基于土壤氡气测量识别甘肃北山南缘隐伏断裂

我国高放废物地质处置库首选预选区位于甘肃北山南缘，区内分布有多条大型非活动断裂构造，这些断裂很可能成为未来放射性核素迁移的主要通道。断裂在向地表延伸过程中，受第四系覆盖等因素影响，造成关键构造部位隐伏地下而难以识别。本文以北山地区新场地段南部红旗山和前红泉断裂为研究对象，采用土壤中氡气测量方法，探讨了大型断裂构造中隐伏段落的识别及其指示的水文地质意义。结果表明：土壤中氡气测量对于识别北山南缘隐伏断裂具有很好的指示意义，是传统地质调查方法的一种重要补充；红旗山和前红泉断裂裂隙系统整体开启性均较差，裂隙系统不发育，影响范围较小，不具备形成较大规模储水空间的可能性。不同断裂带土壤氡浓度背景值差异较大，可根据土壤氡浓度累积频率分布图确定背景值；土壤氡浓度等值线分布图对判断隐伏断裂位置具有一定的指示作用。对于压剪性断裂而言，主断裂多沿氡气高异常与低异常边界分布或表现为氡气中等异常，而两侧的次级断裂表现为氡气高异常。     

高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质特征研究

在高放废物深地质处置中，地下不是核素迁移的重要媒介。因此，水文地质工作是处置库选址中的主要内容之一。本文依据几年来的野外调查及前人的部分资料，阐明了我国高放废物处置库甘肃北山预选区的基本水文地质概况，以及地下水的循环交替条件和化学特征。研究表明，弱含水、低渗透、慢流速是区内主要水文地质特征，蒸发浓缩形成的高矿化是地下水的主要化学面貌。这一认识，为处置库选址提供了重要依据。     

高放废物处置库甘肃北山预选区地下水位动态特征

阐明了甘肃北山预选区地下水位动态特征及其与当地大气降水的关系,并对其动态类型进行了剖析,由此得出北山地区地下水源自当地大气降水补给的认识。为处置库预选区场址评价提供了水文地质依据。     

高放废物处置库北山预选区地下水同位素组成特征及其意义

在高放废物处置库选址中,场地水文地质条件的认识极为重要,因为任何从处置库释放出来的放射性物质都将通过地下水搬运向人类生存环境或生物圈迁移.甘肃北山地区是我国高放废物处置库的重要预选区之一,位于我国西北甘肃省西北部.为了认识预选区的水文地质条件,从水文地质角度评价其作为高放废物处置库场地的适宜性,在过去的10 a,在该区开展了同位素水文地质调查工作.野外调查和氢、氧稳定同位素分析结果表明,研究区地下水主要源自大气降水补给.浅部地下水主要由现代区内降水补给形成,而深部地下水则可能由地质历史时期降水补给形成;浅部地下水系统具有相对开放性特征,水循环交替能力较强,而深部地下水系统具有相对封闭性特征,水循环交替能力较弱.     

土壤地球化学测量在甘肃北山白头山铷矿找矿中的应用

白头山铷矿床是甘肃北山地区新近发现的典型花岗伟晶岩脉型铷稀有金属矿床,以该矿床为研究对象,开展了土壤地球化学测量方法技术研究。初步确定花岗伟晶岩脉型铷稀有金属矿床的岩石和土壤中的通用指示元素组合为Rb、Be、Bi、Tl、Li、K 2O;北山地区勘查铷稀有金属矿床的土壤地球化学测量的最佳采样粒级为-4~20目,最佳采样层位为残积层。试点测量结果表明,研究确定的土壤地球化学测量方法可以完整地圈定已知的铷矿化范围,迅速缩小找矿靶区,为后续异常查证等工作布署提供准确的地球化学依据,为北山地区找寻铷稀有金属矿产提供了一种新的方法技术。同时试点测量在已知矿区外围发现了新的具有找铷矿前景的靶区,有望获得新的找矿进展,为同类地区寻找铷稀有金属矿产提供了示范。     

高放废物处置库甘肃北山预选区地下水的形成

在高放废物处置库场地选择和性能评价中,水文地质特征是最重要的因素之一,地下水的形成则是水文地质研究中的首要问题。在水文地质、地下水化学、同位素、CFC、地下水动态等资料综合分析的基础上,探讨了高放废物处置库甘肃北山预选区地下水的形成问题。研究结果表明,北山地区地下水以赋存于变质岩、岩浆岩、碎屑岩、碳酸岩节理、裂隙中的基岩裂隙潜水为主,地下水化学成分具有明显的水平分带性特征,地下水动态类型主要为入渗—蒸发—径流型,结合地下水同位素和CFC 特征,认为区内地下水主要由当地大气降水入渗补给形成。浅部地下水主要由现代区内降水补给形成,而深部地下水则可能由地质历史时期降水补给形成。     

甘肃北山拾金坡—南金滩地区水系沉积物地球化学特征及找矿远景

依据甘肃北山拾金坡—南金滩地区1∶5万水系沉积物测量成果,研究了区内元素分布、单元素异常及异常元素组合特征,共圈出11处综合地球化学异常,结合异常所处的地质特征,划分为4类11处成矿远景区。第一类综合异常处于中酸性侵入岩区,与断裂构造密切相关,以Au为主成矿元素,是寻找蚀变岩型和石英脉型金矿的有利地区;第二类综合异常处于蓟县系平头山组地层区,是寻找喷流沉积型铅锌矿、铁矿及矽卡岩型多金属矿的有利地区;第三类综合异常处于敦煌群地层出露区,是寻找变质热液型金矿的有利地区;第四类综合异常与基性—超基性杂岩体有关,是寻找铜镍矿的有利地区。     

甘肃北山南缘断裂的活动特征及其意义

在河西走廊北侧,北山南缘发现活动断裂,称之为北山南缘断裂。该断裂位于金塔县城北侧,距县城约50 km。断裂全长约18 km,整体呈近东西向,倾向北西,倾角60°～80°。该断裂晚第四纪以来的活动形成了一系列断错地貌,断裂走滑运动使得多条冲沟发生同步肘状水平位错,位错量4. 5～6. 2 m,平均位错量5. 2 m。断裂的北向逆冲形成清晰的线性陡坎,陡坎落差0. 2～1. 4 m。探槽揭露了至少2次快速滑动事件,较老的一次发生于距今30 ka之前,较新的一次发生在距今8. 4~3. 3 ka。结合卫星影像、地貌和探槽等证据,认为该断裂在晚更新世和全新世有过活动,为一条以左旋走滑为主,兼有逆冲分量的活动断裂。该断裂的活动可能揭示了青藏高原东北缘的扩展已穿越河西走廊,进入北山地区。     

甘肃北山大石山A型花岗岩体的地球化学特征及构造意义

甘肃北山大石山岩体主要由角闪花岗岩和二长花岗岩组成,岩石的化学成分特点为过铝质(Al_2O_3含量为 12.18%～13.37%)、富硅(SiO_2含量为74.22%～78.38%)、偏碱(Na_2O+K_2O 为7.60%～8.50%),FeO~T/MgO 值高,CaO 和 MgO 含量低(分别为0.01%～0.99%和0.05%～1.15%),富含 Y、Nb 等高场强元素(HFSE)以及 F、Sr、 Ba 和 REE(∑REE=102.3×10~(-6)～120.02×10~(-6))低。这些特点与本区的 I 型和 S 型花岗岩有明显差别,是一种典型的 A_2型花岗岩。大石山岩体 Rb-Sr 等时线年龄为273 Ma,表明北山地区在海西晚期即进入造山后拉张裂解环境。     

高放废物地质处置北山预选区芨芨槽岩块地质特征

芨芨槽岩块是高放废物地质处置北山预选区新场地段中有利候选岩块之一。以高精度卫片解译、野外踏勘、地表工程揭露和节理测量为主要手段,对此岩块的岩石、断裂、节理带和节理等地质特征进行了详细调查和研究。芨芨槽岩块的主岩岩石类型单一,为黑云母二长花岗岩;后期有煌斑岩脉和石英脉贯人。断裂以NE向为主,共7条;多数断裂分布于岩块东西两侧边界,而岩块内部只有2条断裂。节理带以NW向为主,长度大于1km的有8条。据统计,岩块中节理有4个优势组,各优势组的产状和间距分别服从正态和负指数分布,节理平均间距为1．2-1．6m。断裂对节理的影响范围小于100m。此项调查和研究为处置库选址、性能评价和设计提供了必要的基础资料。     

甘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。     

高放废物处置库北山预选区泉水成因分析

文章通过前人资料的分析,结合水文地质调查工作,探讨了北山地区泉水的成因,认为该区分布的泉大部分是下降泉,接受潜水补给;少部分为上升泉,接受盆地地下水或断裂带地下水补给;属于北山内部的地下水循环交替方式之一,与深大断裂关系不明显。     

甘肃北山造山带红石山地区埃达克质花岗岩类的发现及其地质意义

甘肃北山造山带红石山地区的海西-印支期花岗岩类岩石属于钙碱性岩浆系列,具有岛弧花岗岩的特点,但岩石化学、地球化学和同位素组成等的研究表明,它们具有埃达克岩的特征。这些岩石SiO2含量均大于56%,Al2O3含量多≥15%,富Na,MgO含量<3%,Mg#为30.71~59.13,Sr含量高,Sr/Y在19.71~72.86之间,8个样品中有6个比值大于40;Y<18×10-6(6.0×10-6~14.7×10-6);Eu异常不明显或具弱的Eu负异常,稀土元素分异强烈,属强烈的轻稀土元素富集型;Nb负异常十分明显,Sr也具有较明显的正异常,其εNd(t)为正值[εNd(t)=4.09~5.67],(La/Yb)N-YbN和Sr/Y-Y图解上样品主要落入埃达克质岩区域。这些埃达克质岩石的发现,对于研究北山造山带晚古生代的构造演化、地球动力学特征及找矿具有十分重要的意义。     

甘肃北山岩体结构均质区划分方法的探讨

岩体结构均质区是针对实际工程特点而划定的成果,在实践过程中需要根据具体工程,抓住主要矛盾,选择最具影响性的要素作为划分依据。针对高放废物地质处置预选区两个重点问题--核素迁移和围岩稳定,合理确定了花岗岩体内结构均质区划分的依据以及与之相对应的划分方法。通过实际工程应用,认为得到的结果较为可靠,过程较易于实现,有一定的推广价值。     

甘肃北山地区红山铁矿硅质岩的地球化学特征及沉积环境

通过野外地质调查和系统的岩石主量元素、微量元素、稀土元素等的研究,探讨红山铁矿床硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。红山铁矿床中广泛发育一套与铁矿体呈共生关系的硅质岩。研究表明,与铁矿密切共生的呈层状和透镜状产出的灰色、紫红色硅质岩总体属于低硅类型的硅质岩。在SiO2-Al2O3判别图解中,SiO2与Al2O3负相关,样品数据点均落入热水沉积区域;稀土元素配分模式经北美页岩标准化后呈平缓型,与东太平洋热泉水、红海热卤水具有相似的正Eu异常和配分模式,δEu值均大于1,显示热水沉积的特征;硅质岩中的V、Ni、Cu、Ba等微量元素的含量具有陆缘海盆热水沉积的特征。     

甘肃北山明舒井岩体形成年龄、地球化学特征及其地质意义

北山明舒井岩体为一由辉长岩、闪长岩和花岗岩构成的岩浆杂岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分别获得辉长岩442.9±1.2Ma、闪长岩437.0±2.3Ma、花岗岩435.9±2.2Ma的形成年龄。其中,辉长岩为富钙、高铁和镁的钙碱性岩,相对富集LREE和LILE、贫化HFSE,亏损Nb、Ta、Ti、Zr和P,Pb正异常,具中等偏高的(87Sr/86Sr)i(0.705892)、高放射性成因Pb,低εNd(t)(0.1),锆石εHf(t)变化大(-7.1~+8.3)。闪长岩和花岗岩富钠、低钙、铁和镁,为准铝质钙碱性岩;它们富集LREE和LILE、亏损HFSE,Nb、Ta及Sr、P、Ti明显负异常;也显示中等偏高的(87Sr/86Sr)i(0.705951~0.706196)和高放射性成因Pb、低εNd(t)(-0.2~-0.1),但锆石εHf(t)明显偏正(-1.1~+12.0)。不同岩类的地球化学特征及其相对一致的Sr-Nd-Pb同位素及明显不同的锆石Hf同位素,指示它们形成于板块消减带构造环境,为源自受流体交代和陆壳物质改造的幔源岩浆与新元古代陆壳物质部分熔融的岩浆混合和分离结晶演化的产物,代表北山南部早古生代晚奥陶世-早志留世晚期与大洋俯冲消减作用有关的构造岩浆事件。     

甘肃北山地区红山铁矿硅质岩的地球化学特征及沉积环境

通过野外地质调查和系统的岩石主量元素、微量元素、稀土元素等的研究,探讨红山铁矿床硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。红山铁矿床中广泛发育一套与铁矿体呈共生关系的硅质岩。研究表明,与铁矿密切共生的呈层状和透镜状产出的灰色、紫红色硅质岩总体属于低硅类型的硅质岩。在SiO2-Al2O3判别图解中,SiO2与Al2O3负相关,样品数据点均落入热水沉积区域;稀土元素配分模式经北美页岩标准化后呈平缓型,与东太平洋热泉水、红海热卤水具有相似的正Eu异常和配分模式,δEu值均大于1,显示热水沉积的特征;硅质岩中的V、Ni、Cu、Ba等微量元素的含量具有陆缘海盆热水沉积的特征。     

中国高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质研究进展

文章回顾了1993年至今在甘肃北山地区开展的水文地质调查和研究工作,概述了该区水文地质特征,总结了以往工作中的经验和存在的问题,为该区今后的水文地质研究工作提供借鉴。     

甘肃北山地区红山铁矿硅质岩的地球化学特征及沉积环境

通过野外地质调查和系统的岩石主量元素、微量元素、稀土元素等的研究,探讨红山铁矿床硅质岩的地球化学特征及其沉积环境。红山铁矿床中广泛发育一套与铁矿体呈共生关系的硅质岩。研究表明,与铁矿密切共生的呈层状和透镜状产出的灰色、紫红色硅质岩总体属于低硅类型的硅质岩。在SiO2-Al2O3判别图解中,SiO2与Al2O3负相关,样品数据点均落入热水沉积区域;稀土元素配分模式经北美页岩标准化后呈平缓型,与东太平洋热泉水、红海热卤水具有相似的正Eu异常和配分模式,δEu值均大于1,显示热水沉积的特征;硅质岩中的V、Ni、Cu、Ba等微量元素的含量具有陆缘海盆热水沉积的特征。     

甘肃北山花牛山金银铅锌矿床成因探讨

花牛山金银铅锌矿床位于塔里木板块塔敦煌地块北缘花牛山-黑山-双鹰山早古生代陆缘裂谷带中.矿体赋存于蓟县纪碳酸盐岩与碎屑岩的接触带和奥陶纪花牛山群中基性火山岩一沉积碎屑岩夹碳酸盐岩建造中.矿体多呈似层状,次为扁豆状、透镜体状,少量为囊状、柱状等.围岩蚀变以铁白云石化为主,普遍见角岩化、矽卡岩化.稳定同位素研究表明,铅具有多源特点,来源于地幔及地壳,并与岩浆岩具有内在联系:硫来源主要为同化了海水硫酸盐的岩浆硫,并有少量牛物还原硫参与.氢、氧、碳同位素指示成矿流体早期可能有岩浆热液,主成矿期主要是地层中的建造水参与成矿.结合成矿地质背景,认为花牛山金银铅锌矿床是火山喷发沉积-变质变形改造-后期岩浆热液叠加的多成因金银铅锌矿床.