MT、CSAMT和磁法在高放废物处置库预选区的探测与应用

在高放废物深部地质处置过程中,围岩岩性、完整性及空间分布特征是构成天然屏障的关键地质因素。新疆某预选地段分布有大量花岗岩,场址评价工作初期开展了MT、CSAMT和磁法综合物探测量。据电性和磁性异常特征,初步查明花岗岩体的平面展布、底板埋深等分布特征,探测并验证了工区深大断裂的存在。3种物探方法相互印证,突显了综合物探方法的技术优势,为后续场址评价工作提供了参考。     

高放废物地质处置的岩体深部结构面特征研究——以甘肃北山高放废物地质处置地下实验室工程为例

岩体深部结构面是岩体工程质量评价、三维地质建模、钻孔水文地质试验和地下实验室工程设计等研究的重要影响因素。甘肃北山新场花岗岩地段已被确定为中国高放废物地质处置地下实验室的推荐场址。基于超声波钻孔电视技术和其他地质资料对场址岩体深部结构面特征开展研究,结果表明:场址内花岗岩体具有很好的完整性,有利于地下实验室的工程建造。场址周边断裂构造纵向延伸范围有限,断裂带规模和横向影响范围随深度增加而逐渐减小。结构面产状特征与区域构造特征相一致,为区域构造特征研究提供了佐证。研究成果为地下实验室工程的开挖设计提供了重要参考依据,并为区域基础地质研究提供参考资料。     

地球物理勘探技术在地质处置库选址中的应用

简要介绍了我国高放废物地质处置库选址的发展趋势,说明深部断裂构造、岩体的空间形态以及局部不良地质体是当前处置库选址的主要地质问题,综合论述了高放废物处置库选址中采用的地球物理勘探技术,介绍了重磁勘探、地震勘探、电磁法勘探及地面γ能谱测量等地球物理勘探技术,并且以甘肃北山新场预选区岩体为例,说明地球物理勘探技术解决的主要地质问题以及存在的不足。结果表明,该技术在探测处置库预选区花岗岩深部地质构造特征方面具有明显的优势,为处置库场址的稳定性和完整性评价提供参考。     

高频电磁法在探测预选区岩体构造中的应用研究

地质处置库是处理高放废物的有效途径,而预选区内的岩体构造则是影响地质处置库稳定性的关键因素之一.为了探明预选区内花岗岩岩体的断裂构造、空间形态,以甘肃北山新场-向阳山预选区岩体为例,简述了EH4系统的工作原理、野外数据采集以及数据处理与解释的全过程.结果表明,应用该方法查明了研究区内断裂的发育情况、岩体的空间形态以及岩体中的不良地质体的分布,为高放废物地质处置库场地的稳定性和完整性评价提供了参考.     

高放废物处置北山预选区地表岩体结构与岩体质量相关性及其应用研究

岩体工程质量是影响高放废物地质处置（HLW）工程长期稳定性和安全性的关键因素,也是处置库场址比选的重要依据。在地表岩体节理调查统计的基础上,采用RMR(relative metabolic rate)分级方案,探讨北山高放废物处置预选区内以花岗岩为主体围岩的岩体质量与岩体结构的对应特征,建立结构面间距D与RMR岩体质量总评分值之间的定量关系,对北山预选区芨芨槽地表岩体质量分布进行研究。研究结果表明,RMR与D值的点群分布具有扇形发散的正相关特征,随D值的增大,RMR亦呈增长趋势,但低级序岩体结构与岩体质量比高级序岩体表现出更好的对应关系。研究认为,选用RMR与D的点群中心线对应的线性方程评价花岗岩候选区的岩体质量可达到快速评价岩体质量、查明各级岩体空间分布特征的目的,同时也便于对不同候选场区进行大范围岩体质量对比。分析结果显示,北山芨芨槽预选地段BS16钻孔周边3 km2范围内主要以Ⅰ、Ⅱ级岩体为主,岩体质量总体较好且分布相对较为均匀。     

嵩山石秤花岗岩体中稀土矿化地质特征

中元古代石秤花岗岩体为嵩山地区出露面积最大岩体,以往研究认为其主体岩性为钾长花岗岩。在野外实地调查研究过程中,首次发现石秤岩体中有晚期侵入形成的正长岩、碱长花岗岩小岩株、岩脉,石秤花岗岩岩体并不是单一的正长花岗岩岩性。通过对稀土矿化体分布、岩石学、化学成分特征及其与石秤花岗岩关系的研究,表明稀土矿化体为石秤花岗岩岩体在后期演化过程中更富集轻稀土等成矿物质,含矿热液沿裂隙充填所形成,为岩浆后期热液成矿。     

南岭于都——赣县矿集区银坑示范区重磁资料探测花岗岩分布研究

银坑示范区位于中国东南部南岭东段于都—赣县矿集区内的银坑镇,具有良好的找矿前景。该区花岗岩与成矿关系密切。因此,系统探查花岗岩体分布是深部找矿的关键问题之一。笔者主要利用重力、磁力平面资料,并结合物性、地质、电法、地震等资料,综合研究了该区花岗岩空间分布特征。首先研究推断了该区6个花岗岩体的平面分布,其中,江背岩体、长潭岩体、高山角岩体为部分隐伏岩体;柳木坑岩体、葛凹圩浅部岩体和葛凹圩深部岩体为完全隐伏岩体。6个岩体总体走向为NE和NNE向。然后利用研究区内4条剖面重(磁)资料反演了花岗岩的空间分布,进一步揭示了上述6个岩体的空间分布特征,其推断成果与利用平面重、磁资料推断成果一致,也与电法、地震剖面解释结果一致。     

高放废物处置库新疆雅满苏和天湖预选地段地下水同位素特征及其指示意义

高放废物地质处置是将高放废物与人类环境安全隔离的有效途径。高放废物处置库的围岩通常为低渗透的岩体,其安全性在很大程度上取决于围岩对核废物的屏障功能和作为核素迁移载体的裂隙水运动特征。因此,开展处置库场址水文地质评价工作尤为重要。新疆雅满苏和天湖预选地段是我国高放废物处置库预选地段之一。花岗岩是选定的围岩。在过去的3年里,为了认识该地段地下水的形成机制和更新能力,提供该区处置库场址筛选和评价的依据,在该区开展了区域水文地质调查和地下水样品采集。根据调查结果和样品测试数据,本文主要讨论了该地段地下水同位素特征及其水文地质意义,结果表明,地下水δ~2H值主要分布在10.6‰至-82.5‰之间,平均值-46.1‰;δ~(18)O值主要分布在10.2‰至-9.8‰‰之间,平均值-2.06‰;地下水氚含量在1TU~46.1TU之间。地下水δ~2H和δ~(18)O散点图显示,二者主要落在大气降水线的附近和下方,表明区内地下水主要源自当地现代降水的补给,并经受了强烈的蒸发作用,且深部地下水交替能力明显弱于浅部地下水。这一认识为该区处置库选址和场址评价提供了重要水文地质依据。     

基于结构面综合指标的岩体质量评价及应用

岩体结构面是处置库中核素迁移的关键通道,也是各种岩体质量评价的重要指标。鉴于高放废物处置库工程的安全等级、服务年限及围岩体力学特征,在深入分析传统的岩体质量评价方法及节理和断层等结构面对处置库安全性、可靠性产生的重要影响的基础上,建立一种基于多维度、多尺度结构面综合指标SCE的岩体质量评价方法。以中国高放废物处置库天湖地段岩体地表结构面调查和钻孔数据为依据,采用SCE指标对天湖岩体质量进行评价。实例分析表明:该指标克服了传统的单一指标对岩体结构面评价的不足,可以更便捷、准确、客观地体现结构面发育程度及岩体完整性,与现实情况更为符合。研究结果既可为处置库设计中的渗流特性和核素迁移规律研究提供科学、合理的依据,也可为建立一套适用于高放废物处置库场址筛选和适宜性评价体系提供一定参考。     

高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学

为了探讨高放废物地质处置甘肃北山预选区旧井和新场预选地段的古地下流体来源、成因、化学演化历史以及水-岩相互作用,文章系统研究了该地段花岗岩填隙方解石的产出特征及其碳、氧、锶同位素的组成特征。测试结果表明,旧井和新场方解石的δ13 C组成均较稳定且为负值(分别为-11.6‰~-5.7‰和-9.9‰~-5.1‰);δ18 O分别为-0.7‰~19.7‰和10.9‰~21.9‰,旧井方解石具有更宽的δ18 O取值范围。87 Sr/86 Sr也略有差异,旧井为0.708584~0.718749,新场为0.708838~0.732967,二者随深度增加而呈明显的降低趋势。研究表明,北山预选区地下流体来源及成因较复杂,浅部地下水受大气降水的影响较大,深部流体则主要源于地下咸水,为低温流体蚀变成因。花岗岩裂隙中的水-岩反应强度总体较弱,地下水环境相对稳定。相比较而言,新场岩体深部的地球化学环境更稳定,更有利于高放废物的长期处置。     

福建漳平北坑场钼多金属矿地质特征及成矿模式探讨

北坑场钼多金属矿钼矿体主要分布在北坑场中粒花岗岩岩体的东南侧外接触带中,深部隐伏钼矿体连续性好,厚度大.据其地质背景、地球化学、地球物理特征及深部钻孔资料分析,探讨其成矿模式.     

高放废物处置库芨芨槽预选场址深部地下水同位素研究

深地质处置是目前国际上普遍接受的高放废物安全处置方案.对于这种方案而言,安全处置高放废物的前提是选择适宜的场址,而场址的适宜性在很大程度上取决于其水文地质条件.高放废物处置库场址需要低渗透岩体作为处置库围岩,对于低渗透岩体而言,经典和传统的水文地质研究方法受到了很大的限制,而同位素技术与其他水文地质方法结合时,却能发挥出良好的作用.本文以目前我国高放废物处置库预选场址之一的芨芨槽场址为例,重点讨论了同位素方法在花岗岩体场址水文地质研究中的应用.根据钻孔不同深度的地下水环境同位素(δD、δ18O、3H和14C)组成特征,结合场址水文地质条件,识别了区内地下水的来源,揭示了控制地下水运移交替速率的主要因素.结果表明,该区深部地下水14C年龄高达8000 a左右,说明其交替、运移十分缓慢,但同时也含有少量的氚,说明地下水以侧向补给的“老水”为主,接受当地大气降水入渗补给的“新水”所占比例很小.此外,通过地下水14C年龄与取样段岩芯采取率的对比,认识到对于区内的花岗岩体而言,决定地下水交替、运移速率的主要因素是裂隙的发育程度,而不是深度.     

甘肃西部地区高放废物处置库场址预选调查

本文根据高放废物处置库场址选择的基本要求，对区域地质及深部构造特征、新构造运动及地震分布规律进行了调查，确定北山南带地区为稳定区。在稳定区内根据处置库有利围岩的出露情况，结合岩体工程地质特征分析，初步选出了４个以花岗岩为主体的场址预选区。经综合分析，认为在４个场址预选区中，以Ｉ号预选区的条件最优，其次是Ⅱ号预选区，再次是Ⅲ号和Ⅳ号预选区。场址区的最后确定尚待进一步调查和论证。     

阿拉套山南缘岩浆岩锆石SHRIMP年代学研究

位于中国与哈萨克什坦国边境的阿拉套山南缘,火山岩及花岗岩十分发育。其中流纹岩分布广泛,仅研究区内面积达370.8km~2,与下伏早石炭世阿克沙克组及晚石炭世东图津河组呈角度不整合或假整合,SHRIMP 锆石 U-Pb 年龄300±5Ma。乌拉斯台花岗岩体是研究区内规模最大的岩体,出露面积约82km~2,侵入于早石炭统阿克沙克组及至晚石炭统东图津河组以及早二叠统乌郎组火山岩内,与围岩界线清楚。岩体形态不规则,由4个侵入次岩体组成。第4次侵入的花岗闪长岩体 HRIMP 锆石 U-Pb 年龄为294±4Ma。夏尔敖腊岩体为由4个侵入次组成的岩体,侵入于早石炭统内,平面上呈不规则椭圆形,出露面积近10km~2,主要岩性为二长花岗岩。出露规模较大的第6次侵入岩体的 SHRIMP 锆石 U-Pb 年龄为299±6Ma。研究表明,新疆阿拉套山南缘岩浆岩,SHRIMP 锆石 U-Pb 同位素年龄300Ma 左右,主要形成于晚石炭世末至早二叠世初,为同一构造-岩浆作用下的产物。     

MapGIS在东天山高放废物地质处置库选址中的应用

根据高放废物选址的要求,利用MapGIS对东天山地区不同时代岩体的空间位置、分布形态、出露面积,以及岩体与断裂构造、地震和矿床点等的空间关系进行了研究,对海量资料信息进行分析处理,可起到事倍功半的效果。利用MapGIS分析结果,初步筛选出阿奇山1号岩体、雅满苏北岩体作为高放废物地质处置库选址的有利岩体。     

汝阳竹园沟钼矿床地质特征及找矿方向

汝阳竹园沟钼矿床位于河南省汝阳县南部的太山庙复式花岗岩体北东侧第二次侵入的细粒花岗岩(γ53-2)岩体内接触带。在讨论成矿地质背景基础上,对矿区构造、岩体、围岩蚀变及地球化学特征进行了研究。矿体呈似层状分布,其形态、产状受第二次侵入的细粒花岗岩(γ53-2)岩体形态、产状影响较大,说明竹园沟钼矿床无论在空间上、时间上、成因上均与深部同熔型花岗岩浆有关,矿床成因为斑岩型钼矿。找矿标志和找矿方向的提出,对以后区域上花岗岩基分布区的找钼工作有一定的指导意义。     

枪马金矿金品位统计分布特征及其地质意义

地质变量的变化与地质体的特征密切相关,通过地质变量的研究可以揭示地质体某一特征的规律性。多次地质事件的数理统计特征表现为多个总体叠加的混合分布,因此通过研究混合分布和单一分布的特征,对矿床的矿化成因、矿化过程和矿化特征认识有指导意义。研究发现,枪马金矿的金品位主要由2个对数正态分布总体叠加而成,并对应于本区2次主要的成矿事件。对金的特征参数垂直空间上的研究表明,金矿化强度向深部逐渐增高,深部找矿远景很大。     

高放废物地质处置地下实验室新场候选场址三维地质建模

在新场研究区现有资料分析和解译的基础上,对岩体单元和断裂分别进行建模,然后将两个模型合并进行插值计算,建立了高放废物地质处置地下实验室新场候选场址的三维地质模型。基于模型开展了一系列三维剖切、任意开挖、钻孔设计等可视化分析应用研究,全面真实地揭示了候选场址周围深部地质环境特征,并筛选出半径约1km的区域用作地下实验室的候选场址,为我国高放废物地质处置项目的后续工作中地质分析与工程设计提供有益参考和技术支持。     

峪耳崖花岗岩体研究及找矿方向

峪耳崖花岗岩体属于重熔型岩体，呈岩株状侵位于高于庄组灰质白云岩中，形成典型的中温热液型金矿床。本文探讨了峪耳崖花岗岩体的空间分布特征及岩石特征，认为峪耳崖花岗岩体与金矿体有密切的联系。通过对峪耳崖花岗岩体的进一步研究探讨，提出峪耳崖金矿深部的找矿方向。     

于肃北山花岗岩节理表面形态特性研究

花岗岩是中国高放废物处置的候选围岩,大量存在的节理面是核素迁移的主要通道,同时节理面对岩体的力学、水力性质起着支配作用。而节理面的表面形态与这些性质密切相关,因此需要对候选花岗岩体节理面展开多样本、大尺寸的现场表面形态研究。以中国高放废物深地质处置甘肃北山预选区某采石场中的天然节理面为研究对象,运用基于几何理论的测量方法,获得了大量不同尺度、不同方位的现场节理面的表面形态特征曲线。采用Barton直边法和统计参数法处理这些特征曲线,系统分析了特征曲线的尺度效应、各向异性特征以及与不同节理类型的关系。为进一步分析裂隙岩体的力学、水力特性建立了基础。