多屏障深地质处置是目前最具可行性的安全处置高放废物的方法，但深部赋存的地下水不仅会侵蚀周边围岩，还会成为核素向周边环境扩散的媒介，威胁处置库的安全。本文以北山新场重点地段为研究区，通过采集该重点地段花岗岩样品和北山地下水可能补给区的天然水样品，开展不同温度、不同压力条件下的水-岩相互作用试验，分析试验溶液的水化学组分和岩样氧化物组成的变化，运用主成分分析法和饱和指数法，分析试验过程中发生的水文地球化学作用，并将各试验溶液与北山深部钻孔地下水进行水化学特征对比，综合推测北山新场重点地段深部地下水的补给来源，进而为高放废物处置库地下水的成因判定提供理论支撑。
　　通过在不同温度、压力的试验条件下分别进行祁连山地表水、音凹峡浅层地下水以及河西走廊前红泉与花岗岩相互作用试验可知，在常温常压(25℃、0.1MPa)条件下，音凹峡浅层地下水与花岗岩相互作用试验中，水-岩作用以钠长石、钙长石溶解和生成方解石沉淀为主，祁连山地表水与花岗岩相互作用试验中除上述三种水文地球化学作用外，还有微弱的钾长石溶解；河西走廊前红泉与花岗岩相互作用试验中主要发生方解石的溶解-沉淀作用。在模拟地下水循环深度为2km(55℃、10MPa)的试验条件下，河西走廊前红泉、祁连山地表水与花岗岩相互作用试验中钠长石、钙长石和钾长石的溶解和方解石沉淀作用进一步加强；音凹峡浅层地下水与花岗岩相互作用试验中以钠长石、钙长石溶解和方解石沉淀作用为主。在模拟地下水循环深度为4km(100℃、10MPa)的试验条件下的水-岩相互作用发现，三组采用了不同初始水样的水-岩相互作用试验中的水文地球化学作用均以长石、石英和黑云母的水解作用和方解石的沉淀作用为主。
　　对比试验岩样中主要氧化物与溶液离子组分间的关系可知，在地下水与花岗岩相互作用过程中各组分受水-岩相互作用影响从强到弱依次为：Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Si4+和Al3+。石英、长石、黑云母和方解石等矿物的溶解度随着温度的上升而增大，石英的溶解度受到“盐效应”作用和pH上升的影响明显，“同离子效应”会显著抑制对长石类矿物的水解作用，硅铝酸盐矿物抗水解能力由强至弱依次为：黑云母、钾长石、钠长石、钙长石。
　　将水-岩相互作用试验溶液的pH、TDS、Sr和其他水化学组分含量与北山钻孔深部地下水进行对比，结合矿物饱和指数和试验中各项参数的变化趋势，综合认为，北山新场重点研究地段的深部地下水可能来自55℃、10MPa类似条件下，音凹峡浅层地下水经历深度约为2km的地下水循环后补给。。
　　综上研究我们可以初步得出，北山新场重点研究地段深部地下水可能来自音凹峡浅层地下水的补给，径流过程中主要经历了以钠长石、钙长石溶解和方解石沉淀作用为主的水-岩相互作用过程。