内蒙古塔木素地区断层稳定性研究

论文摘要

随着我国核工业的发展,高放射性废料安全处置问题已不可回避,甚至愈加突出。当前主要观点认为深地质处置是高放废物处置最好途径。在高放废物处置库选址工作中,预选区的地壳稳定性是影响处置库长期安全运行的重要因素之一,其本质在于区域断层的活动性。塔木素地区断裂构造发育,并局部发育断层泥。本文以塔木素预选区3条断裂（F2-塔木素断裂;F4-乌兰铁布科断裂;F7-那仁哈拉断裂）为研究对象,通过野外调查、断层泥与围岩的矿物组成、化学成分、碳氧同位素分布、铁元素化学种分布、断层泥中石英颗粒结构观察以及研究区的浅层地震勘探与地震历史等方面综合研究,发现:（1）F2和F7断层泥中石英颗粒表面特征统计分类结果显示,F2和F7断裂全新世以来活动频度相对较低。F2和F7断裂最新的活动方式以“过渡Ⅱ型”为主,与粘滑型接近。（2）前人研究成果表明,断层内部的热液活动可能来自三个方面,分别为深部热液流体、围岩低温热液和大气水。深部热液流体的活动往往与活动断层有关。塔木素地区三条断裂的断层泥与围岩矿物组成与化学成分相近。F2断层断层泥与围岩主要矿物成分为石英、长石,几乎不含有黏土矿物。F4断层围岩和断层含大量黏土矿物和方解石,断层泥中蒙脱石含量明显高于断层围岩。F7断层围岩和断层泥主要为石英、长石和绿泥石、伊利石、伊蒙混层等黏土矿物。断层泥中Ca等活泼元素高于断层围岩。三条断层的断层泥与围岩中13C和18O分布指示断裂带内流体主要来源于海相地层沉积水及少量大气降水,非断层活动沟通深部热流体所致。值得注意的是断裂带内的碳酸盐热液作用可能与与盆地地温梯度升高有关。（3）3条断层Fe元素化学种存在差异。F2断层围岩与断层泥均只含氧化性铁,显示断层带处于强氧化条件。相比断层围岩只含还原性铁,F4断层泥中含有少量的氧化性铁。F7断层围岩与断层泥中氧化性铁与还原性铁分布相似。（4）研究区浅层地震勘探成果显示,区内断裂均未切穿第四纪地层,大多断层错距较小。区内地震发生频率及震级较小,均分布于预选地段外,对预选地段影响较小。综合3条断裂的断层泥与围岩特征、预选地段的构造特征及地震历史来看,塔木素预选区地壳处于较稳定状态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
•   1.1 选题依据与意义
•   1.2 活动断层的研究现状
•     1.2.1 断层泥矿物组成
•     1.2.2 断层泥显微结构
•     1.2.3 断层内流体特征
•     1.2.4 断层泥化学成分
•     1.2.5 地震勘探与活动断层探测
•   1.3 研究区地壳稳定性研究现状
•   1.4 研究思路与创新点
•   1.5 工作安排及完成工作量
• 2 区域地质概况
•   2.1 研究区交通与自然地理条件
•   2.2 研究区大地构造演化
•     2.2.1 研究区大地构造位置
•     2.2.2 研究区大地构造演化
•   2.3 研究区地质特征
•     2.3.1 基底特征
•     2.3.2 盖层特征
•     2.3.3 岩浆岩特征及分布
• 3 研究区构造特征
•   3.1 研究区断裂构造系统
•   3.2 研究区主要断裂构造特征
• 4 样品采集与实验方法
•   4.1 野外观察与样品采集
•   4.2 实验与分析方法
•     4.2.1 X射线衍射（XRD）实验
•     4.2.2 X射线荧光光谱（XRF）实验
•     4.2.3 碳氧同位素实验
•     4.2.4 穆斯堡尔谱实验
•     4.2.5 扫描电子显微镜（SEM）观察
• 5 断层泥与围岩的特征及其地质意义
•   5.1 断层泥的结构特征
•     5.1.1 断层泥中石英微形貌形成与分类
•     5.1.2 石英颗粒表面SEM特征及其断裂活动时代
•     5.1.3 石英颗粒表面机械作用特征及其断裂活动方式的模糊评价
•   5.2 断层泥与围岩的矿物组成
•     5.2.1 矿物组成
•     5.2.2 矿物组成与断层活动性
•   5.3 断层泥与围岩的化学组成
•     5.3.1 主量元素组成
•     5.3.2 碳氧同位素组成
•     5.3.3 Fe化学种分布特征
• 6 研究区地震勘探及历史地震
•   6.1 研究区浅层地震勘探
•     6.1.1 标准反射层的确定
•     6.1.2 研究区断裂构造发育特征
•   6.2 区域地震历史
•     6.2.1 地震活动目录
•     6.2.2 区域历史地震对预选地段的影响
• 7 结论与建议
•   7.1 结论
•   7.2 问题与建议
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郭超

导师: 黎广荣,张运涛

关键词: 高放废物处置,塔木素,断层泥,铁化学种,断层活动性

来源: 东华理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,核科学技术

单位: 东华理工大学

基金: 东华理工大学承担的“高放废物地质处置库西北地区粘土岩地段筛选与评价研究(科工二司[2014]1587号)”项目

分类号: TL942.1;P542

总页数: 80

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