近年来,国家致力于核电能源的开发,但核电站在运行过程中不可避免会产生一系列高放射性核废物,若处置不当则将造成环境污染,甚至威胁公民健康。为解决上述问题,我国开展粘土岩高放处置库选址工作。通过对南八仙、陇东、塔木素、苏宏图预选区基本特征对比评价,并结合专家论证,结果表明塔木素和苏宏图两个预选区为最有利的预选区。本文以塔木素预选区区域地质条件为研究对象,结合资料整理、野外地质调查、粘土岩薄片鉴定、Mapgis制图、物探解译等方法手段,重点研究了塔木素预选区地层、区域断裂构造及岩浆岩等条件,同时对预选区水文地质、自然地理等条件进行搜集整合,最后参照粘土岩处置库选址技术准则(草案)进行评价,研究表明:(1)塔木素预选区区域构造环境稳定。巴音戈壁盆地位于天山地槽褶皱系与华北地台的过渡部位,内部分为五个相对独立的坳陷。盆地地层由前白垩纪地层(基底)和早白垩世至第四纪地层(盖层)组成。盆地内断裂构造主要分布于各坳陷边缘与隆起带附近,控制了盆地的沉积格局。盆地岩浆岩从加里东期至燕山期均有活动,广泛分布于盆地中各坳陷的基底及周边,由于坳陷内盖层沉积厚度大,岩浆岩仅零星可见。(2)预选区粘土岩地质条件良好。预选区内巴音戈壁组上段粘土岩分布范围广泛,呈北东-南西向展布,地层厚度分布具有南北分带、东西分区的特点:南、北两侧厚度较小,向中部过渡粘土岩厚度逐渐增大;由西向东厚度逐渐增大,最厚为0~320m,地层埋深总体大于400m,预选区西部埋深较浅,东部埋深大。粘土岩产状平缓,延伸范围大。预选区内断裂构造发育程度一般,岩浆岩零星分布。(3)预选区内地表水系不发育。区内地下水根据区域地层岩性组合及其赋存特征划分为基岩裂隙水、松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水。基岩裂隙水主要分布于预选区北缘,补给主要来自大气降水,径流条件差,通过沟谷排泄,为盆地内承压水提供补给。松散岩类孔隙水主要赋存于第四系风成砂、松散砂砾中,补给主要来自大气降水及基岩裂隙水,向低洼处汇集。碎屑岩类裂隙孔隙水为区内主要地下水,以大气降水及前两类地下水为补给,径流途径长,部分进入深地下水循环,一部分沿构造排泄到地表。(4)预选区粘土岩主要由高岭石、伊利石、方沸石、白云石、长石、黄铁矿及碎屑矿物组成。其中高岭石、伊利石、方沸石等矿物通过对放射性核素进行物理、化学吸附,能够有效减缓核素的迁移。(5)预选区地形稳定,交通便利,利于高放废物输送。预选区干旱少雨,水系、植被不发育,无洪涝隐患。预选区人口密度极小,无重要城镇,景区等,经济落后,处置库选址及建设对当地社会经济发展无重大影响。(6)初步评价结果表明:塔木素预选区区域地质条件较为理想,各方面条件均基本符合我国粘土岩处置库选址技术准则(草案)。