高放射性废物深地质处置库预选场址深部花岗岩的同位素地球化学

摘要

评价高放射性废物深地质处置库安全性能的一个重要方面是研究处置库的远场地球化学环境;矿物和岩石同位素地球化学研究可以较客观地重现矿物、岩石形成时的古环境及其演化历史.对中国第一个高放射性废物处置库预选场深部花岗岩不同深度裂隙充填矿物(方解石、石英)的C、O同位素,Rb-Sr同位素及铀系核素的研究表明预选场深部花岗岩可分为四种不同的地球化学环境:①浅部(0～150m),其填隙矿物的δ18O(SMOW)=12.1‰～13.0‰,δ13C(PDB)=-9.5‰～-10.1‰,δ87Sr=-3.24‰～-1.09‰,填隙矿物形成于低温流体环境,为大气降水补给.②中-上部(1 50～350m),δ18O(SMOW)=13.3‰～18.0‰,δ87Sr≈0,δ13C(PDB)=-11.2‰～-10.5‰,填隙矿物形成时其流体来源较复杂,为大气降水和盆地卤水的混合流体,且处于弱还原环境;铀系核素活度数据也显示此区段地下水环境相对稳定,未受到现代大气降水或地下水的影响.③中下部花岗岩(350～550m),填隙矿物形成时的环境由两种不同性质的地下水控制,但深部地球化学环境相对稳定.④深部(＞550m),岩性相对稳定,地下水花岗岩的反应处于稳定的长期平衡状态.这种地球化学环境对于高放射性废物的永久处置是有利的.