In the Federal Republic of Germany disposal of low-level radioactive waste is practiced in rock salt of the salt dome Asse since years. Projects also exist for the disposal of high-level waste from nuclear reactors in salt domes. The feasibility of the

evaporite concept≓ has to be founded on some basic principles of the origin and metamorphism of marine salt deposits.
The German Zechstein salt deposits (Permian) were formed about 230 million years ago. Since that time the salt formations have had a chequered history: 1. Solution metamorphism and thermal metamorphism have altered the primary chemical and mineralogical composition of salt rocks in the presence of unsaturated solutions and/or temperatures up to 100

C and more. 2. Mechanical deformation and dynamic metamorphism processes have preserved the chemical and mineralogical composition of the evaporites.
Solution metamorphism: The minerals halite, sylvite, and carnallite are very sensitive to subsequent penetrating unsaturated solutions. Very important in this context is the origin of specific equilibrium solutions and mineral associations. Primary salt rocks (e. g. carnallite rock) have been altered to secondary mineral associations (e. g. Hartsalze and sylvite rocks of the potash seams Thüringen, Hessen, Stassfurt). Most of the solutions which infiltrated the salt deposits from outside are later squeezed out into the adjacent rocks. Geochemical and physicochemical processes of the solution metamorphism are not limited to the geologic past. They are also efficient at the present time as a result of deformation processes in partially extracted salt deposits, for example. Solution metamorphism processes are also possible in the future during the period of about one million years which is necessary for the disposal of high-level radioactive waste in salt domes. A concept which is based upon observed properties of salt formations and with secure scientific foundation must guarantee no radioactive contamination of salt solutions in the case of long time contacts between radionuclides and brines. An excellent method for the immobilisation of radioactive waste seems to be production of a synthetic igneous rock system SYNROC (Ringwood, 1978). In such a rock the radionuclides are fixed in the lattices of minerals. Additional safety barriers which prevent the entry of radionuclides from the geologic barrier into the biosphere are the metallic alloy Ni3Fe, for waste containers and layers of basalt and corundum. Borosilicate glasses are not suitable for the safe immobilisation of radionuclides because the glasses readly devitrify in contact with solutions and steam at elevated pressures and temperatures.
Thermal metamorphism: The heat-generation of high-level waste produces zones of different temperatures in the evaporites of the salt domes. The salt hydrates kainite and carnallite react at relative low temperatures (> 072

C and > 80

C) and form solid phases with less hydrated compounds and equilibrium solutions. For example, effects of thermal metamorphism are to be expected in the case of influencing higher temperatures upon carnallite rocks which were squeezed into parts of rock salt during the geologic past. Increasing temperatures generated by radionuclides must be limited in carnallite rocks to 30 %–50 % of the recent rock temperatures in salt domes. A difference of 10

C should be guaranteed between the temperature zones around the high-level waste and the beginning of carnallite dehydratation at 80

C–85

C under normal pressure.
Dynamic metamorphism: Dynamic metamorphism is concerned mainly with isochemical and isophase recrystallizations. The original thickness and composition of evaporites can be altered by the property of plasticity and by creep deformations of salt minerals and rocks. Solutions (e. g. pore solution) and increasing temperatures lead to the effects of dynamic metamorphism. A concept which is based upon observed properties of salt formations and with secure scientific foundation must guarantee temperatures

100

C in the vicinity around the high-level waste containers. Only for temperatures up to 100

C are relevant geologic data about the plastic deformation of rock salt available in the German salt deposits. The effects of salt rock deformation with increasing temperatures > 100

C could be examined only by laboratory experiments. It seems to be a considerable uncertainty and a risk to develop experimental deformation models for salt rocks valid for a time of 10
2–10
3 years.
The present program in the Federal Republic of Germany for a geologic disposal of radionuclides in evaporites is sometimes characterized as the best concept of the world (e. g. v.Weizsäcker, 1978). For such a general statement no geoscientific foundation is available today. Alternative geologic disposal programs seem to be more acceptable in view of their geoscientific and technical base (e. g.Ringwood, 1978).
Dans la République Fédérale d'Allemagne, on pratique depuis quelques années le stockage final des radionuclides faibles et moyens dans les couches de sel gemme de la structure diapirique de ASSE dans la Basse-Saxe. Des projets existent aussi pour le stockage final des radionuclides fortement actifs des réacteurs nucléaires. La réalisation de cette conception doit Être basée sur les connaissances de l'évolution et du métamorphisme des évaporites marines.
Depuis leur origine, il y a environ 230 millions d'années, les bassins évaporitiques du Zechstein ont subis de divers processus de métamorphisme et de déformation:
| 1. |
Métamorphismes thermiques et par dissolution modifiant la composition chimique et minéralogique originelle des roches sous l'influence de solutions sous-saturées aqueuses de températures jusqu'à 100 C.
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| 2. |
Déformation mécanique et dynamométamorphisme des sédiments évaporitiques, maintenant leur composition chimique et minéralogique.
|
Métamorphisme du à la dissolution: Les minéraus, halite, sylvine et de carnallite réagissent avec des solutions sous-saturées aqueuses en formant des solutions d'équilibre spécifiques et des associations minérales. Des evaporites primaires (p. ex. carnallitite) ont été transformées en associations minérales secondaires (p. ex. kiesérites et sylvinites des gisements de potasse de la Thuringe, de la Hesse et de Staßfurt). La plupart des solutions qui ont été introduits dans les évaporites ont été plus tard expulsées dans les roches adjacentes. Ce métamorphisme de dissolution, en temps que procédé géochimique et physicochimique a eu lieu récemment, causé p. ex. par des processus de déformation des roches lors de l'exploitation du sel. Théoriquement on ne peut pas non plus l'exclure à l'avenir jusque' à 1 million d'années, temps nécessaire pour le stockage final des radionuclides dans les domes de sel. Une conception du moindre risque calculable à présent doit garantir qu'aucune contamination des solutions salines n'intervienne non plus par contact à long terme entre les radionuclides et les solutions salines. Une excellente méthode pour immobiliser les déchets radioactifs est d'en faire une roche ignée synthétique SYNROC (Ringwood, 1978). Dans celle-ci, les radionuclides sont fixés dans les réseaux des minéraux. Des barrières de sécurité, le Ni3Fe (matérial de Container) et une couche isolante en corindon et en basalte évitent une corrosion du Container ainsi qu'une migration concevable des radionuclides à travers la barrière de sécurité géologique des diapirs de sel dans la biosphère. A cause de leur capacité de réaction facile avec les solutions, les verres de borosilicate ne sont pas appropriés à une immobilisation à long terme des radionuclides.
Thermométamorphisme: La chaleur produite par les radionuclides produit des zones de températures différentes au sein des diapirs de sel. Les hydrates de sel, comme p. ex. la kainite et la carnallite, réagissent à des températures relativement basses (> 72

C ou > 80

C respectivement), donnant de l'eau de cristallisation et formant de nouveaux minéraux. Le métamorphisme thermique commence, si p. ex. la carnallitite localnée dans le sel gemme, subit une élévation de la température. L'accroissement de température du aux radionuclides, dans la carnallitite ne devrait pas dépasser de 30 % à 50 % la température actuelle des roches. Il faudrait par sécurité observer une différence de température de près de 10

C entre la température maximale de la carnallitite et le commencement de la deshydration de la carnallite, qui à la pression atmosphérique, se produit entre 80

C et 85

C.
Dynamométamorphisme: Lors du dynamométamorphisme il y a des recristallisations isochimiques et isophasiques au cours desquelles se produisent des extractions par pression des minéraux d'évaporite ou de roche hydatogènes en raison de la capacité du glissement et de la placticité des minéraux de sel ou des roches hydatogènes. La participation des solutions ainsi qu lés augmentations de la température sont apparemment d'une grande importance dans le dynamométamorphisme. A la conception du moindre risque calculable à présent is faut Être assuré que la température au contact des containers avec des radionuclides et le sel gemme ne dépasse pas les températures maximales d'environ 100

C comme nous l'apprend le passé géologique.
Le programme actuel dans la République fédérale allemande, pour le stockage final des radionuclides dans les diapirs de sel a été à maintes reprises, proclamé comme un des meilleurs du monde (p. ex. v.Weizsäcker, 1978). De telles déclarations ne correspondent pas à l'état actuel de notre connaissance sur la génèse des évaporites marines. Selon l'auteur, des solutions alternatives paraissent Être supérieures à la conception des diapirs de sel, sur la plan de la conception minéralogique et géologique et de la réalisation envisagée, (p. ex.Ringwood, 1978).























































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. 230

















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| 1) |
                   ,                   .                                                                               /            100 C.       ,           ,                                   ,         106                                                                      .              , 1978,                                                                                . .                     .                     ,      .,              ,      ,      ,                ,                          ,                                         ,                .             ,                               ,                     .                          ,                                                          80–85 C,                                     10 C                 .
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| 2) |
                :                                               ,                                                              .               ,                                                                            2000                      100 C.
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