本发明属于高放废物处置技术领域，具体涉及一种适用于高放废物处置库选址的构造影响范围评价方法。
背景技术：
高放废物的深地质处置是国际上公认的处理高放射性废物最为安全有效的方法。由于高放射性废物具有毒性大、半衰期长的特点，选择一安全可靠的处置库场址成为高放废物地质处置的重点。我国自1985年开展高放废物地质处置研究工作以来，先后选择了多个场址进行安全性评价。选址区域内构造发育情况对岩体的场址的完整性、未来处置库的安全性影响巨大。如何对选址区域内的构造发育情况进行有效认识，进而进行岩体完整性评价，保障处置库中的高放射性废物不会沿构造裂隙迁移、泄露进而对人类的生产生活产生危害，成为高放废物地质处置库场址选择及评价工作中的一项重点任务。
前人对候选场址内的构造认识主要通过地表地质调查、节理裂隙测量和深部钻探验证来实现。对于构造带内的物质组分、活动期次、构造带在平面上的影响范围缺乏必要研究。查明构造带的物质组分、活动期次、构造带对两侧岩石的影响范围，对加深岩体内构造的认识、评价岩体的完整性具有重要意义。因此，有必要建立一套快速、有效的方法来评价构造对岩体完整性影响。
技术实现要素：
本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种建立高放废物选址区域内构造活动强弱的宏观地质特征标志、微观镜下鉴定标志，为高放废物选址区域内构造活动强弱的识别及构造对岩体完整性影响评价分析提供依据的高放废物处置库选址的构造影响范围评价方法。
本发明的技术方案是：
一种适用于高放废物处置库选址的构造影响范围评价方法，包括以下步骤：
步骤一、选址区域内构造活动性强弱地质识别；
步骤二、构造带活动强弱的探槽验证；
步骤三、构造特征的镜下鉴定；
步骤四、不同构造类型的影响范围及对岩体完整性的影响评价。
所述步骤一中，在对选址区域内进行地质调查过程中，对选址区域内发育的构造进行研究，包括构造地表特征、构造带的宽度、长度、产状，通过构造带在地表的出露情况，构造内岩石破碎程度、破碎特征，构造带内胶结物、充填物的发育情况判别构造的类型，初步判断构造活动期次，活动强度，并根据构造特征初步推断其深部特征。
所述步骤二中，完成选址区域内构造地表地质调查的基础上，开展选址区域内构造的验证工作，选取不同类型的典型构造进行探槽探槽揭露，观察构造内岩石破碎情况、构造对两侧围岩的影响范围、构造内胶结物的类型、发育情况，并根据异常观察的结果，初步推测构造的影响的范围和深度，系统采集构造岩标本以备进行镜下鉴定。
所述步骤三中，将采集到的构造岩的样品磨制薄片进行镜下鉴定，观察构造岩发育的类型、强度；构造内胶结物的类型、胶结关系、胶结物形成的先后顺序等；在同一剖面上，构造岩从构造带中心到构造带两侧的强弱变化；由构造岩的发育情况及构造带内胶结物的发育情况推断构造的形成时间、构造带活动的期次、构造带的影响范围。
所述步骤四中，通过地表观察、探槽验证及镜下鉴定等工作，分析不同类型构造对两侧岩石的影响范围，构造带内岩石的破碎程度，进而完成不同类型构造带对岩体完整性的影响评价。
本发明的有益效果是：
1.本发明建立了研究区内构造的宏观地质标志、微观镜下识别标志及基于构造特征的岩体完整性的分析方法，为高放废物地质处置新疆预选区阿奇山地段岩体完整性评价提供了依据；
2.本发明可用于我国高放废物地质处置库选址过程中花岗岩区岩体完整性综合评价，本发明基于明确的宏观地质、微观镜下鉴定两种方法的组合，可操作性强，后期钻探验证表明，选择出的区域深部完整性好，非常适合作为高放废物地质处置库的场址
3.本发明对于识别花岗岩体内构造的位置、影响范围，进而对岩体中的构造发育程度进行综合研究，对快速评价岩体完整性具有重要意义，为高放废物地质处置库场址的筛选提供了依据。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的介绍：
一种适用于高放废物处置库选址的构造影响范围评价方法，包括以下步骤：
步骤一、选址区域内构造活动性强弱地质识别；
步骤二、构造带活动强弱的探槽验证；
步骤三、构造特征的镜下鉴定；
步骤四、不同构造类型的影响范围及对岩体完整性的影响评价。
所述步骤一中，在对选址区域内进行地质调查过程中，对选址区域内发育的构造进行研究，包括构造地表特征、构造带的宽度、长度、产状，通过构造带在地表的出露情况，构造内岩石破碎程度、破碎特征，构造带内胶结物、充填物的发育情况判别构造的类型，初步判断构造活动期次，活动强度，并根据构造特征初步推断其深部特征。
所述步骤二中，完成选址区域内构造地表地质调查的基础上，开展选址区域内构造的验证工作，选取不同类型的典型构造进行探槽探槽揭露，观察构造内岩石破碎情况、构造对两侧围岩的影响范围、构造内胶结物的类型、发育情况，并根据异常观察的结果，初步推测构造的影响的范围和深度，系统采集构造岩标本以备进行镜下鉴定。
所述步骤三中，将采集到的构造岩的样品磨制薄片进行镜下鉴定，观察构造岩发育的类型、强度；构造内胶结物的类型、胶结关系、胶结物形成的先后顺序等；在同一剖面上，构造岩从构造带中心到构造带两侧的强弱变化；由构造岩的发育情况及构造带内胶结物的发育情况推断构造的形成时间、构造带活动的期次、构造带的影响范围。
所述步骤四中，通过地表观察、探槽验证及镜下鉴定等工作，分析不同类型构造对两侧岩石的影响范围，构造带内岩石的破碎程度，进而完成不同类型构造带对岩体完整性的影响评价。
实施例
新疆鄯善县阿奇山东南部和西南部构造特征识别及对岩体完整性影响评价；
步骤1岩体内构造类型及构造强度的地质识别
前人在阿奇山1号岩体选址区域已开展了1∶25万地质填图工作，其中在部分区域开展了1∶5万地质填图工作。由于工作目的差异及工作程度的限制，前期地质填图主要关注阿奇山1号岩体中的岩性，而对于影响岩体完整性的构造未进行详细研究。目前，尚缺少岩体中构造的相关资料。
本次工作通过地质路线的方式，开展选址区域内地质调查工作。地质调查的精度参照1∶5万地质调查的精度执行。地质调查路线的线距500m，调查点的点距300m。通过本次地质调查工作，初步掌握了岩体内的构造以小规模节理密集带和硅化带为主。节理密集带主要分布在岩体的东南部和东北部，岩体西南部少量分布；硅化带主要分布在岩体的西南部。
节理密集带在地表特征不明显，仅存在较弱的负地形，但负地形不明显，仅比周围突出的位置低20cm左右，且宽度较窄，在20cm～50cm左右。节理密集带通过的位置呈“凹”字形。沿节理密集带的走向，在节理密集带及两侧，分布少量石英、方解石等节理密集带内的风化产物。地质调查过程中，如果不仔细观察，很容易将这些节理密集带漏掉。从以上地表特征来看，节理密集带宽20cm～50cm，对两侧岩石影响范围相对较小；硅化带宽在0.5～3m，由于岩石受后期的硅化作用，早期形成的裂隙完全被后期石英脉体胶结，故硅化带对岩体完整性影响程度不大。
对于节理密集带和硅化带的宽度及对岩体完整性的影响，仅能通过地表地形的差异及地表风化物的特征来推断。其准确的影响范围及构造带内胶结物的发育情况需要探槽揭露及镜下鉴定的结果来判断。
步骤2构造带特征及活动强弱的探槽验证
为了更好的掌握选址区域内构造的发育情况，对研究区内的节理密集带进行了探槽揭露。根据节理带的特征及节理带内脉体的发育情况，可以将岩体内的节理密集带分为三种类型：第一种为无后期热液脉体充填的节理密集带、第二种为充填复合脉体的节理密集带；第三种为充填石英脉的硅化带。现将这三种节理带的宏观特征描述如下：
(1)无后期热液脉体充填的节理密集带
该类节理密集带在地表仅见不同程度的“负地形”异常，未见方解石、石英、绿帘石等碎块。探槽揭露表明，在该类节理密集带通过的位置，岩石破碎强力，形成构造碎裂岩。探槽揭露显示，节理密集带的实际宽度比地表观察到的宽度要大。如阿奇山1号岩体东南部的9号节理密集带，地表观察认为该节理密集带宽约0.3m，探槽揭露显示节理密集带实际宽度约0.5m。
(2)有后期热液脉体充填的节理密集带
该类节理密集带在地表除显示出不同程度的“负地形”异常外，还可见到沿节理密集带走向散落的大量方解石、石英、绿帘石等碎块。这些碎块是充填节理密集带的脉体在风化后形成的残余物。地表揭露表明，充填后期热液脉体的节理密集带的宽度在0.3～0.5m之间；而通过探槽揭露表明，节理密集带的实际宽度比地表观察的到节理密集带的宽度要大，常2～3m之间。沿垂直节理走向方向，从节理密集带中间向两侧方向，节理间距逐渐加大，直至不发育。节理密集带的中间宽约1～2m宽的范围一般节理间距在10～20cm，向两侧各约1m的长度范围，节理间距则由20cm变为30～60cm，再向外侧2～3m范围内，sn向节理基本消失。节理密集带的中间约1～2m节理特别密集的位置往往热液脉体特别集中发育，条数多，脉体宽度一般从数cm～10余cm；向两侧热液脉体发育条数越来越少，脉体宽度变的越来越窄，不足1cm，甚至几毫米。另外，在热液脉体特别集中发育的节理密集带中间揭露到断层岩。如tc101探槽，中间出现白色方解石脉胶结的细粒花岗岩脉角砾、红色碎粉岩角砾和绿帘石脉角砾。白色方解石基本保持完整，脉壁连续。而两侧的裂隙密集带及其充填的方解石和沸石等脉体将中细粒黑云母二长花岗岩切割成条块，裂隙闭合，中细粒黑云母二长花岗岩仍然保持了花岗岩的块状构造和花岗结构。
由于节理密集带内充填了后期热液脉体，早期节理带形成时的破碎岩石被后期方解石、沸石、绿帘石、石英等矿物胶结。节理密集带通过的位置，岩石的完整性虽比新鲜完整的岩石差，但由于后期热液脉体的胶结，岩石的完整性得到了很好的修复。
节理密集带中心通过位置，岩石破碎，后期胶结物数量种类均较多；靠近节理密集带边部，岩石相对完整，早期形成的少量裂隙被后期的绿帘石细脉胶结。
(3)硅化带
硅化构造带主要表现为断续延伸的充填石英细脉的节理密集带和硅化破碎带，断续延伸达3.6km，其中，充填石英脉的节理密集带存在膨大收缩，一般宽数10cm到2m不等，硅化破碎带一般宽3～4m。以北纬41°57′50.5″东经90°18′2.5″构造观察点为例，硅化破碎带中心断层岩强烈硅化，宽约1m，旁侧宽1.5m为发育石英网脉的硅化晶洞花岗岩，网脉状石英脉宽约0.3～0.5cm。再向外围为宽2m沿密集垂直节理发育的宽0.5cm至2cm的石英脉群。沿该构造走向见白色石英细脉切割灰色石英细脉，说明了存在2次硅质热液活动。
步骤3构造带对岩体完整性影响的镜下鉴定
构造带通过的位置，岩石发生破碎，使得岩体的完整性受到破坏。但是，仅通过对岩石手标本的观察很难判断构造带对岩石完整性的破坏程度和构造带的影响范围。因此需要借助显微镜对岩石结构、构造的观察来辅助对岩石完整性的分析。现以阿奇山1号岩体东南部有多种脉体充填的构造带中岩石的镜下特征来对分析该构造带对岩体完整性的影响。
在构造中心部位，岩石破碎强烈，形成构造角砾岩。构造角砾成分与原岩的成分一致，为二长花岗岩角砾。破碎的岩石形成粒度细小的碎基。而在岩石中的碎基内，也发生了绿帘石化、沸石化等蚀变，这些蚀变矿物对破碎的岩石起到了很好的胶结作用。构造中心部位，后期脉体发育，主要由方解石脉、绿帘石脉、沸石脉等。这些后期的脉体对破碎的岩石起到了很好的胶结作用。
在构造带的边部，岩石中仅发育少量裂隙，且大部分裂隙被后期的绿帘石脉体胶结。岩石仍保留了原来的结构构造，表明在构造带的边部，构造对岩石的完整性已经非常小，虽然岩石受后期构造及热液活动的影响，发生了较弱的蚀变，但总体来看，节理密集带边部对岩石完整性的影响可以忽略不计。因此，构造带的影响边界以镜下鉴定出的没有发生破碎和后期脉体充填的岩石为边界。通过以上镜下鉴定的结果，判断出构造带通过的位置构造带对两侧岩石的影响范围为3.6m。
镜下鉴定表明，构造带内充填的不同类型的热液脉体并不是同时形成的，根据镜下不同脉体之间的穿切关系等，不同类型脉体形成的先后顺序为绿帘石脉、沸石脉、碳酸盐脉和石英脉。其证据如下：镜下可见沸石细脉穿切绿帘石细脉，表明沸石脉的形成时间晚于绿帘石细脉；镜下也可见到方解石充填到结晶较好的沸石的空隙中，表明方解石脉的形成时间晚于沸石脉；另外，镜下可见梳状的细小石英胶结方解石碎块，表明石英脉形成的时间晚于方解石脉的形成时间。这些热液脉体表明构造带形成后经历了至少三次热液的活动，这些热液对构造过程中形成的裂隙起到了很好的胶结作用，使得构造对岩体完整性的影响大大减小。
步骤4不同类型构造带对岩体完整性影响评价
(1)无后期热液脉体充填的构造带
无后期脉体充填的节理密集带的影响范围相对较小，仅限于构造带通过的中心位置两侧1～2m的范围内。构造带中心两侧影响范围内，岩石以发生轻微破碎为主。镜下鉴定表明，岩石中的石英、长石等矿物中发生了轻微破碎。虽然裂隙中无后期脉体的充填、胶结，但裂隙均为宽度和长度较小的微裂隙，这些裂隙对岩体的完整性影响不大。
(2)有后期热液脉体充填的构造带
有后期热液脉体充填的构造带的规模及其影响范围较无后期热液脉体充填的构造带要大。但由于后期脉体的充填，早期构造活动形成的构造角砾岩、碎粉岩、碎裂岩等破碎岩石均被后期的热液脉体胶结在一起，形成了相对完整的块体。钻孔中的渗透试验也表明，有后期脉体充填的构造带的渗透性很低，和完整岩石的渗透性在同一水平，表明了后期脉体的充填很好的修复了构造带对岩石完整性的破破坏。因此，有后期脉体充填的构造带对岩体的完整性影响不大。
(3)硅化带
对于岩体中的硅化带，其对岩体的影响范围较小，一般限定在2～3m的范围内。镜下鉴定表明，硅化破碎带通过中心的花岗岩已经强烈碎裂成碎粒岩和碎粉岩，但由于后期的硅化蚀变作用，早期构造到造成的破碎岩石已经被石英胶结在了一起。由于石英本身的硬度较高，石英胶结的岩石整体硬度较高，岩石的完整性并未受到太多影响。因此，岩体中的硅化带对岩体的完整性影响也不大。
总体来看，无论哪一种类型的构造带，其影响范围均较小。大多数构造带的影响范围限制在构造中心两侧2～3m的范围内，即使是在岩体内多条构造带交汇处形成的规模较大的构造带，其影响范围也不超过构造中心两侧5m的范围。同时，由于后期各类脉体的胶结作用，使得构造带形成时破碎的岩石重新胶结在了一起，对岩体完整性的影响大大降低。相对于岩体的巨大规模，岩体中发育的各类构造对岩体完整性的影响较小，甚至可以忽略。在后期高放废物选址的过程中，适当避开岩体中构造带的中心位置即可。