【摘要】：近年來,國家致力于核電能源的開發(fā),但核電站在運行過程中不可避免會產(chǎn)生一系列高放射性核廢物,若處置不當則將造成環(huán)境污染,甚至威脅公民健康。為解決上述問題,我國開展粘土巖高放處置庫選址工作。通過對南八仙、隴東、塔木素、蘇宏圖預選區(qū)基本特征對比評價,并結合專家論證,結果表明塔木素和蘇宏圖兩個預選區(qū)為最有利的預選區(qū)。本文以塔木素預選區(qū)區(qū)域地質(zhì)條件為研究對象,結合資料整理、野外地質(zhì)調(diào)查、粘土巖薄片鑒定、Mapgis制圖、物探解譯等方法手段,重點研究了塔木素預選區(qū)地層、區(qū)域斷裂構造及巖漿巖等條件,同時對預選區(qū)水文地質(zhì)、自然地理等條件進行搜集整合,最后參照粘土巖處置庫選址技術準則(草案)進行評價,研究表明:(1)塔木素預選區(qū)區(qū)域構造環(huán)境穩(wěn)定。巴音戈壁盆地位于天山地槽褶皺系與華北地臺的過渡部位,內(nèi)部分為五個相對獨立的坳陷。盆地地層由前白堊紀地層(基底)和早白堊世至第四紀地層(蓋層)組成。盆地內(nèi)斷裂構造主要分布于各坳陷邊緣與隆起帶附近,控制了盆地的沉積格局。盆地巖漿巖從加里東期至燕山期均有活動,廣泛分布于盆地中各坳陷的基底及周邊,由于坳陷內(nèi)蓋層沉積厚度大,巖漿巖僅零星可見。(2)預選區(qū)粘土巖地質(zhì)條件良好。預選區(qū)內(nèi)巴音戈壁組上段粘土巖分布范圍廣泛,呈北東-南西向展布,地層厚度分布具有南北分帶、東西分區(qū)的特點:南、北兩側厚度較小,向中部過渡粘土巖厚度逐漸增大;由西向東厚度逐漸增大,最厚為0~320m,地層埋深總體大于400m,預選區(qū)西部埋深較淺,東部埋深大。粘土巖產(chǎn)狀平緩,延伸范圍大。預選區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育程度一般,巖漿巖零星分布。(3)預選區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育。區(qū)內(nèi)地下水根據(jù)區(qū)域地層巖性組合及其賦存特征劃分為基巖裂隙水、松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水。基巖裂隙水主要分布于預選區(qū)北緣,補給主要來自大氣降水,徑流條件差,通過溝谷排泄,為盆地內(nèi)承壓水提供補給。松散巖類孔隙水主要賦存于第四系風成砂、松散砂礫中,補給主要來自大氣降水及基巖裂隙水,向低洼處匯集。碎屑巖類裂隙孔隙水為區(qū)內(nèi)主要地下水,以大氣降水及前兩類地下水為補給,徑流途徑長,部分進入深地下水循環(huán),一部分沿構造排泄到地表。(4)預選區(qū)粘土巖主要由高嶺石、伊利石、方沸石、白云石、長石、黃鐵礦及碎屑礦物組成。其中高嶺石、伊利石、方沸石等礦物通過對放射性核素進行物理、化學吸附,能夠有效減緩核素的遷移。(5)預選區(qū)地形穩(wěn)定,交通便利,利于高放廢物輸送。預選區(qū)干旱少雨,水系、植被不發(fā)育,無洪澇隱患。預選區(qū)人口密度極小,無重要城鎮(zhèn),景區(qū)等,經(jīng)濟落后,處置庫選址及建設對當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展無重大影響。(6)初步評價結果表明:塔木素預選區(qū)區(qū)域地質(zhì)條件較為理想,各方面條件均基本符合我國粘土巖處置庫選址技術準則(草案)。
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TL942.1
【圖文】：

目前世界上一致認同通過建造地質(zhì)處置庫對核廢物進行封存。地質(zhì)處置庫采取多屏障設計（圖1.1），由工程屏障和天然屏障組成（梁健，2009；徐國慶，2010）。工程屏障由固化體外包裝和緩沖（回填）材料構成，天然屏障指工程屏障周圍的天然地質(zhì)體，即圍巖（host rock）（Witherspoon PA，1996；王駒等，2006）。圍巖可以保護工程屏障不受風化作用等破壞，同時也能有效阻止放射性核素的遷移、泄漏，因此，圍巖的選擇至關重要。我國開展高放廢物處置庫選址晚于法國，瑞士等國家，經(jīng)過調(diào)查首先選定我國甘肅北山華力西期花崗巖作為處置庫圍巖開展研究�！陡叻艔U物地質(zhì)處置研究開發(fā)規(guī)劃指南》提出在對花崗巖進行研究的同時，也應展開粘土巖場址的篩選工作，以便做出最為科學合理的決策（鄭華玲等，2007；劉曉東等，2010）。本文依托《高放廢物地質(zhì)處置庫西北地區(qū)粘土巖地段篩選與評價研究》項目

圖 1.2 Haute-Marne 東部北西-南東向地質(zhì)剖面圖（徐國慶，2013）Fig.1.2 NW-SE geological section in the east of Haute-Marne1-白堊系；2-灰?guī)r；3-泥灰?guī)r；4-灰?guī)r；5-Callovo-Oxfordian 泥巖；6-灰?guī)r；7-泥質(zhì)巖石；8-砂巖；9-泥質(zhì)巖石；10-灰?guī)r；11-三疊系基底法國 Haute-Marne 預選區(qū)粘土巖巖層位于巴黎盆地，巖相完整，其方解石含量30%，粘土礦物含量約 45%，石英含量約 25%。巖層分布范圍廣泛，連續(xù)性好，最大埋深約 450m，厚約 130m。經(jīng)大量巖石力學實驗得出預選區(qū) Callovo-Oxfordian 粘土巖抗壓強度大約 20~25MPa，巖石變形率低至 10-6h-1，說明該粘土巖機械性能很好。水文地質(zhì)測試數(shù)據(jù)表明該地層含水量小，巖石滲透性為 10-13~10-11，相當于一個隔水層，這能夠有效阻止核素外滲（Raynal M，1999；ANDRA，2005；徐國慶，2013）。法國政府計劃于2018年在Haute-Marne預選區(qū)開啟高放廢物處置庫的建設工作，處置庫規(guī)劃圖見圖 1.3，規(guī)劃用地 300 公頃，可處置近 2700m3高放射性核廢物和大概40000m3的中放射性廢物（徐國慶，2013）。

【參考文獻】

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本文編號：2726340