粘土巖是高放廢物地質(zhì)處置庫(kù)重要的候選圍巖之一,本文以高放廢物處置庫(kù)塔木素預(yù)選區(qū)巴音戈壁組上段粘土巖為研究對(duì)象,通過(guò)資料調(diào)研、野外地質(zhì)調(diào)查、X射線(xiàn)衍射分析、粘土巖薄片鑒定、掃描電鏡分析、化學(xué)組成分析等手段,對(duì)預(yù)選區(qū)的基本地質(zhì)條件及粘土巖物質(zhì)組成方面的特征進(jìn)行研究,重點(diǎn)研究了其所含礦物特征、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征、化學(xué)組成特征等方面。在此基礎(chǔ)上,對(duì)塔木素粘土巖能否作為高放廢物處置庫(kù)圍巖進(jìn)行了探討,研究表明:（1）塔木素預(yù)選區(qū)粘土巖產(chǎn)出于下白堊統(tǒng)巴音戈壁組上段地層,鉆孔揭露此層厚度大于200m,連續(xù)性好,埋深大于500m,類(lèi)別包括泥巖和頁(yè)巖兩種,但主要類(lèi)型為灰色-深灰色塊狀泥巖或含少量粉砂的泥巖。巖石均一性好,固結(jié)程度高,結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬致密。（2）研究區(qū)粘土巖的礦物組成為:高嶺石、伊利石、方沸石、白云石、長(zhǎng)石、黃鐵礦及碎屑礦物等。（3）在粘土巖的微觀(guān)構(gòu)造上,粘土巖為基底式膠結(jié),膠結(jié)物為泥質(zhì),大多數(shù)疊片狀高嶺石與絲縷狀伊利石同時(shí)產(chǎn)出,或分布于粒間,或包圍顆粒,晶間孔不發(fā)育或很少,粒間也可見(jiàn)高嶺石集合體緊密堆積。（4）粘土巖中U、Th、Sr等元素相對(duì)富集,稀土元素含量大于北美頁(yè)巖的平均含量源巖主要為北部的宗乃山... 

【文章來(lái)源】：東華理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高放廢物地質(zhì)處置概念模式圖(WIEERSPOONP.A,1996)

（名為 Bure 實(shí)驗(yàn)室），由于某種原因取消了花崗巖選址計(jì)劃，并在 2000 年實(shí)施建造Bure 地下實(shí)驗(yàn)室。法國(guó)相關(guān)部門(mén)開(kāi)展了大量研究工作包括涉及到粘土巖巖性、力學(xué)性能、水文地質(zhì)、核素?cái)U(kuò)散及自愈合作用等諸多方面的特性。計(jì)劃將于 2018 年開(kāi)始建造 CIGEO粘土巖處置庫(kù)，2025 年開(kāi)始投入使用，歷時(shí)約 7 年。CIGEO 粘土巖處置庫(kù)位于東部 HauteMarne 地區(qū)，地面工程占地 300 公頃，而且建設(shè)覆蓋面積超過(guò) 1 500 公頃的模塊化貯存設(shè)施，處置庫(kù)運(yùn)行時(shí)限是一百年。預(yù)計(jì)該粘土巖處置庫(kù)處置大約 2 700 立方米的高放射性廢物和約 40 000 立方米的長(zhǎng)壽命中放射性廢物（徐國(guó)慶，2013）。預(yù)選區(qū) Callovo-Oxfordian 泥巖巖層位于巴黎盆地，與下伏巖層整合接觸為侏羅系灰?guī)r。巖相完整，主要為方解石（30%）、粘土礦物（40 ~ 45%）和石英（25%），且含有石英的原因，巖層硬度相對(duì)大。該巖層面積較大，分布均勻，最大深度為 450 m，厚度約為 130 m（圖 1.2）。研究顯示，此巖層地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，巖石抗壓強(qiáng)度為 20 ~ 25MPa，變形率為 10-6h-1，具備優(yōu)良機(jī)械性能；連續(xù)性好，在地層中的含水率低，地下水活動(dòng)不明顯；巖石滲透性和擴(kuò)散系數(shù)分別為 10-13~ 10-11m/s 和 10-12m2/s，對(duì)放射性核素表現(xiàn)為良好的滯留能力。正是因?yàn)檫@些特征，使得該地區(qū)粘土巖適合作為法國(guó)高放廢物處置庫(kù)的圍巖（Raynal M，1999；蘇坤等，2006；ANDRA，2005；Landais P 等，2006；徐國(guó)慶，2013）。

1.2.2 瑞士粘土巖實(shí)驗(yàn)室研究現(xiàn)狀自1970年始，瑞士相關(guān)部門(mén)展開(kāi)國(guó)內(nèi)高放廢物處置庫(kù)選址的工作，圍巖包括粘土和花崗巖等類(lèi)型。基于眾多的研究調(diào)查，最終確定Zurcher 地區(qū)，將Opalinus粘土巖層為研究對(duì)象，分析該粘土巖各項(xiàng)巖石參數(shù)，依據(jù)選址要求綜合評(píng)價(jià)之后，將處置庫(kù)圍確定為該粘土巖。瑞士選擇的 Opalinus 粘土巖為頁(yè)巖，地質(zhì)年齡約 180Ma，泥質(zhì)顆粒組成了現(xiàn)在的相沉積。該巖層底部為頁(yè)巖相，中部為砂巖—灰?guī)r相，上部是夾有頁(yè)巖的砂巖相。該土巖層地處阿爾卑斯山脈影響區(qū)外緣，地震幾乎未發(fā)生，地質(zhì)環(huán)境較穩(wěn)定。礦物組成有 40%-80%粘土礦物。該粘土巖層埋深和厚度分別達(dá)到 650m 和 120m，向東南方向緩傾斜約 6°（Mckinley ，1999；王長(zhǎng)軒等，2008）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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