A Study of the Thermal Conductivity Property of the High-level Radioactive Waste Repository:The Case of Beishan Preselected Site,Gansu Province

The research and development of high-level radioactive waste(HLW)repository is a long-term systematic engineering project.Normally,it involves such stages as foundation study,site selection and assessment,underground research laboratory testing, and the design,construction,operation,and close of the repository.The key issue in repository design

甘肃北山红石山地区扫子山组构造变形特征及其动力学背景

甘肃北山地区扫子山组形成于早石炭世,是红石山蛇绿构造混杂岩的重要组成部分,记录并保存了红石山古洋盆形成及演化的地质信息,是讨论红石山地区晚古生代古地理环境及洋盆构造属性的重要窗口。详细的野外地质调查发现,该套地层构造变形强烈,原始层理难以辨识,为研究该套地层的沉积环境增添了难度。基于此,在查明扫子山组物质组成的基础上,通过详细的构造解析,厘定其构造序列,并通过剥离后期构造改造,恢复原始沉积层理。结果表明,扫子山组经历了3期构造变形,第1期为北北西—南南东向逆冲兼左行走滑,可能为洋壳向北俯冲的产物;第2期为北北东—南南西向挤压兼右行走滑脆-韧性变形,可能为碰撞阶段的产物;第3期构造变形以北东—南西向左行走滑为主,为次一级的晚期构造变形。变形样式及变质程度表明,扫子山组以中浅层次构造变形为主,地层未发生明显的倒转和缺失,该套地层物质成分及空间分布具有明显的规律性,显示裂谷型盆地向南趋于成熟的火山-沉积特征。结合红石山-蓬勃山断裂以北发育石炭纪—二叠纪弧岩浆岩,揭示了红石山古洋盆向北俯冲的动力学过程,为进一步研究中亚造山带南缘构造演化过程提供地质依据。

甘肃北山南部早古生代古亚洲洋俯冲作用:来自明舒井埃达克质侵入体锆石U-Pb年龄及地球化学的证据

甘肃北山南部具有重要的构造位置与复杂的构造演化历史,制约着北山造山带大地构造归属研究。北山明舒井埃达克质侵入体位于南部辉铜山以西地区,岩性主要为二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等。对明舒井侵入体中的二长花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,定年结果分别为423.4±3.4 Ma、425.4±2.3 Ma和437.8±3.5 Ma。岩石SiO2含量多数大于56%(55.53%~64.42%),Al2O3大于15%(15.1%~17.79%),MgO多数小于3%,全部小于6%(2.07%~3.5%),Y和Yb含量均较低,同时轻稀土元素富集,Eu异常不明显,Sr含量较高,具有与埃达克岩相似的特征。综合区域地质背景,认为北山南部志留纪埃达克质侵入岩形成于活动大陆边缘火山弧环境,可能是志留纪古亚洲洋向北消减俯冲背景下岩浆作用的产物,同时发生了大规模的地壳增生。明舒井埃达克质侵入岩体的识别为北山造山带早古生代构造演化提供了重要依据。

甘肃北山地区芦草沟富闪深成岩的成因

富闪深成岩是一类罕见的岩石类型,角闪石含量很高,矿物组合十分罕见,对岩浆作用和地球动力学过程具有敏感的指示意义。本文对甘肃北山地区首次发现的芦草沟二叠纪富闪深成岩开展野外调查、LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、全岩主量和微量元素地球化学分析,结果表明,岩石的SiO_(2)含量为45.43%~51.84%,Na_(2)O含量为2.76%~3.98%,K_(2)O含量为0.18%~0.59%,Al_(2)O_(3)含量为16.59%~20.58%,MgO含量为4.18%~6.34%,显示贫钾富钠的特征;岩石的微量元素组成显示富集大离子亲石元素Rb、Ba、U等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf,Eu异常不明显(δEu=0.81~1.46)。锆石U-Pb年龄为286.7±2.5 Ma,即形成于早二叠世。结合区域地质背景,认为芦草沟富闪深成岩是俯冲碰撞环境壳幔相互作用的产物,而中亚造山带大范围发育中晚二叠世花岗岩是碰撞后构造岩浆事件的产物,暗示北山地区的古亚洲洋在中二叠世才完全消亡,进入陆内演化阶段。

北山花岗岩裂隙围岩蚀变矿物学及地球化学特征

在地质流体的作用下,花岗岩裂隙两侧常发生不同程度的围岩蚀变,蚀变可能会改变围岩的矿物组成、化学组分乃至对放射性核素的阻滞性能。因此,查明深部岩体裂隙围岩的蚀变特征是处置库场址评价的重要内容之一。以北山新场和沙枣园花岗岩体深钻孔岩心为调查对象,借助显微分析、X射线荧光法等分析测试手段,研究分析了裂隙两侧岩石蚀变的矿物学及地球化学特征,初步探讨了蚀变作用对于围岩还原能力的影响。研究结果表明:北山花岗岩裂隙蚀变岩仅在少数裂隙两侧分布,主要类型为因矿物交代作用引起的钠长石化、黏土化、赤铁矿化和绿泥石化等,每种蚀变作用过程使得围岩的矿物组分与化学组成发生特定变化,除Na_(2)O、K_(2)O、CaO、Fe和LOI等元素以外,其他主量元素含量在蚀变作用中变化微弱或无变化。仅从Fe(Ⅱ)含量变化上分析,北山花岗岩裂隙蚀变作用对围岩还原能力的影响很小。

甘蒙北山四道梁南钼矿土壤地球化学异常特征及找矿潜力分析

甘蒙北山四道梁南地处东天山-北山中亚增生造山带南缘,早二叠世-三叠纪早期完成了俯冲增生体制到伸展构造体制动力转换过程,伸展背景下多期次的酸性岩浆活动为斑岩型和浅成低温热液型铜、金、银、钼矿床的形成提供了良好的地质条件。本文通过对区内土壤地球化学测量数据的多元统计分析,探讨了成矿元素及伴生元素异常组合、分布特征,结合成矿地质背景评价了找矿潜力。研究发现区内Bi、Mo、As等元素高强度数据占比大、分异程度高,是主要的成矿元素,异常主要分布在印支期中粗粒二长花岗岩与早二叠世双堡塘组英安岩的接触带附近;成矿元素组合与矿化蚀变分带具有从高温W、Mo、Bi→中高温Pb、Zn、Ag→中低温Hg、Sb、Cu→低温As、Au演化的规律;结合矿床地质特征,认为其具有与斑岩型成矿系统相似的成矿元素组合和矿物分带特征,属于斑岩型钼矿床且具有较好的找矿前景。同时确定W-Mo-Bi元素组合异常是区内寻找Mo (W)矿床的有利指示元素或找矿标志,可有效地确定成矿部位并指导勘查工程布置。

甘肃北山古堡泉西铁矿床地质特征及成因分析

古堡泉西铁矿位于甘肃北山成矿带南缘,是该区新发现的中型铁矿床。该矿深部勘查取得了许多新的进展,但矿床成因研究较少。本文结合区内成矿地质背景,探讨了矿床地质特征及成因类型,初步建立了铁矿成矿模型。综合研究认为,古堡泉西铁矿床为岩浆热液型铁矿床,成矿方式以充填作用为主,交代作用次之;矿体赋存岩性为辉长岩,呈不规则的脉状及透镜状,矿石矿物主要为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿。

甘肃北山某地区成矿远景区圈定及靶区优选

甘肃北山某地区位于甘肃省北山造山带南带,塔里木板块东缘,是连接哈萨克斯坦-塔里木-中朝-西伯利亚板块的纽带,是一个多旋回的复合造山带。本文通过对区域地质背景、典型矿床的综合研究与分析,认为该区具有寻找韧性剪切带型金矿、岩浆期后热液(脉)型钨矿、岩浆岩熔离型铜镍矿的有利条件。综合圈定重点成矿远景区4个;优选找矿靶区9个,其中A类2个,B类3个,C类4个。本次研究为本区下一步开展矿产资源勘查评价和找矿靶区优选提供了科学依据,指明了地质找矿方向。

甘肃北山音凹峡地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿靶区优选

音凹峡地区位于北山南带,是甘肃北山地区重要的成矿带,目前地质工作程度较低。通过对音凹峡地区开展1/5万水系沉积物地球化学测量,初步总结了区域地球化学特征,圈定了地球化学异常,为下一步找矿工作部署和成矿规律研究提供了基础资料。运用多元素富集系数累加化探方法,圈定找矿靶区16个。通过对找矿靶区开展概略检查和重点检查工作,在9个靶区中发现矿化线索。研究结果表明:在工作程度较低地区多元素富集系数累加化探方法可以快速缩小找矿范围,确定找矿目标,有助于提高找矿工作效率。

浅钻地球化学测量在甘肃北山南金山金矿外围浅覆盖区的应用

南金山金矿是北山成矿带典型的浅成低温热液型矿床,该矿床沿NE向延伸至外围浅覆盖区,外围成矿潜力较大。为进一步实现外围浅覆盖区的找矿突破,选择开展机动浅钻地球化学测量试点工作。依据覆盖层性质及厚度,利用车载空气正循环+三翼合金刮刀钻进/气动潜孔锤钻进工艺对浅覆盖区开展机动浅钻化探取样126件,采样密度16.8个点/km^(2),进一步探讨了浅覆盖区浅钻化探方法技术,包括钻进工艺选择、采样网度、采样物质、样品采集等内容;对零星基岩区开展土壤测量,采集样品278件,采样密度48.77个点/km^(2);分析测试了Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Cr、Co、Ni等15种元素。通过上述工作,圈定化探综合异常7处,后经异常查证在基岩区新圈定金矿体6条、银矿体1条,浅覆盖区新发现隐伏金矿体2条、银矿体1条,取得了较好的找矿效果。本次研究表明浅钻地球化学测量在北山干旱荒漠戈壁景观浅覆盖区找矿是有效可行的。

甘肃北山七角井铁钒矿地质特征及找矿方向

七角井铁钒矿是甘肃北山地区近年来勘查发现较为典型的层控型矿床,铁矿体赋存于青白口系大豁落山组磁铁石英岩及含磁铁矿透闪石岩中,钒矿体主要赋存于寒武系西双鹰山组碳质板岩中。矿区内圈定铁矿体17条,长82~220 m,厚1.48~11.80 m,w(TFe)_(平均)=21.02%~34.23%;圈定钒矿体26条,长200~5930 m,厚1.09~11.26 m,w(V_(2)O_(5))_(平均)=0.94%~11.26%。综合研究表明,七角井铁钒矿主要控矿因素为岩性控矿、构造控矿和岩相古地理控矿,主要找矿标志为岩性标志、构造标志、地球物理标志和地貌标志。

甘肃北山地区古亚洲南缘古生代岛弧带位置的讨论

综合研究得出结论:"甘肃北山红石山断裂带以北的雀儿山—英安山地区为一种与俯冲洋壳板块相关的岛弧带,它记录了古亚洲大洋向南缘东天山古陆系统下俯冲消减的整个地史过程"。主要依据:①该地区缺少古老基底陆壳;②发育于区内的中奥陶世—泥盆纪不同时代地层中的火山岩和石炭—三叠纪的中酸性侵入岩,主要以钙碱性或TTG或埃达克成分系列为主要标志,揭示深部有消减洋壳板片或岩源的存在;③从中奥陶世和志留纪火山岩的玄武岩、安山岩和英安岩组合,到泥盆纪以安山岩、英安岩为主的流纹岩、玄武岩组合,至三叠纪马鞍山、小草湖中酸性侵入岩序列的部分高钾钙碱性岩石类型组合,反映古亚洲大洋在南侧消减带之上从一种不成熟岛弧到成熟岛弧和大陆边缘弧发育演化的过程;文章提出代表古亚洲大洋南缘消减带的实际位置应在雀儿山—英安山一线以北的蒙古境内,而北山岛弧带实属南侧东天山古陆陆缘增生地体的一部分。

甘肃北山地区榴辉岩的变质年龄:来自锆石的U-Pb同位素定年证据

北山造山带地处塔里木-中朝板块与哈萨克斯坦板块的交汇部分,主造山时期被认为是早古生代。榴辉岩产在北山造山带的南带,带中榴辉岩与大量基性超基性洋壳岩石和俯冲碰撞有关的花岗岩等伴生,反映该带有可能代表板块的边界。北山榴辉岩的锆石SHRIMP U-Pb同位素定年表明,榴辉岩相的变质年龄为(819±21)Ma,原岩年龄为(1007±20)Ma,表明北山地区存在新元古代一次重要的板块裂解和俯冲碰撞事件。与北山相邻的祁连山南部柴北缘地区近年也报道存在新元古代板块裂解和蛇绿岩洋壳形成事件,表明中国西部存在区域上的新元古代洋盆裂解事件,或称之为罗德尼亚大陆裂解事件。需强调的是,北山榴辉岩相变质事件发生在新元古代,柴北缘榴辉岩的原岩虽为新元古代洋壳岩石,但榴辉岩相变质作用则发生在早古生代,反映北山新元古代俯冲碰撞事件之后的又一次俯冲碰撞事件。

甘肃北山石板井地区花岗岩成因探讨

甘肃北山石板井地区隶属东天山古陆东延部分的北山中央古陆断隆构造带,由北山岩群构成古老变质结晶基底岩系。该岩群由具有TTG组合或灰色片麻岩和富铝孔兹岩系构成。获得的同位素年龄为(2 757±790)Ma,时代为太古代。侵入其内的中酸性岩获得的同位素年龄分别为(482.3±1.8)Ma^(422±47)Ma和(384.3±2.3)Ma^(332.1±6.8)Ma,分属于加里东期(奥陶—志留纪)和华力西期(晚泥盆—早石炭世)。岩石矿物组合及岩石化学成分揭示,两期岩体岩浆源区与北山岩群有一定相关性。岩石稀土总量较低,与I型花岗岩相似,成因可能为北山岩群的古老变质岩系重熔而形成花岗岩类,为一种后造山岩浆底侵隆升构造环境的产物。

高光谱遥感异常提取在甘肃北山金滩子-明金沟地区成矿预测中的应用

利用机载高光谱遥感数据(CASI/SASI),对甘肃北山成矿带金滩子-明金沟一带的蚀变矿物异常信息进行提取和分析,总结了区内蚀变矿物异常信息的分布规律及成因;结合典型岩石、矿物ASD地面光谱测量,对不同地质体中蚀变矿物的光谱曲线特征进行分析、总结;选取研究区北部明金沟金矿床的矿化蚀变地质剖面开展光谱测量,结合成矿地质条件分析,建立基于区内金矿床的高光谱遥感找矿模型。以找矿模型为指导,综合成矿地质背景及地球化学异常特征,筛选出成矿有利区段,进而通过野外查证检验高光谱异常信息在成矿预测中的应用效果。野外查证表明圈定出的找矿预测区金矿化发育,成矿潜力较好,说明高光谱遥感能为找矿提供较为准确且可靠的信息。

甘肃北山牛圈子地区基性岩墙群年代学、地球化学特征及构造意义

通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法,获得甘肃北山牛圈子地区辉绿岩中锆石加权平均年龄为(313.6±3.3)Ma(MSWD=0.61),为晚石炭世,代表岩墙侵位年龄。岩石地球化学特征具高Mg、贫K,P和Ti,富集不相容元素,亏损相容元素,Nb,Ta明显亏损等特点,具亚碱性拉斑玄武岩特征。构造环境判别图解显示其形成于陆内裂谷环境。结合前人研究成果认为,晚石炭世牛圈子地区处于伸展拉张的构造背景。通过对比天山和本地区岩体的主微量和稀土元素认为,其可能是晚石炭世天山大火成岩省的组成部分,为晚石炭世塔里木地幔柱作用的产物。

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。

甘肃北山红尖兵山钨矿床地质特征及成矿物质来源

对甘肃北山红尖兵山钨矿床地质特征进行了总结 ,同时 ,对代表性钨矿石样品中的黑钨矿进行了Sm_Nd同位素测定。研究表明 ,红尖兵山钨矿床的矿化类型大体可划分为云英岩型和黄玉_石英脉型。钨矿化的发生时间为海西期 (3 2 2～ 2 60Ma) ,其中云英岩型钨矿石的形成时代略早于黄玉_石英脉型矿石。云英岩型钨矿石中 2件黑钨矿样品的εNd(3 2 2Ma)值分别为 5.93和 4.2 4,与同时期亏损地幔钕同位素演化线值接近。相比之下 ,黄玉_石英脉型钨矿石中 5件黑钨矿样品的εNd(3 2 2Ma)值变化范围为 -4.16～ -8.0 5,与同时期古大陆壳钕同位素演化线值相似。云英岩型钨矿石的形成作用与亏损地幔源岩浆活动有关 ,而黄玉_石英脉型钨矿石则很可能是壳源岩浆活动的产物。

甘肃北山红柳沟基性-超基性岩体岩石成因及成矿条件

甘肃北山红柳沟基性-超基性岩体位于塔里木板块北缘北山裂谷带,岩体侵位于敦煌岩群,主要岩石类型有辉长岩、橄榄辉长岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄角闪苏长岩、橄榄辉长苏长岩、二辉橄榄岩、橄榄辉石岩和辉石岩等。橄榄石Fo介于66.97%~82.92%之间,属贵橄榄石,斜方辉石En成分范围为68.49~77.65,属古铜辉石;单斜辉石En成分范围为45.85~48.81,主要为斜顽辉石和透辉石;斜长石An为58.70~72.69,以拉长石为主;角闪石以普通角闪石为主。岩体母岩浆Mg~#值为0.59~0.62,属于高镁拉斑玄武质岩浆,岩浆演化过程中主要发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石的分离结晶作用,主要分离结晶矿物受单斜辉石和斜方辉石的控制,岩浆上升侵位过程中遭受到下地壳物质混染。从构造环境、母岩浆、岩体类型、岩浆分异程度、同化混染等方面综合分析认为红柳沟岩体具有形成铜镍硫化物矿床的较大潜力。

甘肃北山中泥盆统砾岩中放射虫的发现及其地质意义

笔者于甘肃北山地区墩墩山一带中泥盆统三个井群砾岩内的硅质岩砾石中发现放射虫,经鉴定主要为空滴虫类(Inaniguttids),有两个属:Inaniguttasp.(空滴虫)和Inanibiguttasp.(双壳空滴虫)。这两个属在世界上主要见于奥陶—志留纪,我国华北地区主要产在奥陶纪。表明北山于泥盆纪碰撞造山时,墩墩山之北被抬升成山系,奥陶系含放射虫的硅质岩被剥蚀后向南搬运到墩墩山山前磨拉石盆地中沉积下来。结合区域地质特征,放射虫的发现为北山地区泥盆纪碰撞造山作用和磨拉石盆地的存在提供了佐证。