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.pdf

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1、第3O卷第1期铀矿地质V01．3ONo．12014矩1月UraniumGeologyJan．2014DOI：10．3969／j．issn．1000—0658．2014．01．004．___l一同【j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田霄，王驹，金远新，李杰彪(核工业北京地质研究院，北京100029)[摘要]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一岩相互作用，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

2、素的组成特征。测试结果表明，旧井和新场方解石的8”C组成均较稳定且为负值(分别为一11．6‰～一5．7‰和一9．9‰～一5．1‰)；8O分别为一0．7‰～19．7‰和10．9‰～21．9N0，旧井方解石具有更宽的O取值范围~87Sr／Sr也略有差异，旧井为0．708584～0．718749，新场为0．70883840．732967，二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。花岗岩裂隙中的水一岩

3、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。[关键词]方解石；C、O、Sr同位素；旧井和新场花岗岩体；北山预选区；地质处置[文章编号]1000—0658(2014)01—0023—07[中图分类号]P597；P641．11[文献标志码]A高放废物是一种放射性强、毒性大、核拿大、瑞典、芬兰、法国等国家均选取填隙素半衰期长并且发热的特殊废物，对其进行方解石为研究对象，系统揭示地下流体的成安全处置难度极大。目前公认的安全可靠且因、来源、化学及热演化

4、历史、水一岩相互作技术上可行的方法为地质处置口]。处置库近用等地球化学特征，为高放废物地质处置场场的地球化学环境影响着放射性核素向外释址评价提供可靠的理论依据。放与迁移，通过研究主岩裂隙中重结晶矿物本文以我国高放废物地质处置甘肃北山的同位素组成，可揭示其形成时的古地球化预选区旧井和新场岩体中的填隙方解石作为学环境及其演化历史l_3]。与其它多种裂隙充填研究对象，通过对其碳、氧及锶同位素的系矿物相比，填隙方解石分布较广、数量较大、统分析，揭示岩体裂隙充填物的同位素地球易于采集、研究成本较低，并且方解石可形化学特

5、征，进一步探讨矿物形成时地下水的成亍数摄氏度至数百摄氏度的环境中，能够状态，以及矿物形成后矿物一地下水的相互作指示更广泛的地球化学环境。国际上诸如加用，了解地下水来源及矿物形成时、形成后[收稿日期]2013—04—09[改回日期]201306—05[作者简介]田霄(1988一)，男，核工业北京地质研究院硕士研究生，研究方向：高放废物地质处置地球化学。Email：tianxiao123vip@126．com铀矿地质第3O卷的演化过程。2000年至今，核工业北京地质研究院对这两个地段开展了系统的地质调查嘲，并先后

6、施1北山预选区地质背景工了18个钻孔。本文即是在前期场址筛选和评价工作的基础上开展的裂隙充填物特征研究区位于天山一阴山纬向构造体系北山研究。段柳园一天仓褶皱带，大地构造上处在塔里木～中朝板块中段之北侧，北疆一兴蒙构造系中段的枢纽地带_4]。区内受两条东西向韧性剪切带2样品采集、分类和测试以及阿尔金断裂体系的影响，北东向断裂比本研究所用的方解石样品共25件，分别较发育。研究区岩浆活动强烈，所形成的花取自位于旧井和新场地段的BS01和BS19钻岗岩类地质体均呈大面积岩基广泛分布，出孔中。除少量样品产于断层破碎带，

7、其余大露的岩石类型主要有花岗闪长岩、英云闪长部分样品均来自主岩裂隙。根据方解石的产岩与二长花岗岩。根据现场取样调查及测试状、结晶形态及伴生矿物组合特征，通过肉分析结果，花岗岩中裂隙的主要填充矿物有眼观察、鉴别与筛选，将全部方解石样品分方解石、石英、黄铁矿、绿泥石，以及蒙脱成3类：(a)产于主岩中相对封闭的裂隙，其石、绢云母等黏土矿物。区域水文地质特征结晶较好，呈白色，板片状或细脉状。产出；主要为弱含水、低渗透、低流速，地下水化(b)产于主岩中相对开放的裂隙，其结晶较学成分及含量变化较大，且矿化度高(TDS差，

8、呈灰色一灰白色，常与蒙脱石、绿泥石、为0．7～19g／L)，主要化学类型为Cl一·SO；一一褐铁矿等蚀变矿物伴生，且有较多的花岗质Na型和SO；一·C1一一Na型[]。碎屑；(c)产于断层破碎带中的方解石，其结作为甘肃北山预选区的重点预选地段，晶有好有差，呈团块状或不规则脉状产出，旧井和新场花岗岩体均具有相对稳定和完整常与多种蚀变矿物伴生。所有方解石样品分的岩块(单个岩块的规模达10～20kin)。