核废料深地质处置场址是影响高放废物处理长期安全的关键,围岩类型是处置库选址需要考虑的重要因素。花岗岩与粘土岩是当前世界上高放废物地质处置库选址研究开发重点关注的围岩,我国的前期重点研究对象是花岗岩,近年才开展粘土岩处置库研究。本文依托东华理工大学承担的“高放废物地质处置库西北地区粘土岩地段筛选与评价研究”项目,在综合分析地质资料、岩石物性参数和区域重磁场特征的基础上,在内蒙古巴音戈壁盆地塔木素地区开展了高放废物处置库粘土岩地段筛选综合地球物理调查研究,为地段筛选提供了科学依据。基于研究区的区域重、磁数据,采用位场数据处理新技术,开展了Theta图、改进归一化标准差、Tilt梯度和解析信号四种方法的边界识别,初步圈定了区内7条分别为北东向、北西向及近东西向的主断裂(岩性接触带)。完成了重、磁异常相关成像反演图,确定了研究区内不同密度体和磁性体的空间展布特征,初步推荐了三个适合进一步开展工作的区域。基于实测大地电磁测深数据,采用远参考道技术,有效压制了各种相关噪声的干扰,通过分析视电阻率及阻抗相位曲线和拟断面图,初步了解了地下电性结构,总结出电阻率由浅至深呈低阻~高阻的变化规律。选择L4线进行了非线性共轭梯度二维反演参数的试验研究,得出本区最佳反演参数组合为:为:TE(TM)极化模式、拉格朗日乘子取3、背景电阻率取100Ω?m、横向网格取500米、纵向网格取最小勘探深度的1.1倍。然后对4条MT测线进行了二维反演,通过电阻率剖面图和三维切片图分析了研究区域的电性结构,确定了该区目标层泥岩的空间展布特征和基底起伏情况,根据地质资料推测目标层巴音戈壁组上段沉积泥岩埋深超过500m,连续厚度超过100m岩性变化一致且稳定。最后,结合地质、物探调查结果和我国高放废物处置库粘土岩选址标准,在筛选区圈定了约200km2的有利地段。