粘土岩是高放废物地质处置库重要的候选围岩之一,本文以高放废物处置库塔木素预选区巴音戈壁组上段粘土岩为研究对象,通过资料调研、野外地质调查、X射线衍射分析、粘土岩薄片鉴定、扫描电镜分析、化学组成分析等手段,对预选区的基本地质条件及粘土岩物质组成方面的特征进行研究,重点研究了其所含矿物特征、结构构造特征、化学组成特征等方面。在此基础上,对塔木素粘土岩能否作为高放废物处置库围岩进行了探讨,研究表明:(1)塔木素预选区粘土岩产出于下白垩统巴音戈壁组上段地层,钻孔揭露此层厚度大于200m,连续性好,埋深大于500m,类别包括泥岩和页岩两种,但主要类型为灰色-深灰色块状泥岩或含少量粉砂的泥岩。岩石均一性好,固结程度高,结构坚硬致密。(2)研究区粘土岩的矿物组成为:高岭石、伊利石、方沸石、白云石、长石、黄铁矿及碎屑矿物等。(3)在粘土岩的微观构造上,粘土岩为基底式胶结,胶结物为泥质,大多数叠片状高岭石与丝缕状伊利石同时产出,或分布于粒间,或包围颗粒,晶间孔不发育或很少,粒间也可见高岭石集合体紧密堆积。(4)粘土岩中U、Th、Sr等元素相对富集,稀土元素含量大于北美页岩的平均含量源岩主要为北部的宗乃山-沙扎拉山隆起的花岗岩,还有沉积岩和基性岩混入,沉积环境为还原环境。(5)粘土岩结构致密,裂隙孔隙不发育,隔水性能较好;所含的高岭石、伊利石及方沸石在性能上对核素有较强的吸附性;围岩系统处于还原环境,促进高价态核素的还原,降低元素的活动性,减弱其迁移和扩散能力。通过矿物、化学组成,结构构造特征这三个方面对该区粘土岩作为处置库围岩进行初步评价,作者认为该粘土岩在物质组成性能方面符合作为高放废物处置库围岩的要求。