邱林飛，　歐光習(xí)，　張　敏，　尚長(zhǎng)健，　黎　瓊，　吳　迪

(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京　100029)

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流體包裹體研究在高放廢物處置庫(kù)場(chǎng)址評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
——以新疆阿奇山1號(hào)巖體為例

邱林飛，歐光習(xí)，張敏，尚長(zhǎng)健，黎瓊，吳迪

(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京100029)

流體包裹體是封存于礦物內(nèi)的古流體，對(duì)裂隙充填脈體的流體包裹體研究可以揭示高放廢物深地質(zhì)處置庫(kù)預(yù)選場(chǎng)址的深部熱環(huán)境及古地下水熱歷史。以新疆阿奇山1號(hào)巖體為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)定1號(hào)巖體中不同期次熱液脈體中包裹體的形成溫度、鹽度、成分等信息，結(jié)合該區(qū)的地質(zhì)背景及其穩(wěn)定同位素特征，綜合分析阿奇山地段1號(hào)選址巖體熱液流體性質(zhì)及其活動(dòng)的強(qiáng)度，為評(píng)價(jià)阿奇山地段候選場(chǎng)址的穩(wěn)定性提供科學(xué)依據(jù),為高放廢物處置庫(kù)場(chǎng)址的評(píng)價(jià)提供新的方法依據(jù)。

流體包裹體；高放廢物處置庫(kù)；阿奇山1號(hào)巖體；新疆

邱林飛，歐光習(xí)，張敏，等.2016.流體包裹體研究在高放廢物處置庫(kù)場(chǎng)址評(píng)價(jià)中的應(yīng)用——以新疆阿奇山1號(hào)巖體為例[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，39(2)：165-172.

Qiu Lin-fei,Ou Guang-xi, Zhang Min,et al.2016.Application of fluid inclusions in reservoir evaluation of high-level radioactive waste disposal site——A case of study in No.1 granite rock mass of Aqishan in Xinjiang province[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(2)：165-172.

深部地質(zhì)處置是目前處置高放廢物普遍接受的可行方案，即把高放廢物埋在距離地表深約500～1 000 m的地質(zhì)體中,使之永久與人類(lèi)的生存環(huán)境隔離。高放廢物深部地質(zhì)處置庫(kù)場(chǎng)址的適宜性評(píng)價(jià)研究方法眾多，既有地質(zhì)學(xué)方法，也有水文學(xué)方法，還有工程力學(xué)研究方法等(王駒等，2008；劉帥等，2012；張華等，2012；王海龍，2014)。概括而言，目前常用的主要有8種方法，包括鉆孔施工方法研究、水文地質(zhì)參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)方法研究、深部地下水取樣技術(shù)研究、水文地球化學(xué)測(cè)井方法研究、鉆孔地應(yīng)力測(cè)量方法研究、巖體聲波測(cè)試方法研究、聲波鉆孔電視側(cè)量方法研究、鉆孔雷達(dá)測(cè)試方法研究、斷裂穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法研究和巖體節(jié)理研究(王駒等，2008)。

流體包裹體的研究是目前地球科學(xué)研究中最活躍的領(lǐng)域之一(盧煥章等，2004)，是研究熱液流體活動(dòng)的一個(gè)重要手段，對(duì)于探討流體的性質(zhì)、形成溫度等有著十分重要的作用。核廢物深地質(zhì)處置庫(kù)中的放射性核素向外釋放和遷移，顯著受處置庫(kù)地球化學(xué)環(huán)境所影響，如溫度、壓力、地下水的化學(xué)成分輻射場(chǎng)等 (閔茂中,1998)。因此，評(píng)價(jià)預(yù)選場(chǎng)址深部環(huán)境是高放廢物處置場(chǎng)研究的重要部分(Fyfe, 1999; Blyth et al., 2000 )。目前，流體包裹體研究在高放廢物處置庫(kù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用還處于探索性的階段，僅個(gè)別研究人員進(jìn)行了初步的探索(羅興章等，2004;田宵等，2014)。流體包裹體作為一項(xiàng)行之有效的手段，可提供礦物形成時(shí)流體運(yùn)移歷史、流體成分、溫度等相關(guān)重要信息(盧煥章等,2004)，是研究古流體的重要手段。通過(guò)研究高放廢物處置庫(kù)預(yù)選場(chǎng)址裂隙填隙物中流體包裹體特征，結(jié)合礦物流體的穩(wěn)定同位素地球化學(xué)組成，可重現(xiàn)巖體深部環(huán)境的古熱歷史及地下水演化歷史，反演礦物形成時(shí)的古溫度環(huán)境，推斷古流體的成因及演化歷史。

因此，在高放廢物處置庫(kù)場(chǎng)址選擇篩選和評(píng)價(jià)中，研究地下古流體的溫度、壓力和地下水化學(xué)特征，是評(píng)價(jià)候選場(chǎng)址的穩(wěn)定性的手段之一。本文通過(guò)測(cè)定阿奇山地段1號(hào)巖體中不同期次熱液脈體的形成溫度、鹽度等信息，綜合分析阿奇山地段選址巖體熱液流體的性質(zhì)、來(lái)源及其活動(dòng)的強(qiáng)度，推斷該區(qū)古流體的成因及演化歷史，可為評(píng)價(jià)阿奇山地段候選場(chǎng)址的穩(wěn)定性提供參考，為高放廢物地質(zhì)處置場(chǎng)址的選擇提供一定的依據(jù)。

1　地質(zhì)背景

阿奇山地段位于新疆東天山地區(qū)，其大地構(gòu)造位位置上處于塔里木板塊北側(cè)的二級(jí)單元阿奇山-雅滿蘇島弧系上，鄰近哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊(I)與塔里木板塊(II)的對(duì)接帶(圖1)。阿奇山1 號(hào)巖體以出露花崗巖為主, 總面積可達(dá)318 km2, 為大型巖基，巖體主體正長(zhǎng)花崗巖與早二疊世地層呈侵入接觸關(guān)系。巖體東北部正長(zhǎng)花崗巖與二長(zhǎng)花崗巖為侵入接觸, 西部的堿長(zhǎng)花崗巖與北部的正長(zhǎng)花崗巖為侵入接觸關(guān)系, 南部發(fā)育大范圍的灰白色中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖, 內(nèi)部發(fā)育近NS向的輝綠玢巖脈與堿長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖呈侵入接觸關(guān)系, 除此之外, 還發(fā)育有近NS向花崗斑巖脈、花斑巖脈, 這些巖脈充填近NS向壓扭性裂隙, 嚴(yán)格受裂隙構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)比較大的區(qū)域斷裂有康古爾韌性剪切帶和阿其克庫(kù)都克斷裂，巖體內(nèi)局部受區(qū)域斷裂影響而發(fā)育小型的次級(jí)裂隙，裂隙中常充填寬度從幾厘米至數(shù)十厘米寬的熱液脈體。

圖1　東天山地區(qū)板塊構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D(據(jù)田明明，2013)Fig.1　Division map of plate tectonics in the eastern Tianshan area1.板塊俯沖-碰撞帶；2.分界斷裂及編號(hào)；3.板塊單元代號(hào)；4.強(qiáng)韌性剪切變形帶；5.城鎮(zhèn)鄉(xiāng)地點(diǎn)；6.鐵路；7.研究區(qū)位置

2　樣品特征及測(cè)試方法

本研究采集的樣品主要為阿奇山地段1號(hào)巖體中的淺部探槽及鉆孔中的方解石脈和石英脈。根據(jù)野外地質(zhì)特征及其所處構(gòu)造位置的相互關(guān)系可知，1號(hào)巖體內(nèi)共發(fā)育2期次4階段熱液脈體，第1期早階段為灰綠色、黃綠色微細(xì)晶硅質(zhì)脈，晚階段為白色石英脈。第2期早階段為紅色巖脈(沸石脈)、晚階段為淺肉紅色、淺黃色、米黃色、白色方解石脈(圖2)。第1期硅質(zhì)-石英脈走向?yàn)楸蔽飨?、北北西向，一般呈直立或近直立狀，傾角一般為70～85°左右，第2期紅色巖脈和方解石脈走向近南北向，呈直立或近直立狀，傾角一般為65～80°左右。其中灰綠色石英脈和紅色巖脈(沸石脈)的發(fā)育規(guī)模都很小，其寬度一般為1～10 cm。白色石英脈發(fā)育規(guī)模較大，其寬度一般為10～1 m，呈多條平行狀排列。方解石脈發(fā)育規(guī)模較大，局部膨大，其寬度一般在數(shù)十厘米至2 m的范圍內(nèi)。

圖2　阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈宏觀期次特征Fig.2　The macro stage characteristics of hydrothermal veins in No.1 granite rock mass of Aqishan areaa.第1期早階段灰綠色硅質(zhì)-石英脈；b.第1期晚階段白色石英脈；c.第2期早階段紅色巖脈；d～e.第2期晚階段淺肉紅色、白色方解石脈

對(duì)上述不同期次的熱液脈體進(jìn)行詳細(xì)的顯微巖相學(xué)觀察，而后測(cè)定了流體包裹體溫度-鹽度，并對(duì)不同期次的樣品進(jìn)行了成分、微量元素及C-D-O同位素的研究，本次實(shí)驗(yàn)均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究所進(jìn)行，具體實(shí)驗(yàn)方法如下：

(1)單個(gè)包裹體研究：對(duì)樣品進(jìn)行包裹體片的磨制→使用顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行顯微巖相學(xué)的觀察，尋找各期次發(fā)育的包裹體后標(biāo)記、照相→清洗包裹體片表面的膠，按標(biāo)記分割成塊→應(yīng)用 LabRAM HR800型激光拉曼光譜儀對(duì)包裹體的進(jìn)行測(cè)定→采用Linkam THMS600 型冷熱臺(tái)對(duì)包裹體的均一溫度和冰點(diǎn)溫度進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算出鹽度。

(2)群體包裹體成分研究：首先將樣品破碎到60～80目，從中挑選出石英及方解石單礦物，然后用爆裂法提取包裹體的氣相，再送入PE公司生產(chǎn)的Clarus 600型氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)，將測(cè)試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行對(duì)比，確定相關(guān)氣體成分與含量。

(3)流體包裹體的微量元素測(cè)定：首先挑選60～80目單礦物樣品，超聲波洗凈烘干裝入爆裂管中，先升溫100 ℃后導(dǎo)入載氣排放掉樣品吸附氣及其它雜氣，然后升溫至600 ℃將礦物流體包裹體爆裂，再加入5 mL去離子水使用超聲波沖洗，再使用等離子體質(zhì)譜分析儀進(jìn)行在線分析。

(4)脈體體碳、氧同位素研究：直接將方解石脈中純方解石樣品放入瑪瑙研缽中研磨至200目，烘干后將樣品放入樣品管中用載氣去除樣品管中的空氣，用酸針向樣品管中加過(guò)量的100%磷酸，并用測(cè)試針測(cè)試；脈體流體包裹體中水的氫同位素測(cè)試是將單礦物在105 ℃下烘干后，在真空系統(tǒng)中加熱抽走次生包裹體爆裂產(chǎn)生的水，釋放的水通過(guò)收集、冷凝和純化處理，然后用鋅置換出水中的氫，對(duì)獲得的H2利用MAT253質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。

3　測(cè)試結(jié)果與討論

3.1流體包裹體顯微巖相學(xué)及其溫度-鹽度特征

1號(hào)巖體從早到晚分別發(fā)育2期次4階段熱液脈體，包裹體期次特征及測(cè)溫結(jié)果如表1所示。顯微巖相學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，該區(qū)熱液脈體中流體包裹體普遍少量發(fā)育或較為發(fā)育，包裹體大小為5～40 μm，多呈渾圓形、柱形、長(zhǎng)條形，大部分為成群或均勻分布，少部分成帶狀分布，其中以呈透明無(wú)色的純液體包裹體或呈無(wú)色-灰色的氣液兩相包裹體為主，極少發(fā)育呈深灰色的純氣體包裹體。不同期次階段熱液脈體中流體包裹體顯微特征有所不同，從第1期早階段硅質(zhì)脈→第1期晚階段白色石英脈→第2期早階段紅色巖脈(沸石脈)→第2期晚階段淺肉紅色、淺黃色、白色方解石脈，其流體包裹體隨著礦物結(jié)晶程度越高而越發(fā)育，而包裹體中的氣液比則有降低的趨勢(shì)(圖3)。

圖3　不同階段熱液脈體流體包裹體顯微特征Fig.3　Microscopic characteristics of fluid inclusions in difference stages of hydrothermal veins a.第1期早階段硅質(zhì)脈;b.第1期晚階段石英脈; c.第2期早階段紅色巖脈; d.第2期晚階段白色方解石脈

測(cè)溫結(jié)果表明，該區(qū)熱液脈體流體包裹體均一溫度分布范圍較寬，從71～218 ℃，集中于100～180 ℃之間。將不同期次的熱液脈體均一溫度制成均一溫度及鹽度直方圖(圖4)。由圖4a看出，不同期次的熱液脈體均一溫度峰值略有差異，總體而言，從早期到晚期其均一溫度具有逐漸降低的趨勢(shì)。第1期早階段硅質(zhì)(石英)脈均一溫度分布范圍為102～218 ℃，集中于140～200 ℃；第1期晚階段煙灰色、白色石英脈均一溫度分布范圍為96～227 ℃，集中于140～180 ℃；第2期晚階段肉紅色、淺肉紅色、米黃-白色方解石脈均一溫度分布范圍為109～226 ℃，集中于100～140 ℃。圖4b看出，阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈流體包裹體鹽度普遍較低，分布范圍較窄，從(0.18～8.00)Wt%NaCl，集中于(0.18～4.00)Wt%，NaCl之間。不同期次的熱液脈體鹽度略有差別，總體都屬于低鹽度的范疇，從早期到晚期其鹽度具有略微降低的趨勢(shì)。

3.2流體包裹體成分特征

3.2.1單個(gè)流體包裹體激光拉曼成分

對(duì)1號(hào)巖體中熱液脈體流體包裹體進(jìn)行了大量的顯微激光拉曼測(cè)試，測(cè)試過(guò)程發(fā)現(xiàn)其流體包裹體氣體含量普遍很低(拉曼特征峰極低)，在測(cè)試的150多個(gè)測(cè)點(diǎn)中，因包裹體含氣量低而只有34個(gè)流體包裹體有氣體特征峰顯示。結(jié)果表明，1號(hào)巖體中熱液脈體流體包裹體氣體含有少量的N2，CO2，H2，CH4，個(gè)別含有O2(表2)。

3.2.2群體包裹體氣相成分

流體包裹體中氣相色譜成分中H2O通常可以大致等同于包裹體總流體的量，而H2+N2+CO+CH4+CO2則代表了總揮發(fā)份的量，各種氣體成分及其含量百分比可以反映出熱液脈體富含的氣體成分特征，指示熱液脈體的成因。表3是1號(hào)巖體熱液脈流體包裹體氣體成分測(cè)試結(jié)果。結(jié)果表明，該區(qū)熱液脈體流體包裹體中揮發(fā)分的總含量很低，最高的樣品中氣體總含量為8.21 μl/g，而最低的樣品中氣體含量?jī)H僅只有0.25 μl/g，大部分樣品中氣體含量為1～5 μl/g，平均為2.902 μl/g，說(shuō)明該區(qū)熱液脈流體包裹體中的揮發(fā)性氣體含量極低，這與顯微觀察到的、熱液脈體中流體包裹體主要是以H2O為主的富液或純液包裹體現(xiàn)象一致。從表3看出，還原性氣體∑(H2+CO+CH4)含量為0.05～2.08 μl/g，集中于0.04～0.51 μl/g的范圍內(nèi)，其平均含量為0.431 μl/g，氧化性氣體∑(N2+CO2)含量為0.19～6.41 μl/g，集中于1.11～4.84 μl/g的范圍內(nèi)，其平均含量為2.44 μl/g，可見(jiàn)熱液脈中還原性氣體∑(H2+CO+CH4)含量明顯低于氧化性氣體∑(N2+CO2)含量，說(shuō)明了熱液脈體形成于淺部氧化環(huán)境內(nèi)。從早期到晚期其氣體總含量總體呈下降的趨勢(shì)，到第2期晚階段方解石脈中下降則極為明顯。

3.2.3流體包裹體稀土元素特征

流體包裹體稀土元素分析結(jié)果表明(表4)，該區(qū)熱液脈體流體包裹體中REE含量極低，僅為0.975～21.188 ng/g的范圍，∑LREE的含量是∑HREE含量的數(shù)倍，LREE/HREE位于2.55～9.22之間，(La/Yb)N為2.82～9.97，δEu為0.02～0.28，δEu明顯小于1，充分說(shuō)明了阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈體流體包裹體相對(duì)富集輕稀土而貧重稀土。將熱液脈體流體包裹體稀土元素作成稀土元素配方曲線(圖5)。從圖5看出，1號(hào)巖體不同期次熱液脈體流體包裹體的REE配分曲線差別不大，總體都呈略微右傾模式，相對(duì)富集輕稀土而貧重稀土，明顯負(fù)Eu異常，同時(shí)還存在負(fù)Ce異常，與田明明等(2014)測(cè)得的該區(qū)花崗巖的稀土元素配分曲線相近，說(shuō)明該區(qū)形成方解石脈和石英脈的熱液流體和花崗巖具有同源性。較為強(qiáng)烈的負(fù)Ce異常可能是由于在氧化環(huán)境和酸性條件下Ce4+發(fā)生水解而滯留原地，使淋濾出的溶液中貧Ce，說(shuō)明形成阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈的地質(zhì)熱流體可能主要來(lái)源于該花崗巖區(qū)淋濾出的淋濾液。

圖4　不同階段熱液脈體流體包裹體均一溫度及鹽度直方圖Fig.4　The histogram of homogenization temperature and salinity of fluid inclusions in difference stages of hydrothermal veins

樣品號(hào)期次/階段賦存礦物分布形態(tài)大小/μm氣液比/%均一溫度/℃平均溫度/℃鹽度/wt%NaClTC122-1TC114-1TC112-1TC105-1第1期早階段石英成群分布3～1510～15149～213182.22.07～5.26石英成群分布2～1210～15157～2181933.39～8.00石英成群分布1～105～10114～172143.91.40～4.80石英成群分布2～125～10102～194154.71.23～6.01TC113-1TC105-2TC122-2TC119-1TC121-1TC201-1TC201-1-ED3364-1第1期晚階段石英成群分布5～455～10133～207183.42.47～3.71石英成群分布3～605～10119～209169.81.40～5.71石英成群分布2～505～10112～217179.92.07～5.26石英成群分布6～485～10110～168157.14.96～6.88石英成群分布2～365～10102～208172.80.71～3.87石英成群分布2～355～1096～159136.10.71～3.06石英成群分布4～485～10142～202171.93.06～4.34石英成群分布5～525～10117～166148.80.88～4.03TC101-1TC116-1TC116-4TC108-1TC108-2TC101-2第2期晚階段方解石成群分布10～805～10108～178146.40.71～2.90方解石成群分布10～605～10107～171140.61.23～1.91方解石成群分布8～505～10103～166133.82.41～2.70方解石成群分布8～405～10109～161143.90.53～1.06方解石成群分布6～6010～15115～174143.22.24方解石成群分布4～65571～142112.60.53～1.40

3.3熱液脈體的性質(zhì)與來(lái)源探討

3.3.1熱液脈體C，O同位素特征

熱液脈體C，O同位素分析表明，1號(hào)巖體方解石脈的δ13CV-PDB變化較大，其δ13CV-PDB值為-4.2‰～-14.2‰，集中于-6.0‰～-11.6‰之間。該區(qū)方解石脈碳同位素組成總體上明顯低于地幔及海相碳酸巖的δ13C值范圍，而高于有機(jī)質(zhì)的碳同位素特征值、與大氣CO2、淡水CO2、地殼的碳同位素特征值接近或重疊。結(jié)合該地區(qū)的地質(zhì)背景，表明形成方解石脈的熱液流體主要受淺部地殼流體的影響，阿奇山地段候選巖體中方解石脈的成因與淺部流體作用密切相關(guān)。δ18OV-SMOW對(duì)δ13CV-PDB圖解表明(圖6)，1號(hào)巖體中方解石脈C，O的大部分投影點(diǎn)都遠(yuǎn)離地幔多相體系和沉積巖混染(高T效應(yīng))區(qū)域，方解石脈C，O數(shù)據(jù)的投影點(diǎn)大部分向18O增高方向或大氣降水區(qū)漂移，主要由于大氣降水形成的淺部流體與淺部圍巖發(fā)生了低溫蝕變，從而進(jìn)行同位素交換而造成的，部分投影點(diǎn)向18O偏低的方向漂移，主要受大氣降水的影響。由此表明，阿奇山地段候選巖體中的地質(zhì)熱流體主要來(lái)源于大氣降水，并與淺部圍巖發(fā)生了低溫蝕變反應(yīng)。

表2　1號(hào)巖體熱液脈流體包裹體激光拉曼分析結(jié)果

表3　1號(hào)巖體熱液脈體流體包裹體氣體成分測(cè)試結(jié)果

注：表中“—”表示未檢出或低于檢測(cè)限

表4　1號(hào)巖體熱液脈流體包裹體稀土元素特征

注：(La/Yb)N中下標(biāo)“N”為標(biāo)準(zhǔn)化

圖5　1號(hào)巖體熱液脈流體包裹體REE配分曲線Fig.5　The REE distribution pattern of calcite veins and fluid inclusions of hydrothermal veins in No.1 granite rock mass

圖6　1號(hào)巖體中方解石脈的δ18O-δ13C圖解(底圖據(jù)毛景文等，2002)Fig.6 The δ18O-δ13C graph of calcite veins in No.1 granite rock mass

圖7　1號(hào)巖體石英脈的δD-δ18O關(guān)系圖(底圖據(jù)于津生等，1997)Fig.7　The δD-δ18O graph of quartz veins in No.1 granite rock mass

3.3.2熱液脈體流體包裹體D，O同位素特征

石英脈流體包裹體D同位素分析表明，1號(hào)巖體石英脈δD為-79.2‰～-63.1‰，1號(hào)巖體石英脈的δ18O石英V-SMOW值為-0.8‰～7.7‰，集中于5.2‰～6.9‰之間。將實(shí)測(cè)的石英脈中流體包裹體的δDV-SMOW值及通過(guò)氧同位素平衡分餾方程計(jì)算得到的δ18O水V-SMOW值投影到δD-δ18O關(guān)系圖上(圖7)。由圖7看出，1號(hào)巖體石英脈的氫、氧同位素投影點(diǎn)落在雨水線附近，并且遠(yuǎn)離原生巖漿水和變質(zhì)水的范圍，表明形成1號(hào)巖體熱液脈的地質(zhì)熱流體主要為大氣降水，基本未受到深部流體的影響，阿奇山地段候選巖體與深部構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系不密切。

3.3.3熱液脈體的性質(zhì)與來(lái)源

上述表明，阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈體中的流體包裹體總體發(fā)育豐度較低，僅局部較高，流體包裹體的發(fā)育豐度與礦物的結(jié)晶程度存在正相關(guān)關(guān)系，即流體包裹體隨著礦物結(jié)晶程度越高而越發(fā)育，而包裹體中的氣液比則有降低的趨勢(shì)。不同階段熱液脈流體包裹體均一溫度有所差異，第1期石英脈形成溫度相對(duì)較高，為140～180 ℃，第2期方解石脈形成溫度相對(duì)較低，為100～140 ℃，從早期到晚期呈明顯降低的趨勢(shì)。不同階段熱液脈流體包裹體鹽度都相對(duì)較低(0.18～8.00Wt%NaCl)，明顯具有低鹽度的特點(diǎn)。成分研究表明，阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈體流體包裹體總揮發(fā)分(氣體)含量普遍極低，熱液脈體主要形成于靠近地表的富N2和CO2環(huán)境中，其氣體成分含有少量的N2，CO2，H2，CH4等，個(gè)別含有少量的O2，不同期次熱液脈流體包裹體氣體成分組合略有差異，從早期到晚期依次為H2+CH4±CO2→N2+CO2±H2±CH4。熱液脈體流體包裹體中含有少量的稀土元素(僅為1～n×10 ng/g)，稀土配分曲線表明形成熱液脈體的地質(zhì)熱流體具殼源性的特點(diǎn)，應(yīng)該來(lái)源于該花崗巖區(qū)淋濾出的淋濾液。

綜上所述，形成阿奇山1號(hào)巖體熱液脈的地質(zhì)熱流體為低含氣量的低溫低鹽度流體，其稀土元素配分曲線具有淺源性質(zhì)的特點(diǎn)，稀土配分曲線負(fù)Ce異常說(shuō)明該區(qū)形成熱液脈的熱液流體和花崗巖具有同源性，其地質(zhì)熱流體可能主要來(lái)源于該花崗巖區(qū)淋濾出的淋濾液，C—O同位素表明形成方解石脈的熱液流體主要受淺部地殼流體的影響，阿奇山地段候選巖體中方解石脈的成因與淺部流體作用密切相關(guān)，D—O同位素特征表明1號(hào)巖體地質(zhì)熱流體主要為大氣降水，而且未受到深部流體的影響，說(shuō)明1號(hào)巖體與深部構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系不密切。

4　結(jié)論

流體包裹體作為一種新的手段，可以研究裂隙中熱液脈體中的流體包裹體，揭示高放廢物處置庫(kù)預(yù)選場(chǎng)址深部熱環(huán)境和化學(xué)環(huán)境，評(píng)價(jià)深部熱活動(dòng)強(qiáng)度和了解處置主巖及其裂隙充填熱液脈充填物對(duì)放射性核素的阻滯能力，從而為評(píng)價(jià)高放廢物處置庫(kù)預(yù)選場(chǎng)址的安全性提供依據(jù)。雖然流體包裹體作為一種新的手段對(duì)評(píng)價(jià)高放廢物處置庫(kù)預(yù)選場(chǎng)址的安全性是有效的，但是目前缺乏統(tǒng)一的流體包裹體溫度、鹽度及同位素等地球化學(xué)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，目前只能作為評(píng)價(jià)高放廢物處置庫(kù)預(yù)選場(chǎng)址穩(wěn)定性的補(bǔ)充手段。

本研究對(duì)阿奇山1號(hào)巖體不同期次熱液脈體的形成溫度、鹽度、成分等信息進(jìn)行了詳細(xì)的研究，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈體中流體包裹體均一溫度集中在100～180 ℃，鹽度集中在(0.18～4.0)Wt%NaCl范圍內(nèi)，均屬于低溫低鹽度熱液流體，早期熱液脈體均一溫度相對(duì)較高，集中為140～180 ℃，而晚期熱液脈體均一溫度相對(duì)較低，集中為100～140 ℃。

(2)阿奇山地段1號(hào)巖體熱液脈體流體包裹體總揮發(fā)分(氣體)含量普遍極低，熱液脈體主要形成于靠近地表的富N2和CO2環(huán)境中，其氣體成分含有少量的N2，CO2，H2，CH4等，個(gè)別含有少量的O2，含有少量的微量和稀土元素(僅為1～n×10 ng/g)，稀土配分曲線表明形成熱液脈體的地質(zhì)熱流體具殼源性的特點(diǎn)，并應(yīng)該來(lái)源于該花崗巖區(qū)淋濾出的淋濾液。

(3)阿奇山地段1號(hào)巖體地質(zhì)熱流體的碳、氫、氧同位素分別為：-4.2‰～-14.2‰、-79.2‰～-63.1‰、-0.8‰～7.7‰，具有殼源淺成流體的碳、氫、氧同位素特征，進(jìn)一步證實(shí)阿奇山1號(hào)巖體地質(zhì)熱流體主要為大氣降水，而且未受到深部流體的影響，說(shuō)明1號(hào)巖體與深部構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系不密切。

致謝：野外工作得到了核工業(yè)北京地質(zhì)研究院地礦所張松高級(jí)工程師大力幫助,室內(nèi)分析及成文過(guò)程中得到何建國(guó)研究員的悉心指導(dǎo),匿名審稿專(zhuān)家給本稿的修改提出了十分寶貴的意見(jiàn)，作者在此一并表示衷心的感謝。

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Application of Fluid Inclusions in Reservoir Evaluation of High-level Radioactive Waste Disposal Site——A Case of Study in No.1 Granite Rock Mass of Aqishan in Xinjiang Province

QIU Lin-fei,OU Guang-xi,ZHANG Min,SHANG Chang-jian,LI Qiong,WU Di

(Beijing Research Institute of Uranium Geology, Beijing 100029, China)

Fluid inclusions are ancient fluid which is sealed in the minerals. The study on fluid inclusions of fracture filled veins,which can reveal the deep thermal environment and paleo groundwater history of preselected sites of high-level radioactive waste. The study is researched as the object of No.1 granite rock mass of Aqishan area in Xinjiang province. The temperature, salinity, composition and other informations of the different stages hydrothermal veins are measured to analyze the properties of geological hydrothermal fluid and its activity intensity in No.1 granite rock mass in Aqishan area which is combined with the region geological background and its stable isotope characteristics.The study provides a scientific basis for the stability evaluation of Aqishan candidate sites, and provides a new method for the selection of high-level radioactive waste disposal site.

fluid inclusion; high-level radioactive waste disposal site;No.1 rock mass of Aqishan area;Xinjiang province

2016-01-31

邱林飛(1984—)，碩士，工程師，主要從事流體地球化學(xué)和鈾礦地質(zhì)方面的研究。

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.02.010

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A

1674-3504(2016)02-0165-09