放射性核素固化材料榍石的研究进展

高放废物的安全处置是核工业发展的关键性问题之一。榍石(CaTiSiO_5)因其优良的化学稳定性和核素包容能力,被用作放射性核素固化的备选材料。在长期的地质处置过程中,榍石固化体中的放射性核素发生衰变,导致其晶格损伤,其中又以α衰变最为显著。为评估榍石固化体在放射性核素衰变过程中的物理化学性质变化和长期稳定性,研究榍石的辐照损伤机理尤为重要。本文综述了榍石的晶体结构中放射性核素的可能存在位置、高温高压和辐照损伤引起榍石的结构相变、榍石的红外和拉曼光谱、核素固化体榍石的合成方法、固化体辐照损伤效应和机理、非晶态榍石的高温再结晶、氢在辐照损伤固化体榍石中的行为以及水或者溶液与固化体的反应等,并针对辐照损伤榍石在原子尺度上非晶态的结构问题、存在长期争论的辐照损伤非晶态和快速冷却熔融相的"玻璃态"之间的结构异同、榍石中锕系核素的氧化态、高温退火无法使辐照损伤榍石晶体结构完全恢复、低温水热反应能否使辐照损伤榍石再结晶等基础科学上的争议等进行了讨论和评述。     

榍石的高压结构研究

利用同步辐射和金刚石压腔(DAC)技术对天然矿物榍石进行原位高压能散模式X射线实验研究,结果表明榍石在3.9 GPa和10.9 GPa分别发生P 21/a→A 2/a和A 2/a→A 1结构相变,并首次确定10.9 GPa→25.1 GPa榍石结构很可能稳定保持A 1相。基于此认为榍石能在地球较深部位稳定存在,此外,本研究对探索地球深部T i和S i元素的地球化学行为也有一定帮助作用。     

碱性岩中磷灰石、榍石和锆石的稀土元素地球化学特征

碱性岩的副矿物磷灰石和榍石是岩体中稀土元素的主要载体矿物。它们的稀土分布模式与母岩相同，向右陡倾斜，磷灰石的Eu负异常明显，榍石具Ce正异常，锆石呈大体对称“V”形模式，Eu负异常最大。与花崩岩中同一矿物对比，上述矿物都体现了幔源碱性岩浆轻稀土富集，Eu亏损小的特点。磷灰石、榍石和锆石相应富集了母岩中的轻、中、重稀土元素，稀土元素的这种置换行为主要是矿物晶体化学性质控制的。     

榍石中钛的测定

试样分解后,钛在一定酸度下,与磷酸二氢钠生成白色沉淀,借以重量法测定之,从生成物组成看,提高了测定方法的灵敏度。     

榍石LA-ICP-MS U-Pb定年技术研究

榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以~(206)Pb/~(238)U为例,采用基体归一化因子(F_(AVG))评估了锆石与榍石U-Pb定年标准的基体效应,结果显示榍石F_(AVG)几乎都大于1.20,而锆石F_(AVG)明显都小于1.20,表明锆石与榍石U-Pb定年标准存在显著的基体效应。以BLR-1榍石标准为外部校准标样,OLT1榍石获得的谐和年龄1014.9±4.8Ma(95%置信水平,n=23,MSWD=0.32)与SHRIMP谐和年龄1017.1±3.6Ma及ID-TIMS谐和年龄1014.6±1.3 Ma在误差范围内一致,同时获得~(206)Pb/~(238)U、~(207) Pb/~(235) U、~(207) Pb/~(206) Pb加权平均年龄在误差范围内与其谐和年龄一致;而以91500锆石为外部校准标样,OLT1榍石获得的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为891.3±9.5 Ma(n=23,MSWD=5.3),与ID-TIMS测得的谐和年龄相比偏低约12%。经~(207)Pb法校正后,TCB榍石获得的~(206)Pb/~(238) U加权平均年龄1015.6±6.2 Ma(n=16,MSWD=0.84)与ID-TIMS谐和年龄1018.1±1.7Ma在误差范围内一致。本研究表明,采用基体匹配的榍石标准为外部标样,利用LA-ICP-MS对榍石进行U-Pb定年也能获得与ID-TIMS相一致的年龄,精度(2RSE)小于2%。     

南岭中段花岗岩中榍石对锡成矿能力的指示意义

榍石是钙碱性花岗岩中常见的副矿物,因Ti4+与Sn4+具有相近的晶体化学性质,榍石可以有不同含量的Sn,因此,榍石是研究含锡花岗岩(特别是氧化型花岗岩)的有用矿物之一.本文选择南岭地区中段3个含锡花岗岩(骑田岭、花山、姑婆山)和3个尚未发现重要锡矿化的花岗岩(连阳、大东山、九峰)中的榍石进行了系统的矿物学研究.在这些花...     

吉黑东部花岗岩类中副矿物锆石、磷灰石、榍石的初步研究

吉黑东部花岗岩中副矿物种类繁多,特别是锆石、磷灰石、榍石广泛分布.它们在不同成因类型花岗岩中有些标型特征彼此有别,如锆石的颜色、晶形和群型特征,磷灰石的两种晶形REE分布模式及SrI值和榍石的不同世代、成因等,这些均有助于查明不同成因花岗岩的形成条件.因此,可以利用锆石、磷灰石、榍石的标型特征作为判别和划分花岗岩成因的辅助标志.     

航空物探对华南某地区天然放射性辐射环境的调查

在华南某地区开展了航空物探调查,发现该地区天然放射性辐射水平相当高,并查明了引起的地质因素和分布特征,评估了天然放射性高辐射地区居民平均有效接收剂量,讨论了人类活动导致富含放射性石料的搬运、扩散所致使的危害.航空物探资料的利用为环境保护和治理规划提供了重要依据.     

浅谈核废物地质处置

本文介绍美国、加拿大、西德等国的核废物地质处置状况。探讨核废物地质处置的意义、目的、任务、方法、技术和前景。提出在我国利用断裂构造频率法选择相对稳定地区的可能性。     

安徽地质环境、自然景观及其美学评价

论述了安徽省的地质环境及美学评价,以及保护地质环境的意义.     

天然土石坝稳定性初步研究

滑坡堵塞江河形成的天然土石坝是自然作用的产物，不同于人工土石坝，天然土石坝形成后有些存在几十年，几百年，有些形成后不久就溃决，这与坝体本身的性质和河水入流量有关，依据野外实测资料，证了土石坝的稳定性的主要是同土石坝的物质组成，几何形状和堰塞湖入流量等因素决定的，这一研究为天然土石坝的稳定性预测奠定了基础。     

自然伽马测井曲线的分形特征分析

许多研究认为,自然伽马曲线具有分形特征。根据实际资料,利用分形理论,对自然伽马曲线进行了分析,结果发现,自然伽马曲线的分形特征与地层中放射性富集程度有关,曲线的分形特征在一定的范围内存在,但当地层中放射性物质含量富集到一定程度时,就不具有分形特征。分形在自然伽马测井曲线中的适用性需要认真分析。     

铀矿物放射性平衡及其应用研究

本文列举了产于不同岩石中的13个铀矿床和矿化点的39个铀矿物放射性平衡系数,讨论了它在找矿、评价及地质样品质量检查方面的应用。     

居室环境的放射性危害及其评估

居室是人类活动的重要场所,居室环境的放射性危害越来越受到关注。本文简要介绍了放射性的基本概念,并以收集及实测资料为依据,着重从居室环境的外照射和内照射两方面阐述了放射性的危害及其评价。     

基于自然水系网信息的元素运移分析

地面上的矿物或污染物元素主要是随水系而运移的。因此，利用自然水系网信息来定量分析元素沿水系的迁移、分散，对于地质找矿和环境保护都具有重要意义。在研究应用主概率权模拟模型产生自然水系网的基础上，提出了元素在水系网中运移的计算方法，结合所模拟出的水系网，具体分析了元素在其中的迁移、扩散情况，给出了正问题和反问题的计算结果。结果表明，正、反问题的求解具有一致性，方法是有效、可行的。     

中国西部地区全新世自然环境演变序列与特征

根据湖泊、山地冰川、黄土与古土壤序列、泥炭及沙漠演变等多种地质记录的综合对比分析，重建和恢复了我国酉部地区全新世以来的自然环境演变序列及特征。全新世期间我国西部地区环境演变存在着以水热配置关系不同为突出特征的两种不同的演变模式：即以新疆北部地区为代表的西风型和以青海湖及青藏高原为代表的季风型模式。其成因同区域性特征及大气环流形势密切相关。并划分出我国西部地区全新世自然环境演变过程中的几个重要时间界线，即距今１２ｋａ或１０ｋａ、９ｋａ、３ｋａ和０．５ｋａ。众多地质记录间良好的对比关系对于深入理解我国西部全新世气候环境的演变过程，预测其变化趋向具有十分重要的意义。     

老采空区重复采动条件下地质稳定性研究

针对闭坑30多年的大通煤矿四号井老采空区受小煤窑重复采动情况下的地质稳定性问题,利用钻孔取样及室内土工实验研究了松散层物理力学性质,采用瞬变电磁仪器对研究区50m和100m埋深视电阻率平面分布进行了现场探测,在此基础上对研究区地质稳定性进行了分区。研究结果表明,大通湿地单元第四系粘土层厚度稳定,透水性差,有效的阻隔了地表水通过入渗补给地下水;由于小煤窑的开采,研究区内中部和东部塌陷区活化,属于采空塌陷不稳定区,而其它区域相对比较稳定。研究结果为该区地质环境治理和生态系统重构提供了依据。