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

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。

浅谈甘肃北山沙枣园地区钻孔水文地质特征

根据2014~2015年沙枣园地区野外水文地质相关资料,结合我国高放核废物地质处置库甘肃北山预选区的区域水文地质特征,对沙枣园区域钻孔水文地质特征进行分析。

北山沙枣园花岗岩岩体露头节理的平面特征研究

北山沙枣园是我国高放废物处置预选区的重点预选地段,该区域花岗岩体中广泛分布的露头节理是地下水渗流和核素迁移的通道。在前期露头调查测量基础上,以单一露头节理为对象,采用圆形窗口法计算节理的平均迹长L和单位面积数量P_(20)、采用拓扑理论计算单位节理的连接节点数C_(L)、采用盒子法计算露头节理的分形维数D;其次分析平面特征参数的线性相关性,其中C_(L)和L,D均呈正相关,系数为0.418,0.612,而P_(20)与L,D为负相关,系数为-0.538和-0.387,C_(L)与P_(20)没有体现相关性,提出露头节理的连通节点面密度参数P_(20C);然后以区域露头为对象,基于露头位置,采用Voronoi法剖分岩体,由面积加权法得区域平面特征参数值L=13.54 m,P_(20)=0.095个/m^(2),C_(L)=2.93,D=1.19,P 20C=0.25个/m^(2),运用四分位图呈现参数的区域分布,其中P_(20)区域分布聚集明显,区域“西南部大于东北部”;参数C_(L),L和D的区域分布相似,区域“中间小,周围相间”,最后采用参数P_(20C)和P_(20),C_(L)筛分岩体,岩体质量“好”的区域均位于调查区域的中部和东部。

甘肃北山沙枣园地区土壤表层盐分特征研究

以我国高放废物处置库预选场址之一的甘肃北山沙枣园地区为地质背景,旨在探索极旱荒漠地区土壤盐分特征研究方法与理论,从而为高放废物处置库选址和场址性能评价服务。文中采用地质统计学和聚类分析方法研究了沙枣园预选场址土壤表层盐分特征。结果表明:研究区土壤阴离子聚积以SO^(2-)_4、Cl^-为主,阳离子聚积以K^++Na^+、Ca^(2+)为主;土壤盐分总量空间分布特征为岩体周边第四纪沉积物中大于岩体内沟谷沉积物中;区内土壤盐分的变异主要取决于Ca^(2+)、Cl^-、SO^(2-)_4这3种盐分离子;土壤盐分积累主要以Ca SO_4、Na Cl、KCl形式存在;该区土壤盐分空间相关性强,各盐分离子空间自相关变化尺度相似,变程大都集中在4500~7000m。

北山沙枣园花岗岩岩体不同尺度结构面几何特征研究

花岗岩是我国高放废物处置库的候选围岩,其中发育的多尺度结构面对处置库的密闭性有关键影响。以北山沙枣园岩体为研究区域,选择II,III,IV^V级结构面为研究对象,在调研的基础上,采用野外测量的方法,获取多尺度结构面的迹长和产状参数。运用数理统计方法分析多尺度结构面迹长分布,相较于指数分布,幂律分布更符合多尺度结构面的迹长分布,呈现尺度无关的标度统一性,标度为2.236。采用基于粒子群算法的K-means聚类算法,分析多尺度结构面的优势产状,II级结构面的优势走向在NW320°附近,倾角为56°~76°,III级结构面的优势走向为NW304°~314°和NE43.5°,倾角分别为71.3°~72.9°和82.3°,IV^V级结构面最优结构面走向为NE38.8°~41.5°,优势倾角为70.0°~70.9°,呈现尺度相关的差异性。基于结构面'梯子'形态产生机制,结合大尺度结构面走滑应变生成次级结构面的模型,提出'梯子–剪切'模式,解释不同尺度结构面组合形态原因,建立沙枣园岩体多尺度结构面的成生联系。