核素迁移的示踪试验研究综述

按地下实验室或处置库的不同主岩,简述了以花岗岩,岩盐,粘土岩和凝灰岩等作处置库主岩的核素迁移示踪试验的研究现状,重点介绍了以花岗岩作高效废物处置库主岩的示踪试验方法和进展。     

塔木素巴音戈壁组上段粘土岩稀土元素地化特征及其物源分析

研究区位于巴音戈壁盆地因格井坳陷北端,通过该区巴音戈壁组上段粘土岩8个样品的稀土元素地球化学特征分析表明,该地区样品稀土元素总量(ΣREE)偏低,LREE/HREE的值、(La/Yb)N的值及REE配分模式均为轻稀土元素富集,重稀土元素相对亏损,表现为右倾,存在Eu的负异常,Ce元素处全部为基本正常或微量负异常。样品的(Ceanom)指数值总体反映了沉积时期水体的缺氧还原环境。(La/Yb)N的值间反映了长而缓慢的沉积,可推测水深较深,可能为湖湘沉积。物源分析结果反映巴音戈壁组上段粘土岩原始物质应来自上地壳,来自于活动大陆边缘和大陆岛弧环境的长英质物源。     

高放废物地质处置黏土岩处置库围岩研究现状

世界上很多国家都对处置库的可能围岩进行了详细研究。通过对比,认为花岗岩、黏土岩、岩盐比较适合作为处置库围岩,而黏土岩由于具有自封闭性、渗透率低等其他岩石类型不可比拟的优点,因而将黏土岩作为高放废物地质处置库围岩越来越受到各国的关注。文章同时介绍了瑞士、法国、比利时等国家在黏土岩中所进行的大量研究,均认为在黏土岩中处置高放废物和乏燃料是安全的。文章还对黏土岩处置库概念设计、黏土岩处置库围岩地下实验室研究,以及我国开展黏土岩处置库研究的意义等进行了综述。     

核废物处置试验场环境地质研究综述

介绍了国外核废物处理试验场有关环境地质研究现状与进展。据核废物的放射性不同，目前或未来处置的方式不一样：中－低放射性废物（ＩＬＷ－ＬＬＷ）一般采用浅层处置，多置于粘土层或沉积岩层中；高放射性废物（ＨＬＷ）一般通过竖井或平巷处置于深部的花岗岩或岩盐中。根据母岩的类别不同，本文分花岗岩、岩盐、粘土及其它四部分，对不同的试验场的研究计划、内容、方法、进展等进行了评述。     

内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统湖相热水沉积岩特征及成因*

内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统巴音戈壁组上段是中国高放废物黏土岩处置库重点预选区段。通过对该段沉积岩开展岩石学、矿物学和地球化学等研究,发现该热水沉积岩岩相呈深灰色、灰色,具有纹层/条带状、网脉状、同生变形、“斑状”、块状共5种典型构造,主要矿物组分为白云石、铁白云石、方沸石、伊利石、钠长石和黄铁矿。依据主要矿物组分,将热水沉积岩分为混积岩、泥质白云岩、泥质沸石岩及含白云石沸石泥岩4类。地球化学测试结果表明: 热水沉积岩中主量元素铁、锰富集;深源气液型微量元素Mo、Sb、Zn、As、Sr、Ba丰度相对较高;稀土元素总量变化范围大,平均值为119.85μg/g,轻稀土明显富集,重稀土亏损,δCe未见明显亏损(平均值0.99),δEu中等偏强的负异常(平均值0.62);δ¹⁸O值以负偏为主。根据氧同位素值计算出的热水沉积物形成温度介于40.41~64.87℃之间,Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)三角图解中热水沉积物均落入喷流沉积区。结合区域构造背景,认为该套热水沉积岩是在干旱的气候条件下,偏还原的半咸湖—咸湖湖水与深部岩浆热液相互作用形成的低温“白烟型”热水沉积岩,其中阿尔金断裂带在100—120Ma的活动是热水沉积岩形成的主控因素,其为白云化流体提供了运移通道。对巴音戈壁盆地下白垩统巴音戈壁组热水沉积岩的研究,有助于确定高放废物黏土岩地质处置库重点目标层位。     

热-力耦合条件下高放废物处置室间距研究

根据我国高放废物地质处置研究开发规划指南、北山预选区实测地质环境参数和处置库围岩和缓冲材料实测性能参数,采用有限差分计算程序FLAC2D模拟不同处置室间距时高放废物处置库热-力耦合条件下的温度场、应力场和位移场规律。经多方案比较,处置室中线间距为2倍处置室直径时,缓冲材料中的最高温度在95℃左右;由于高放废物释热,引起岩体膨胀,产生热应力,在处置室下角部产生应力集中,但均小于处置库围岩的长期强度;处置库围岩产生的膨胀位移,均在其弹性应变范围内,不会引起处置库围岩破坏。该方案可作为北山预选区建造高放废物处置库的参考依据。     

滇东黔西晚二叠世含煤沉积中火山灰蚀变形成的伊利石粘土岩夹矸

本文对广泛分布于滇东-黔西晚二叠世含煤沉积中粘土岩夹矸的岩石学、矿物学、化学组成和微量元素进行了研究。发现粘土岩夹矸的变种伊利石粘土岩夹矸(Illite-tonstein)在沉积盆地空间上成片分布,且与晚期成岩作用有明显的成因联系。粘土岩夹矸中粘土矿物构成与煤阶大体对应的关系,揭示了同沉积火山凝灰蚀变产物的后期变化趋势和规律。     

黏土岩水力耦合特性试验研究

对于高放废物地质处置工程,地质屏障系统是放射性有害物质进入环境的最后一道屏障,也是一条重要防线。黏土岩由于其低渗透性、渗透损伤自修复以及较强的吸附能力等特性,被认为是一种合理的高放废物处置地质屏障。结合比利时正开展的黏土岩高放废物地质处置相关研究课题,通过一系列室内试验研究黏土岩的水力耦合机制及长期蠕变特性。三轴压缩试验表明,黏土岩压缩强度、超孔隙水压力与围压正相关。渗透试验表明,黏土岩渗透性呈现显著的各向异性特征,围压增大使黏土岩渗透性显著降低。蠕变试验表明,黏土岩蠕变变形、蠕变变形速率与载荷密切相关,即：载荷越大,黏土岩蠕变变形越显著,蠕变变形速率达到稳定所需的时间越长,且相应的稳态蠕变速率越大;根据应力阈值和等时曲线法初步确定该黏土岩长期强度在1.0～1.2 MPa。研究结果将为我国未来黏土岩高放废物处置库的选址和安全性评估提供重要科学依据。     

酸性火-沉粘土岩的微量元素地球化学研究

酸性火-沉粘土岩是当前沉积岩石学研究的薄弱环节。由于岩矿测试应用的逐步深入,火山碎屑岩和火-沉粘土岩及硅质岩的发现越来越多,因而其科学和实际意义亦随之扩大。 1、酸性火-沉粘土岩的特征和主要类型火-沉粘土岩是空降的火山碎屑物在盆地中受水解,形成的粘土矿物固结而成。简称火-沉粘土岩。水解出来的SiO_2经搬运、沉积成硅质岩。其物源和形成过程与陆源沉积粘土岩(简称陆-沉粘土岩)不同,成因特征如下:(1)在大区域范围岩性很稳定,层理不发育,常称泥岩。距物源近者,尚保存火山碎屑结构。(2)主要矿物单     

陆地中低放核废物地质处置的发展与现状

介绍全球陆地中的中低放核废物处置的发展与现状,重点介绍近地表埋藏处置法,废矿井处置法和深岩硐地质处置法,并简要概述一些国家在陆地核废物处置领域内出现的问题及对策。     

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床地质特征及铀成矿模式研究

巴音戈壁盆地为中国北方重要的能源盆地。笔者通过对盆地内塔木素铀矿床地质特征研究,发现矿床产于因格井凹陷巴音戈壁期微斜坡,晚白垩世和古近纪剥蚀窗口的发育,为成矿流体向盆地内运移提供了有利条件;矿床的主要目的层为下白垩统巴音戈壁组上段二岩段,为扇三角洲-湖泊沉积,扇三角洲砂体发育。巴音戈壁组上段二岩段与巴音戈壁组上段一岩段、三岩段构成有利的"泥-砂-泥"地层结构,有利于含铀含氧水向盆地内运移和层间氧化作用的发生。矿床内氧化带可划分为完全氧化带、氧化还原过渡带和还原带,矿体主要位于氧化还原过渡带中,受氧化带前锋线和氧化还原过渡带控制。矿床内参与铀成矿作用的还原介质主要为内部还原介质和外部还原介质。内部还原介质为目的层本身的有机质、黄铁矿等;外部还原介质为巴音戈壁组上段一岩段、三岩段暗色泥岩中发育的有机质、深部油(气)等。盆地内铀矿化与盆地的构造热事件密切相关,铀成矿作用表现为3期,第一期早白垩世中-晚期((109.7±1.5)Ma～(115.5±1.5)Ma),第二期为晚白垩世晚期—古近纪((45.4±0.6)Ma～(70.9±1.0)Ma)、第三期为新近纪((12.3±0.2)Ma～(2.5±0)Ma)。塔木素铀矿床矿体主要为砂岩型、砂泥混合型、后生泥岩型和同沉积泥岩型,矿体受层间氧化带和沉积相变控制明显。通过矿床构造、目的层沉积体系、氧化带、有机质和铀矿化等特征的研究,建立了矿床铀成矿模式和矿体成因模型,为后期铀成矿作用标志的研究奠定了基础。     

内蒙古银额盆地查干凹陷烃源岩生烃和排烃史研究

为深入研究银额盆地查干凹陷油气的成藏过程 ,优化勘探目标的选择 ,在分析烃源岩特征的基础上 ,应用动态数值模拟技术 ,定量恢复了研究区主要烃源岩层系的生烃、排烃历史。研究表明 ,查干凹陷主要发育 3套烃源岩系 ,其中下白垩统巴音戈壁组二段泥岩为主力烃源岩 ,具较高的有机质丰度、生烃强度与排烃效率 ;烃类排出具阶段性、多期次幕式排烃的特点。以巴音戈壁组二段为源岩的油气系统应是本区油气勘探的主要目标     

高放废物处置库新疆阿奇山预选地段区域水文地质特征

新疆阿奇山地区是我国高放废物处置库预选地段之一。在野外调查、样品采集和测试的基础上,讨论了该地段区域水文地质特征,结果表明,阿奇山地段地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水和基岩裂隙水3种类型,其单井涌水量一般10m~3/d,属于典型的低含水介质;区域地下水流向为自南东流向北西;位于吐鲁番盆地的艾丁湖一带为阿奇山地段地下水的最终排泄区。     

核废物在结晶岩和沉积岩中处置可行性对比

本文对核废物在结晶岩和沉积岩中处置的可行性了对比。对比结果表明两种岩层都是可行的它们在核废物处置的可行性方面，既在相似性，又有差异性，各自也存在着不同的优缺点。     

324铀矿床近地表矿体中长寿命铀系核素和类比微量元素迁移特征

对一近地表铀矿体中某些铀系长寿命核素的放射性平衡状态和１４种微量元素迁移特征研究得出，自该铀矿床６３Ｍａ前生成至今，仅近１Ｍａ来，当上覆花岗岩遭剥蚀使矿体近地表时，矿石中天然放射性核和微量元素才因水－岩反应沿围岩破碎带，裂隙发生迁移；裂隙两侧岩石受水－岩反应影响的范围较小，裂隙面的化学组分以溶失为主，裂隙两侧粘土化花岗岩中则以核素、元素的扩散和吸附为主，最后阐述了本研究结果对高放废物处置库安全评价     

贵州大方地区粘土岩成因探讨

大方庆阳煤矿区龙潭煤系和茅口灰岩界限粘土岩分析结果表明:该层粘土岩为黄铁矿质高岭石粘土岩,对其化学成分中Na2O、K2O、MgO、CaO和Pb的研究认为,该层粘土岩是在安静低能、酸性介质还原环境下,为受峨眉山玄武岩影响的火山事件沉积粘土岩。     

核废物地质处置中岩石选用现状及其开发研究

核废物处置已成为当务之急,其目的是要保证人类与环境的安全。普遍采用的方法是地质处置,即保寻安全封闭的天然屏障。为此,岩石的研究就至关重要。目前,各国选用的岩石不一,并不断变化,主要为石盐、粘土和花岗岩。开发研究总趋势是建立地下实验室,进行现场试验。     

彬县延长群古风化壳、富县组“花斑泥岩”和华池等地富县组粘土岩的特征及相变关系

《煤田地质与勘探》对富县组的“花斑泥岩”已讨论过两次。笔者也曾对该岩石和华池等地富县组含鲕状菱铁矿粉砂质粘土岩做过一些研究。最近在彬县又发现了延长群与富县组之间的粘土风化壳。结合河北宣化于洪寺中生界南大岭组玄武岩粘土风化壳及其再沉积鲕状菱铁矿粘土岩的特征,来探讨鄂尔多斯盆地南部地区延长群粘土风化壳和富县组(细)的形成环境及其岩相变化的关系。      

大河边—新晃超大型重晶石矿床地球化学特征及形成的地质背景

本文从矿物岩石学、地球化学和沉积盆地分析角度，研究贵州天柱大河边－湖南贡溪两个超大型重晶石矿床中重晶石（矿）岩及其共生岩石的地球化学特征及构造地质背景。天柱－新晃－玉屏寒武纪热水沉积成矿盆地是发育在大陆斜坡上的断陷型热水沉积成矿盆地，由于同生断层作用将盆地切割成一系列次级盆地，大河边－碧林及龙背－铜盆盖三级热水沉积成矿盆地是大型重晶石矿床的构造定位空间。重晶石矿层主要赋存于下寒武统牛蹄塘组第一岩性段的黑色岩系中。 重晶石矿层是由海底低温热水同生沉积作用形成（105－192℃），古热水场的地球化学类型为硫酸盐型热水。硫酸盐型热水发生大规模同生沉积成岩成矿作用形成超大型重晶石矿床，重晶石矿层之上的黑色碳质粘土岩可能形成于封闭、还原、滞流的深水沉积环境，黑色碳质粘土岩构成矿层的封闭保存条件。     

江苏金湖阜宁群二组的粘土矿物特征及其沉积环境

<正> 江苏北部金湖凹陷阜宁群二组(简称阜二组),是一套由粘土岩、粉细砂岩及碳酸盐岩(生物灰岩)组成的地层。唐天福等自上而下划分为三个亚段:1.泥岩亚段(E_f~(2+3)),为黑色伊利石蒙脱石粘土岩。顶部为白色粉砂岩,可与上覆的阜宁群三组相区分,厚25—60米。2.七尖峰亚段(E_f~(2-2)),是苏北盆地阜宁群二组中最稳定,标志性较强的一个亚段,为黑色蒙脱石伊利石粘土岩夹薄层泥灰岩及灰质粘土岩。在电阻率曲线上有五至七个不同的