北山新場BS34鉆孔巖樣在不同溫度下的水巖作用

李亞楠，蘇 銳，周志超,*，季瑞利，趙敬波

1.核工業北京地質研究院，北京 100029；2.國家原子能機構高放廢物地質處置創新中心，北京 100029

水巖作用是近地表環境演化的主要驅動力之一，以流體、地下水和巖石之間存在的化學或同位素的不平衡為前提，是一個非平衡地球化學過程[1]。它基本經歷了一個從水-巖相互作用，到水-巖-有機物相互作用，最后到水-巖-氣-有機物-微生物相互作用研究的發展歷程[2]。近年來，水巖作用室內實驗研究越來越多，Ilgen等[3]研究了在頁巖-鹽水-CO2相互作用過程中，富碳酸鹽巖頁巖蓋層的長期穩定性。Phan等[4]研究了Marcellus地球化學演化中的水-巖相互作用。劉寧[5]采用高溫高壓反應釜研究了陸相沉積盆地砂巖儲層CO2地質封存流體運移和水巖相互作用。王開然[6]采用ML-0.3型高溫高壓反應釜研究了煤層系統CO2-水-煤(巖)地球化學作用。田海龍[7]采用KDSF-Ⅱ型高溫高壓反應釜研究了CO2-咸水-巖相互作用對蓋層封閉性影響。李娜娜[8]開展了鈉基膨潤土-北山地下水-巖作用實驗研究。上述研究對本工作的研究可以起到很好的參考作用。

地下水是放射性核素遷移的最主要媒介，在放射性核素遷移過程中，會與水巖發生相互作用，這類作用通常能夠起到阻滯核素遷移的效果，其程度取決于地下水的化學性質。因此地下水的化學性質對高放廢物安全處置具有重要意義。目前，國內外公認的最經濟安全的高放廢物處置方式是深地質處置。深地質處置過程中，高放廢物因核素的衰變，會向周圍局部地質環境中釋放大量的熱量，廢物罐表面溫度可達90 ℃左右[9-13]。……