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甘肃北山预选区新场地段花岗岩类岩石特征研究

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岩石力学与工程学报 2007年第S2期26卷 3974-3981页

作者：金远新闵茂中陈伟明赵宏刚核工业北京地质研究院北京100029 南京大学地球科学系江苏南京210093

我国高放废物地质处置库北山预选区,处置库候选围岩为花岗岩。新场地段是北山预选区中的一个有利地段,其围岩为花岗岩类岩石,主要包括二长花岗岩和花岗闪长岩,少量为石英闪长岩等。岩石中广泛产出角闪石、磁铁矿、榍石等多见于同熔型、I... 详细信息

我国高放废物地质处置库北山预选区,处置库候选围岩为花岗岩。新场地段是北山预选区中的一个有利地段,其围岩为花岗岩类岩石,主要包括二长花岗岩和花岗闪长岩,少量为石英闪长岩等。岩石中广泛产出角闪石、磁铁矿、榍石等多见于同熔型、I-型花岗岩类中的特征矿物;少部分花岗闪长岩中出现白云母、石榴子石等上地壳特征矿物。花岗岩类的常量化学成分,属高钾钙碱性系列花岗岩类,具同熔型或I-型花岗岩的特征。

关键词：岩石力学地质处置花岗岩高放废物

高放废物地质处置库北山预选区新场岩体地应力场分布规律

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岩石力学与工程学报 2014年第A2期33卷 3750-3759页

作者：赵星光王驹马利科苏锐金远新陈群策安其美秦向辉核工业北京地质研究院北京100029 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地震局地壳应力研究所北京100085

甘肃北山预选区是我国高放废物地质处置库首选预选区。为掌握区域岩体地应力大小、方向及其分布规律,在预选区新场岩体内进行4个钻孔的水压致裂地应力测量。基于钻孔岩芯编录和钻孔电视成像结果,在0-700 m范围内共开展81段压裂试验,并... 详细信息

甘肃北山预选区是我国高放废物地质处置库首选预选区。为掌握区域岩体地应力大小、方向及其分布规律,在预选区新场岩体内进行4个钻孔的水压致裂地应力测量。基于钻孔岩芯编录和钻孔电视成像结果,在0-700 m范围内共开展81段压裂试验,并在19个测试段内进行印模定向试验,成功获得地应力量值和最大水平应力方向数据。根据压力–时间关系曲线,采用3种不同方法判读瞬时关闭压力参数,保证水平主应力测量结果的精度与可靠性。测量结果表明,新场岩体地应力随着深度的增加而增大,在测量深度范围内,最大水平主应力小于25 MPa,且最大水平主应力普遍高于垂直应力,揭示新场岩体应力场以构造应力为主导的特点。最大水平主应力与垂直应力比率随深度的变化规律表明,构造应力的作用随着深度的增加逐渐减弱,垂直应力作用加强。此外,最大水平主应力的优势方向为NEE,与区域构造应力场方向基本一致,从而证实应力测量结果的准确性。研究成果可为高放废物处置工程的开挖设计及稳定性评价提供科学指导,并为我国西北地区应力场分布规律研究提供重要参考资料。

关键词：岩石力学高放废物地质处置北山新场岩体地应力水压致裂法应力场分布

甘肃北山南带沙枣园复式岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

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地质学报 2020年第2期94卷 396-425页

作者：赵宏刚梁积伟王驹苏锐金远新田霄罗辉中核集团高放废物地质处置重点实验室核工业北京地质研究院北京100029 长安大学地球科学与资源学院西安710054

北山南带沙枣园复式岩体由中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩、中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩4个岩相单元组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云... 详细信息

北山南带沙枣园复式岩体由中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩、中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩4个岩相单元组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩侵位于晚二叠世(252.1±1.9Ma、252.2±2.1Ma和248.8±3.5Ma),为海西晚期的产物;而中粗粒黑云母正长花岗岩侵位于早三叠世(246.4±2.0Ma),为印支早期的产物。该花岗质岩石均具有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特征。中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩具有较高的SiO2、Al2O3和Na2O含量,以及较低的MgO含量,强烈富集Sr而亏损Yb和Y,具轻微的铕异常(δEu=0.75~1.16),表现出典型的埃达克岩特征;中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩总体富硅(SiO2)、富钾(K2O)、富碱(K2O+Na2O),Al2O3含量中等,铕分别呈现负异常(δEu=0.45~0.73)和强负异常(δEu=0.02~0.08)。年代学及地球化学特征研究表明:①中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩属准铝质-弱过铝质的钙碱性Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征,中粒黑云母二长花岗岩属弱过铝质的高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,中粗粒黑云母正长花岗岩属弱过铝质的高钾钙碱性A2型花岗岩;②中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩的岩浆来源于下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在上升过程中混染了下地壳物质,而中粗粒黑云母正长花岗岩的岩浆来源于年轻地壳中富含黑云母的变质泥岩部分熔融源区;③中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩是俯冲-碰撞构造背景条件下的岩浆产物,而中粗粒黑云母正长花岗岩是同碰撞-碰撞后构造背景条件下的岩浆产物。

关键词：花岗岩锆石U-Pb年龄地球化学碰撞-碰撞后沙枣园北山

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高放废物深地质处置库预选场址的古温度环境

地质论评 2004年第5期50卷 548-553页

作者：罗兴章闵茂中郑正王驹金远新郭永海南京大学环境工程系南京大学地球科学系核工业北京地质研究院 100029

填隙矿物的流体包裹体研究与矿物的同位素地球化学研究可较好地揭示高放废物深地质处置库预选场址的深部热环境及古地下水热历史.中国高放废物深地质处置库第一个预选场深部花岗岩内填隙矿物的同位素、矿物学以及流体包裹体研究结果显示... 详细信息

填隙矿物的流体包裹体研究与矿物的同位素地球化学研究可较好地揭示高放废物深地质处置库预选场址的深部热环境及古地下水热历史.中国高放废物深地质处置库第一个预选场深部花岗岩内填隙矿物的同位素、矿物学以及流体包裹体研究结果显示,甘肃北山地区花岗岩深部至少存在两种环境:浅部花岗岩(0～150m)填隙方解石的δ18O=-18.2‰～-15.8‰(PDB),δ13C=-9.5‰～-8.4‰(PDB),包裹体的均一温度(th)为140～160℃,包裹体的冰点温度为-2.5～-1.5℃,地下水可能以大气降水成因为主,且可能混合了盆地卤水并与花岗岩反应,形成温度、盐度(2%～5%,NaCleq)均较低的地下水;在350～550 m区段内(深部花岗岩),其δ18O值为-32.6‰～-17.6‰(PDB),δ13C值为-10.5‰～-6.2‰(PDB),流体包裹体的均一温度较其上部的稍高,为160～190℃,而其冰点温度则较低,为-4～-3.2℃(盐度5%～8%,NaCleq),地下水类型为大气降水与盆地古卤水的混合,以大气降水为主.石英的氧同位素组成和计算的古地下水氧同位素组成则进一步表明,花岗岩深部(350～550 m)也存在两种温度环境:较低温度(140～160℃)、较高盐度(5.5%～8%,NaCleq)的地下水;较高温度(220～240℃)、较低盐度(3%～5.5%,NaCleq)的地下水,其地下水类型为大气降水和与花岗岩平衡的卤水.

关键词：高放废物流体包裹体预选场古温度同位素地球化学

高放射性废物深地质处置库预选场址深部花岗岩的同位素地球化学

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地质学报 2004年第5期78卷 689-698页

作者：罗兴章闵茂中郑正王驹金远新郭永海南京大学环境工程系南京大学地球科学系核工业北京地质研究院 100029

评价高放射性废物深地质处置库安全性能的一个重要方面是研究处置库的远场地球化学环境 ;矿物和岩石同位素地球化学研究可以较客观地重现矿物、岩石形成时的古环境及其演化历史。对中国第一个高放射性废物处置库预选场深部花岗岩不同深... 详细信息

评价高放射性废物深地质处置库安全性能的一个重要方面是研究处置库的远场地球化学环境 ;矿物和岩石同位素地球化学研究可以较客观地重现矿物、岩石形成时的古环境及其演化历史。对中国第一个高放射性废物处置库预选场深部花岗岩不同深度裂隙充填矿物 (方解石、石英 )的 C、O同位素 ,Rb- Sr同位素及铀系核素的研究表明预选场深部花岗岩可分为四种不同的地球化学环境 :1浅部 (0～ 15 0 m ) ,其填隙矿物的δ1 8O(SMOW) =12 .1‰～ 13.0‰ ,δ1 3C(PDB) =- 9.5‰～ - 10 .1‰ ,δ87Sr=- 3.2 4‰～ - 1.0 9‰ ,填隙矿物形成于低温流体环境 ,为大气降水补给。 2中—上部 (15 0～ 35 0 m) ,δ1 8O(SMOW) =13.3‰～ 18.0‰ ,δ87Sr≈ 0 ,δ1 3C(PDB) =- 11.2‰～- 10 .5‰ ,填隙矿物形成时其流体来源较复杂 ,为大气降水和盆地卤水的混合流体 ,且处于弱还原环境 ;铀系核素活度数据也显示此区段地下水环境相对稳定 ,未受到现代大气降水或地下水的影响。 3中—下部花岗岩 (35 0～5 5 0 m) ,填隙矿物形成时的环境由两种不同性质的地下水控制 ,但深部地球化学环境相对稳定。 4深部 (>5 5 0 m) ,岩性相对稳定 ,地下水—花岗岩的反应处于稳定的长期平衡状态。这种地球化学环境对于高放射性废物的永久处置是有利的。

关键词：同位素地球化学花岗岩 δ^18O 铀系矿物大气降水 δ^13C 深部预选充填

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

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地质学报 2019年第2期93卷 329-352页

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... 详细信息

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。

关键词：埃达克质花岗岩锆石U-Pb年龄地球化学火山弧算井子北山

东天山觉罗塔格雅满苏花岗岩岩石学、地球化学特征及其板内构造意义

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地质学报 2018年第9期92卷 1780-1802页

作者：赵宏刚苏锐梁积伟金远新欧光习姜晓辉中核集团高放废物地质处置重点实验室核工业北京地质研究院北京100029 长安大学地球科学与资源学院西安710054

雅满苏花岗岩体由27个侵入体组成,按岩石谱系划分为三个岩相单元,归并为一个超单元,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椭圆形的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,雅满苏岩体侵位于中三叠世(227~2... 详细信息

雅满苏花岗岩体由27个侵入体组成,按岩石谱系划分为三个岩相单元,归并为一个超单元,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椭圆形的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,雅满苏岩体侵位于中三叠世(227~230Ma),为印支中期的产物。来自岩体的锆石原位Hf同位素测定结果表明,ε_(Hf)(t)值变化于7.7~11.5之间,二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))变化于530~776Ma之间,表明其岩浆源区均为来源于亏损地幔的新生地壳岩石。该岩体总体富硅(SiO_2为70.73%~78.12%),富碱(K_2O+Na_2O为7.17%~8.53%),富钾(K_2O/Na_2O为1.1~1.89),而Ti、Ca、Fe和Mg含量较低,(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3为0.75~0.91,A/CNK为0.98~1.03,属于高钾钙碱性花岗岩。总体上富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb和高场强元素(HFSE)Th,但贫Hf、Zr、Sm、Y及Yb,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,轻稀土分异明显,而重稀土分异不显著,铕呈现弱负异常(δEu=0.38~0.74)。岩石学及地球化学特征研究表明,雅满苏岩体形成与幔源岩浆的内侵使得新元古代年轻的地壳物质发生部分熔融有关。岩浆侵入活动的动力来源于海西晚期至印支早期古特提斯洋向北俯冲和碰撞及随后的板内伸展作用。

关键词：花岗岩地球化学印支期板内伸展雅满苏东天山

高放废物地质处置北山预选区新场地段地质特征

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岩石力学与工程学报 2007年第S2期26卷 4000-4006页

作者：陈伟明王驹赵宏刚金远新李云峰核工业北京地质研究院北京100029

介绍我国高放废物地质处置北山预选区新场地段的地质特征以及我国选址工作的最新进展——岩块筛选。以美国TM卫星照片解译和野外地质勘查为主要手段,研究新场地段花岗岩类和断裂构造的时空分布特征。按岩石谱系单位的划分原则和方法,建... 详细信息

介绍我国高放废物地质处置北山预选区新场地段的地质特征以及我国选址工作的最新进展——岩块筛选。以美国TM卫星照片解译和野外地质勘查为主要手段,研究新场地段花岗岩类和断裂构造的时空分布特征。按岩石谱系单位的划分原则和方法,建立3个花岗岩类超单元和3个独立单元;识别出40条断裂,并对其规模、产状、力学性质和破碎程度等特征进行调查。以此为基础,先参照国外处置库选址经验,筛选出2个相对完整并具有一定规模的岩块,即新场岩块和芨芨槽岩块;然后以高精度卫星照片(美国QuickBird)和地表工程揭露为手段,对所选岩块的边界断裂、内部断裂进行调查;对岩块地表837个露头的节理进行测量和统计分析(节理优势组、平均间距和平均迹长等)。研究结果表明,新场和芨芨槽岩块均比较完整,可作为处置库的候选岩块进入钻孔研究阶段。实践证明,岩块筛选可为岩块的钻孔研究提供更详细的基础地质资料,在处置库的选址过程中起到事半功倍的作用。

关键词：工程地质高放废物处置库选址花岗岩北山

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铀矿物学研究现状

铀矿地质 2008年第6期24卷 339-346页

作者：陈璋如金远新核工业北京地质研究院北京100029

文章综述自80年代以来铀矿物学的研究进展,包括新铀矿物种的发现、铀矿物晶体结构研究的精细化、实验铀矿物学的广泛深入研究及铀矿物学在核环境科学中的应用。

关键词：铀矿物学新铀矿物种晶体结构核环境科学