六十五载辉煌路,核地报国启新程——热烈庆祝核工业北京地质研究院建院65周年

2024年3月18日,核工业北京地质研究院(以下简称“核地研院”)迎来建院65周年。65年来,在国家部委、上级部门和兄弟单位的大力支持下,核地研院在核地质科技创新、产业经济发展、深化改革及党的建设等方面取得突出业绩,为我国“两弹一艇”的成功研制、铀资源的需求保障及核工业可持续发展做出历史性贡献。

核工业北京地质研究院遥感前沿信息研究和进展

成象雷达和成象光谱技术是当前遥感领域的两大前沿研究课题。文章简介了这两大前沿目前发展的概况,以及核工业北京地质研究院遥感研究中心在这方面的研究工作。同时,文章还扼要介绍了该中心在图像综合分析技术和科学试验卫星像片二次开发等方面研究工作的新进展。

继承光荣传统 谱写新的篇章——庆祝核工业北京地质研究院成立45周年讲话

回顾了核工业北京地质研究院45年来的光辉历程,重点阐述了地质、物化探与分析测试、遥感、高放废物处置等多学科取得的可喜成果;展示了不断深化改革、实施品牌战略、科技创新、加快多种经营发展、加强科研质量管理所取得的一些成绩;对造就一流的科技与管理队伍、提高科研综合实力、建设一流科研院所的美好前景进行了展望。

以建设一流研究院所为目标的文化体系构建与实践--以核工业北京地质研究院为例

在中国逐步实现中国梦、走向富强的今天，我国科研院所的企业文化关系到国家自主创新体系建设的大计，中华民族要创造新的辉煌，就需要创造适应时代发展的新的企业文化，实现中国梦。在这个发展过程中，国内很多企业或机构都走出了富有特色的企业文化发展之路，核工业北京地质研究院就在这方面进行了积极的探索。

沙枣园地段深部地质环境特征研究

通过地表地质调查、地球物理测量、钻孔勘察、三维地质建模等手段对沙枣园地段深部地质环境进行研究,初步查明了沙枣园地段的岩性和构造空间展布、深部岩石完整性及工程地质等特征。得出如下认识:沙枣园地段花岗岩岩体地表出露面积大,岩性相对均一,其主体为沙枣园超单元的黑云母花岗闪长岩,出露面积约330 km^(2),岩体外倾,且埋深大于2 km;主要发育NNW向、近SN向和NE向3组共12条断裂,倾角较陡,这些断层均通过岩体;岩体深部裂隙发育,大多为陡倾角,且被方解石和黏土等矿物充填;在该地段初步圈定2个以上有利岩块,可用作高放废物处置库的潜在候选场址。通过研究证实,沙枣园地段具备筛选高放废物处置库的有利地质条件。

核工业铀资源勘查遥感应用的创新与数字勘查技术系统研究

本文是对核工业系统20世纪90年代以来在铀资源勘查方面遥感应用创新工作的总结和回顾。进入21世纪后,在“数字地球”的框架下,在以往创新工作的基础上,提出了铀资源数字勘查技术系统的新理念,“十五”期间正在开展这方面的研究。

遥感图像超分辨率重建技术研究及地质解译应用

遥感图像超分辨率重建技术通过提升遥感图像的空间分辨率,增强图像的细节和清晰度,在地质调查中能够提高地质特征的识别精度和信息提取的准确性,具有重要的应用价值。针对现有遥感图像重建模型在地质解译下的细节和特征信息丢失等缺点,提出一种基于增强型深度残差网络的多尺度渐进式残差网络(MPEDSR)的超分辨率重建模型。该模型重点针对残差结构进行调整,在残差块堆叠结构中加入跳跃连接,同时在残差块间引入通道注意力机制模块,实现残差分支信息的充分利用,并通过测试集图像证明所提方法的地质调查要素解译能力。实验结果表明:所提算法在主观视觉感受及峰值信噪比(PeakSignal-to-NoiseRatio,PSNR)和结构相似度(Structural Similarity,SSIM)等客观评价指标上均高于现有几种主流算法。在2倍和4倍放大因子下相较原模型在PSNR上分别提升0.176和0.194 dB,在SSIM上分别提升0.018和0.021。此外,该网络能有效提取滑坡和岩性边界,识别断裂构造。本研究为高分辨率遥感图像下的地质解译和地质灾害监测提供了有效的技术手段,推动了遥感地质解译的精细化和智能化发展。

岩芯高光谱成像及勘查指示意义研究--以西藏邦铺大型多金属矿床为例

西藏邦铺矿床是冈底斯成矿带上重要的斑岩-矽卡岩型矿床,矿区东段矽卡岩矿体研究程度较低。高光谱成像技术可以快速获取岩芯样品“图谱合一”的高光谱数据,选取邦铺矿床东段矽卡岩典型岩芯为样品,应用国产核工业北京地质研究院自主研发岩芯扫描仪与国外SPECIM岩芯成像仪,开展短波红外(SWIR)高光谱成像测试及对比分析,揭示典型矿物的短波红外光谱特征,并探讨先进的高光谱成像技术应用于矽卡岩勘探的潜力与优势。对同一批岩芯样品分别进行了国内外仪器的高光谱成像测试,利用最小噪声分离变换以及纯净像元指数进行端元提取,而后结合光谱信息散度法选取不同矿物的训练集和验证集样本,采用光谱角填图法进行蚀变矿物填图。共识别出方解石、绿帘石、绿泥石、角闪石、石英、白云母六种矿物,两种仪器矿物填图的结果大体一致,并反映了不同蚀变矿物之间的组合与分布。SPECIM成像仪对两个钻孔样品的平均填图精度为91.5%,Kappa系数为0.87;核工业高光谱成像仪对两个钻孔的填图精度为75%左右,Kappa系数为0.66。两种仪器获取的高光谱数据信噪比均较高,但是由于核工业仪器的数据空间分辨率相对更低,导致图像中存在更多的混合像元,进而影响了填图精度,其空间分辨率的进一步提高是下一步研发的重点。高光谱成像数据表明ZK0010钻孔绿泥石Fe-OH吸收峰波长变化范围为2252.3~2260 nm,ZK0011钻孔绿泥石Fe-OH吸收峰变化范围为2251.7~2258.5 nm,由上至下均向短波方向移动,表明了绿泥石远离矿化中心而相对富Mg,其高值指示了矿体中心位置。高光谱成像技术相较于传统的点测法可以提供更加丰富的空间信息和光谱信息,为指针矿物的光谱特征参数提取与变化规律分析提供了技术支撑。利用高光谱成像提供的大量光谱数据进行绿泥石Fe-OH峰位统计分析,进而可以通过其波长高值位置指示矽卡岩矿床勘查。

广西苗儿山地区马家铀矿床成矿地质特征研究

广西马家铀矿床为花岗岩型铀矿,在新一轮铀矿地质勘查工作中取得了较好的找矿成果。不同于区内其他铀矿床赋存在印支期岩体中,马家铀矿床赋存在加里东期岩体内,是在加里东期岩体中铀矿找矿的新突破。从赋矿围岩、控矿构造、围岩蚀变和铀矿化等方面分析了马家铀矿床的成矿地质特征,认为区内铀源丰富,加里东期岩体为产铀岩体;NNE向断裂构造规模大,其次级成矿构造发育,铀矿体严格受F_(2709)、F_(2715)和F_(2719)等含矿断裂带控制;热液蚀变作用强烈,赤铁矿化、碳酸盐化、硅化、钾长石化、紫黑色萤石化与铀矿化关系密切;控矿因素主要为富铀花岗岩、断裂构造和热液蚀变。下一步的勘查工作需加强在苗儿山岩体及相邻越城岭岩体中寻找同类型铀矿,继续加强对F_(2719)、F_(2715)和F_(2709)等含矿断裂带的勘查力度,开展深部地质勘查,寻找富大铀矿体,扩大矿床资源量。

在某污染的工业废物填埋场环境水文 地质评价中的同位素水文学研究

本文论述了某污染的工业废物填埋场场址的地质、水文地质条件,应用水化学方法、环境同位素技术(地下水中氚及氢、氧稳定同位素)和同位素单孔示踪技术等同位素水文学领域中的新方法对区内地下水的活动条件以及填埋场场址区分布的第四系孔隙潜水和第三纪红层孔隙-裂隙水的成因进行了分析,测量并确定了填埋场下部地下水的流速及流向。研究结果表明场区地下水的运动与地表水无直接水力联系。污染的工业废物填埋后不会通过地下水的迁移造成对地表水的污染,进而证实填埋场的地质、水文地质条件对处置污染的工业废物是安全可靠的。

中国高放废物地质处置缓冲材料大型试验台架和热-水-力-化学耦合性能研究

缓冲材料作为高放废物深地质处置库中一道重要的人工屏障,与高放废物容器和处置库围岩直接接触,在高放废物衰变热、辐射作用和地下水等影响下产生复杂的热-水-力-化学耦合作用,为了验证缓冲材料是否能长期有效地发挥其屏障材料的作用,核工业北京地质研究院利用高庙子钠基膨润土组装并运行了模拟中国高放废物地质处置室1:2尺寸的大型缓冲材料膨润土试验台架(China-Mock-Up)。建立了缓冲材料试验台架的安装和试验方法,依据实测数据和理论分析,揭示了热-水-力-化学耦合作用条件下膨润土中的相对湿度是在加热器的热效应和外部供水的湿效应共同作用下发生变化的,压实膨润土中应力的变化主要是由于膨润土遇水膨胀和加热器的热效应引起的,试验验证了模拟高放废物地质处置室内加热器(废物罐)运行初期的位移过程,为缓冲材料和高放废物地质处置库的设计提供了重要的工程参数和理论依据。

北京冬季大气颗粒物中铅的同位素丰度比的测定和来源研究

本文报道了北京市冬季（1998-1999年）大气颗粒物样品的无机多元素和铅同位素丰度比的测定数据。分别采用HR-ICP-MS和TOF-ICP-MS测定铅同位素丰度比,结果表明ICP-MS的测定精度可适用于大气中铅的来源研究。大气颗粒物样品中一些特征无机元素含量,如Br、Ti、Pb、Zn,与铅的同位素丰度比之间存在相关性。在铅含量高的样品中机动车尾气排放的贡献明显,在铅含量低的样品中土壤扬尘和燃煤飞灰的贡献增加;其中部分样品表现出来自西伯利来地区的长距离传输的特征。样品聚类分组结果结合气象信息可以得到合理解释。应用铅的同位素技术来研究北京市大气颗粒物中的铅的来源是可行的。

世界高放废物地质处置库选址研究概况及国内进展

高放废物是核能事业发展的必然产物。它的安全处置是核能事业持续发展的前提 ,已受到世界各国的高度重视。文中阐述了高放废物深地质处置的一般概念。同时重点介绍了世界上一些国家处置库选址研究的主要内容和研究进展 ,例如 ,美国把处置库建造过程分为场地推荐、场地的特征评价、处置库场地的选择和批准、领取场地执照和处置库建造设计的审批、处置库的建造 5个阶段 ;德国的选址研究工作包括地电和地热研究 ,重力、地震、地球化学、水文地质、同位素地球化学及微生物研究等 ;瑞典在花岗岩中建成了地下实验室 ,并制定了实验室的总体研究目标等等。另外也介绍了中国在甘肃省北山进行的高放废物地质处置库选址工作的情况 ,研究表明北山地区为一地壳稳定区 ,也是地下水贫水区且地下水流速缓慢 ,有利于处置库的建造 ,进一步的地面地质、水文地质勘察工作及钻探工程工作正在进行中。伴随着这些工作的完成 ,中国将大大缩短在高放废物地质处置研究方面与发达国家的距离。

油气包裹体在油气地质研究中的应用——概念、分类、形成机制及研究意义

油气包裹体已成为油气成藏研究的有力工具,在划分油气运移充注期次、确定油气藏的形成时间、反映油气的成熟度及来源等方面均有重要的应用价值。近年来,利用油气包裹体及其共生的盐水溶液包裹体估算油气藏形成时的pVT条件是油气包裹体研究中的一个新热点,它为更准确地计算油气藏形成的温度-压力条件提供了一种独立的、更准确的技术手段。研究表明,包裹体岩相学和流体体系的热力学研究仍将是今后的发展重点。油气包裹体的pVT模拟技术尚处于初始阶段,两种软件(VTFlinc和FIT)的准确性和精确性虽有待进一步提高,但已经成为今后一个重要的发展方向。

后遥感应用技术研究与地质实践——以东胜—神木地区铀资源勘查为例

介绍了后遥感应用技术提出的背景及技术构成,阐述了该技术的研究内容及取得的地质成果。实践表明,在地质勘查领域,后遥感应用技术比单一遥感技术具有更大的实用价值和更好的应用效果。

脉冲增压毛细管分离富集ID-ICP-MS测定地质样品中微量锂的方法研究

采用一种脉冲增压毛细管柱 ,用于锂的分离富集。其原理类似于高效液相色谱 ,但使用钢瓶气为动力脉冲驱动液相在固定相中流动。使用粒度很细的固定相材料 ,惰性气体和液相脉冲交替通过固定相 ,使固定相的死体积减小到最低程度 ,从而获得很高的分离富集系数。试验了一种无机固定相材料和树脂材料用于锂的分离富集。结果表明 :无机材料能高效富集锂 ,但选择性较差、本底杂质较多 ;阳离子交换树脂分离效果好、本底低 ,能从镁、钙等大多数离子中很好地将锂分离 ,几乎没有拖尾现象 ,回收率达到 97% ,分离纯度高。分离后 ,用 ICP-MS测定锂同位素的比值 ,具有较高的测量精密度。用同位素稀释电感耦合等离子体质谱( ID-ICP-MS)测定地质样品中微量锂 ,结果相对标准偏差 sr<3%。方法检出限低 ,精密度高 ,分析速度快 ,是测定锂的较理想方法。

电感耦合等离子体质谱、热电离质谱和二次离子质谱技术在核工业中的新进展

结合实例,回顾并展望了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、热电离质谱(TIMS)和二次离子质谱(SIMS)技术的应用进展,特别是在核工业领域中的进展。讨论了未来相关质谱技术的发展方向,并指出目前存在的主要问题,探讨了可能的解决方案。

高分辨率声波钻孔电视及其在核废物地质处置深部岩体研究中的应用

声波钻孔电视测量是最早能获得钻孔直观图像的地球物理测井方法,新一代声波钻孔电视探头采用了先进的声波束聚焦技术、数字记录技术和数字化数据处理技术,具有精度高、分辨率高和测井速度快等特点。在高放废物深地质处置库场址预选和场址评价研究中,深部岩体的节理裂隙特征参数是场址性能评价的基础数据之一。利用高分辨率声波钻孔电视测井技术,可获得钻孔孔壁直观图像和孔壁各点的三维磁坐标和倾斜坐标参数。利用这些参数,计算钻孔的偏移量、进行钻孔裂隙统计分析、岩芯定向排列和评价局部范围内深部岩体节理裂隙和断裂构造的延伸特征等。声波钻孔电视是一种方便、快捷、精度高的深部岩体裂隙测量工具。

高放废物地质处置库预选缓冲材料压缩性能研究

缓冲材料是高放废物深地质处置多重屏障系统中非常重要的一道人工屏障,内蒙古高庙子钠基膨润土被确定为我国高放废物深地质处置缓冲材料的首选基料。通过研究该钠基膨润土(GMZ01)在不同含水量条件下的压实成型性、不同压实干密度和不同含水量压实样品的无侧限压缩性能,认为:含水量为15%的高庙子天然钠基膨润土压实成型性最好,压实干密度越大,无侧限抗压强度越大;在无侧限压缩实验时,含水量为15%的高密度压实膨润土样品比含水量为10%和20%的样品的抗压强度大,变形小。