系统研究了12个产自不同地理位置、地质时代(11~2500Ma)和地质背景的岩浆/变质岩体中放射性锆石的形成与演化史。在此研究基础上,重点对放射性锆石的地质年龄和地质演化史进行了界定,对所获取锆石的内部结构、晶体化学组成和晶体结构进行分析,深入研究了锆石中所包容放射性核素的种类、含量、晶体结构变化和锆石演化因素及其它们之间的相互关系,发现天然产出的锆石在经历了11~2500百万年的地质演变后,晶胞参数仅发生了10-5~10-3nm量级的微小变化。作为对比研究,在1500℃条件下采用固相反应法成功制备出纯度较高的锆石和固溶了5~20% Eu3+、Ce4+的锆石基模拟固化体,掌握了其量产的制备工艺条件,并对模拟固化体的晶体结构与形貌进行了研究,分析了固溶度与晶体结构及物相变化间的相互关系。利用60Co源γ射线辐照装置对天然锆石、合成锆石及模拟核素固化体进行了576kGy的γ射线辐照加速实验,结果表明,辐照使研究样品的晶胞参数发生了10-5~10-4nm量级的微弱变化。在模拟地质处置的T和pH条件下,对天然放射性锆石和固化体开展了核素浸出试验,并探讨了放射性核素的浸出机理、规律及影响因素。
英文主题词natural radioactive zircon; waste forms; crystal lattice distortion; stability