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。     

甘肃北山算井子埃达克质花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

算井子埃达克质花岗岩体由中粗粒片麻状黑云母花岗闪长岩、中粗粒黑云母花岗闪长岩和中细粒黑云母二长花岗岩3个岩相单元组成,其为同一次岩浆熔融事件过程中曾经发生过三次岩浆侵入活动而形成的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,算井子埃达克质花岗岩体侵位于早石炭世(350.0～351.7Ma),为海西中期的产物。该岩体总体富硅(SiO_2为67.81%～70.93%),富铝(Al_2O_3为14.94%～16.07%),全碱含量中等(K_2O+Na_2O为6.01%～6.74%),K_2O/Na_2O为0.37～0.69,富含钠质成分,而Ti、Ca、Fe和Mg(MgO为0.99%～1.61%)含量较低,(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3为0.37～0.45,A/CNK为0.95～1.03,属于准铝质-弱过铝质钙碱性花岗岩。微量元素Sr含量(409×10~(-6)～548×10~(-6))较高,而Y(8.1×10~(-6)～17.7×10~(-6))和Yb(0.83×10~(-6)～1.73×10~(-6))含量较低,总体上富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba和高场强元素(HFSE)Th,而亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著,具轻微的铕异常(δEu=0.64～1.13),与典型的埃达克岩特征相似。年代学及地球化学特征研究表明:(1)算井子岩体属准铝质-弱过铝质未分异的Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征;(2)岩浆源于俯冲板片流体交代地幔楔诱发下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在岩浆上升过程中混染了火山弧物质;(3)岩体形成于海西中期活动大陆边缘的火山弧环境,推测其南侧的塔里木板块和哈萨克斯坦板块的俯冲-碰撞效应可能一直持续到早石炭世。     

青藏高原北缘三危山断裂晚第四纪以来的逆冲运动及其深部构造特征

三危山断裂为阿尔金断裂带东段的重要分支,位于青藏高原北缘北向扩展的前缘位置,为一条左旋走滑兼逆冲的活动断裂。通过卫片解译和野外实际调查,发现三危山主断裂穿过鸣沙山后,向西至党河水库及阳关镇附近以断层陡坎的形式出露地表。由阳关镇段向西至党河水库段,穿过鸣沙山至三危山主断裂,断层陡坎的形态由复杂变简单,落差基本集中于2～6m,但呈现逐渐减小的趋势,水平位移量也逐渐变小,反映了断裂活动强度由西向东逐渐减弱的特点。探槽和剖面解译结果显示,该段断裂错断下更新统玉门组（Qp1）砂岩和砾岩、中更新统酒泉组（Qp2）砂砾石层以及上更新统（Qp3）冲洪积砂砾石层。卫片解译、野外实地调查和深部大地电磁（MT）剖面的解译结果表明,南截山断裂向西在莫高窟南侧与三危山断裂交汇,二者在深部向阿尔金断裂收敛,上述三条断裂共同构成区域挤压性非对称半正花状构造。高原北缘的扩展是通过一系列北东-南西向走滑断裂活动及其所夹地块向北东运动和挤压实现。     

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。     

钻孔雷达在高放废物处置库场址评价中的应用--以北山1号孔为例

在甘肃北山1号孔中使用钻孔雷达系统进行“单孔反射法”测量,首次获得深达500 m的钻孔雷达数据。采用频率100 MHz的天线在该孔中探测到22个岩石裂隙面,侧向探测半径达20m。北山1号孔钻孔雷达测试的实践表明:钻孔雷达测量是了解岩体内部裂隙延伸和岩体完整性的有效手段,对高放废物处置库场址评价有重要意义。     

高放废物处置库场址评价方法研究

高放废物的安全处置是关系到我国核能工业可持续发展和环境保护的重大问题.为正确评价高放废物处置库场址的适宜性,必须开发一系列特定的评价方法.     

古地下水测年法在高放废物地质处置中的应用

文章论述了古地下水测年法的原理、适用范围及其在高放废物地质处置中的应用,分析对比了各种测年方法的优缺点,旨在为高放废物地质处置库选址中的水文地质研究提供参考。     

基于GIS的岩石裂隙空间分布模式研究

文中以甘肃北山花岗岩中发育的构造裂隙(主要指节理尺度)为研究对象,应用地质统计分析理论,以裂隙面密度P21 作为地质统计分析的区域性变量,探索花岗岩岩体裂隙空间分布模式。结果表明:甘肃北山芨芨槽候选场址区域内花岗岩岩体裂隙空间分布具有明显的各向异性特征,变异主轴方向明显; 变异主轴区域内的裂隙分组地质统计特征显示,区域内第1分组裂隙并非是传统意义上的均匀随机分布,而是具有明显的空穴效应特征,应该在三维裂隙网络建模工作中予以考虑。本文在考虑本组裂隙空穴效应特征基础上,针对三维裂隙网络建模方法提出了新的建议。     

ArcGIS在北山高放废物处置库预选区地学数据管理中的应用

以甘肃北山高放废物处置预选区所积累的数据为基础,研究地学信息数据管理平台的建立,实现对各种空间数据及其他非空间数据统一管理与应用,并提出了基于ArcGIS产品的预选区数据管理与共享的解决方案。