“科學(xué)鉆探”

趙煥

在中國科技館四層“守護地球家園”展廳的最內(nèi)側(cè)，有一個“鎮(zhèn)館之寶”——高達2.1米的巖心。巖心柱靜靜地佇立著，仿佛帶領(lǐng)大家穿越到2.3億年前的地球深處。展廳板塊“巖心的奧秘”，就是圍繞這根珍貴的巖心實物設(shè)計研發(fā)的。

這段巖心來自哪里？

巖心來自“中國大陸科學(xué)鉆探工程”，該工程是中國大地上首次實施的國際大陸科學(xué)鉆探工程?？沏@一井（CCSD-1），即該工程的第一口鉆井，位于江蘇省東?？h，于2001年8月4日開鉆，2005年3月8日完鉆，主孔鉆探到5158米，是當(dāng)時亞洲最深的科鉆井?？沏@一井是中國入地計劃的先驅(qū)，也是中國在地球內(nèi)部設(shè)立的第一架“望遠鏡”。憑借它，我們可以突破時空局限，探索2.3億年前的板塊匯聚和山脈形成。

取自地下1千米的巖心記錄了什么？

展廳中這段長約2.1米的巖心實物取自地下1071.30米～1073.07米處，是“中國大陸科學(xué)鉆探工程”科鉆一井取得的榴輝巖。大別-蘇魯超高壓變質(zhì)帶是世界上規(guī)模最大、保存最好的超高壓變質(zhì)帶，鉆井提供了追蹤大陸深俯沖與折返的窗口。這段巖心記載了2.3億年前華南板塊與華北板塊碰撞，華南陸殼物質(zhì)俯沖到上地幔深度再快速折返的過程，有助于揭秘中國乃至亞洲大陸的拼貼形成過程。

為什么要獲取巖心？

巖心記錄著大地深處的物質(zhì)分布、流體活動、溫度與壓力的變化、礦物熔融與結(jié)晶歷程?？茖W(xué)家通過鉆探獲取巖心，對地殼進行直接取樣和觀測。通過巖心，我們可以了解地球深部由什么組成，是什么狀態(tài)，認識板塊運動造成的海陸變遷、地殼應(yīng)力與地震活動、火山作用、深部礦產(chǎn)資源、全球環(huán)境與氣候變化，以及生命的演化……

“大陸科學(xué)鉆探”能看到什么？

大陸科學(xué)鉆探采用的現(xiàn)代高新鉆探技術(shù)可以連續(xù)采集地下深處的巖石及流（氣）體樣品，并應(yīng)用測井方法獲得地下巖層的電阻率、波速、密度、放射性等物理性質(zhì)。“大陸科學(xué)鉆探計劃”被形象地稱為“深入地球內(nèi)部的望遠鏡”，巖心樣品由全球科學(xué)家進行多學(xué)科綜合研究，以解決大陸形成與演化的基礎(chǔ)科學(xué)問題，為應(yīng)對全球變化提供地質(zhì)資源、減少地質(zhì)災(zāi)害。

2001年后，中國先后開展了青海湖環(huán)境科學(xué)鉆探、柴達木鹽湖環(huán)境資源科學(xué)鉆探、汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探等大陸科學(xué)鉆探探測……科學(xué)鉆探呈現(xiàn)出方興未艾的景象。中國大陸科學(xué)鉆探計劃先后兩次刷新亞洲最深大陸科學(xué)鉆井的記錄：2005年完鉆的蘇魯造山帶5158米的科鉆一井，2018年完鉆的松遼盆地7018米的松科二井。