状绒毛（图8a、图8b），K2SO4结晶与之相似，表现为粉状（图8c），硫酸盐结晶对多孔介质的破坏程度是常见盐分中最高的，易造成岩体粉化，因此，较高的硫酸盐含量是导致陇东地区石窟粉化剥落盐害严重的内在原因。陕北地区硝酸盐含量较高，对石窟影响严重的可溶盐是KNO3，结晶形态表现为与雪花形状相似的棉絮状（图8d），硝酸盐对于岩体的破坏程度介于硫酸盐和氯盐之间。陇中地区石窟可溶盐含量最高的是NaCl，结晶表现为较为致密的盐壳形式（图8e），这种特有的结晶方式是引起陇中地区片状盐壳病害发育严重的主要原因。河西地区石窟可溶盐含量最高的是CaSO4，显微观察到的结晶形态同NaCl相似，呈片层状（图8f），不同的是CaSO4更易层状堆积在岩体孔隙中进而导致岩体酥粉（黄四平等，2012），但由于CaSO4在常温下的溶解度不高，因此对石窟造成的破坏程度较低。

图8 砂岩石窟中不同种类盐分的结晶形式Fig. 8 Crystallization forms of different salts in sandstone grottoes

4.3 岩石孔隙对盐害发育程度的影响

石窟岩体中广泛存在的大量盐分是盐害发育的物质基础，而孔隙则为盐分结晶析出提供空间。选择表面泛盐病害严重的几个石窟，统计泛盐处的含盐量与岩石孔隙率之间的相关性（图9）。从图中可以看出：孔隙率越大的石窟，表面泛盐处含盐量越大，而孔隙率较小的石窟例如炳灵寺，含盐量则相对较低。多孔材料中的孔隙为盐分结晶析出提供空间，孔隙率越大，可溶盐析出的含量相对越多，岩体的风化程度也更加严重。

图9 石窟含盐量与孔隙率Fig. 9 Salt content and porosity of grottoes

砂岩石窟岩体的孔隙率分布及其对盐害发育的影响作用具有一定区域性特征。陕北和陇东地区白垩系地层出露较为广泛，岩石孔隙率相对较高，多分布于14.0% — 20.0%。其中，开凿于白垩系志丹群的云岩寺、莲花寺石窟孔隙率均高达18.0%以上，盐害在洞窟内外广泛发育，含盐量普遍较高导致粉状剥落现象严重；开凿于三叠系的悬空寺石窟孔隙率为14.0%，相对较低，盐害发育程度不高，仅在铁质结核、泥岩夹层等岩性不均匀处局部发育。陇中地区多数石窟开凿于白垩系河口群地层，孔隙率整体较低，大约在7.6% — 15.0%，除寺儿湾石窟受地下水作用盐害较严重外，其他石窟受盐害影响程度相对轻微。河西地区仅对马蹄寺石窟进行测试分析，孔隙率为15.3%，相对较高，但由于地层胶结程度好，岩性结构相对较为致密，盐害造成的劣化程度较轻微。

4.4 毛细水对盐害分布的影响

水是决定盐害分布的重要因素，石窟中的水主要分为降水和毛细水，降水对石窟病害发育的影响情况在水文及水文地质特征中已介绍，毛细水对盐害的影响则通过病害调查与采样测试相结合的方法进行证实。

病害调查结果表明：西北地区砂岩石窟普遍存在盐害在洞窟底部比洞窟中上部严重的现象，盐害在近地面1.2 m以内的分布尤为集中。初步分析其原因，是毛细水中溶解了大量的盐分，随毛细上升作用在窟壁上析出。目前已有相关工作探究砂岩石窟中毛细水迁移高度的问题，例如北石窟寺的毛细水上升高度为0.9 — 1.1 m（王彦武等，2021），与本研究的调查结果较为接近，证实1.2 m以下是砂岩石窟盐害可能受毛细水作用影响而发育的范围。

针对南石窟、炳灵寺、红石峡、莲花寺以及万安禅院这几个毛细水上升现象较为显著的石窟，分别在洞窟内壁底部以及中部进行采样测试，底部样品采自距地面1.2 m以内，中部样品采自距地面1.2 m以上，将两类样品的含盐量测试结果进行对比（图10）。根据图10，窟壁底部的含盐量明显高于中部，主要是由于毛细水上升高度有限，毛细水在距地面越近处活动越明显，盐分析出量相对越高，尤其是在含盐量整体较高的红石峡和莲花寺石窟，底部的含盐量比中部高出2%以上，红石峡石窟因位于榆溪河两岸，地下水位非常高，莲花寺石窟由于水泥平台的修建导致雨水淤积后以毛细作用上升，导致这两处石窟在近地面处含盐量远高于窟壁中部。

图10 窟壁底部与中部含盐量对比Fig. 10 Comparison of salt content between the bottom and middle samples of the wall

5 结论

（1）砂岩石窟的盐害表现形式具有一定区域性特征：从发育程度上来看，陇东、陕北地区石窟盐害发育严重，陇中、河西石窟盐害相对轻微，在局部发育；从结晶形式和盐害类型上来看，主要有颗粒状、粉状、片状三种结晶形式和表面泛盐、片状剥落、粉状剥落三种病害类型；从出露位置上看，陇东、陕北地区盐害主要分布于崖壁降水冲蚀处以及夹层、裂隙渗水处，陇中、河西地区主要分布于近地面处以及渗水处。

（2）砂岩石窟的含盐总量范围是0.11% —5.73%。各区域内各阴、阳离子含量差异较大：从阳离子含量来看，陕北和陇中地区Na+最高，陇东地区K+最高，河西地区Ca2+最高；从阴离子含量来看，陕北地区最高，陇中地区最高，陇东和河西地区最高。

（3）盐害的微观结晶形态及宏观破坏形式取决于盐的含量、成分。当含盐量较低时，盐害通常表现为泛盐形式，随着含盐量不断增大逐渐出现片状剥落、粉状剥落病害。NaCl、CaSO4主要以片状结壳的形式析出附着在石窟表面，Na2SO4主要以酥粉状的形式结晶析出，KNO3主要表现为絮状结晶。

（4）岩石孔隙率较高的石窟，由于透水性较强，孔隙水活动性强，因而盐害发育普遍严重，尤其以白垩系地层中的石窟表现最为明显。

（5）毛细水活动对盐害的影响在研究区域各石窟内普遍存在，受毛细水上升作用影响，多数石窟在洞窟底部近地面处发育有盐害，窟壁底部风化层中的含盐量明显高于窟壁中上部。