入地探查地球的悸动

    2011年12月20日，四川广汉。

　　高高的钻塔下，掌声雷动。人群中，中国科学院院士、中国地质科学院李廷栋望着这架看上去并不起眼的灰色钻塔，心情久久未能平静，因为，这并不是一架普通的钻机，而是我国第一台万米大陆科学钻探钻机!

　　万米钻机是我国地球深部探测计划的最核心装备之一，其研制成功标志着我国对地球深部探测的“入地”计划取得阶段性重大进展。在接受媒体现场采访时，李延栋院士特别强调:“要检验我们地质科研人员对地下推测的结果，最直接也是最有效的方法就是大陆科学钻探。因此，万米大陆科学钻探钻机的研制成功，对我们今后的深部探测和地质勘探工作非常重要。”

　　钻探技术是唯一可以直接获取深部样品的技术。目前，世界上超过万米的钻孔只有前苏联科拉半岛超深科学钻，为12261米，而我国最深的科学钻探深度仅为5158米。由于国内深部石油钻机转速低、工艺简单、成本高，不适合进行深部大陆科学钻探，为此，深部探测技术与实验研究国家专项专门设置了“深部大陆科学钻探装备研制”课题，集合国内顶级的技术力量，对深部大陆科学钻探装备的专用装置、专用钻具和特殊材料进行了攻关研究。据介绍，支撑了这台“超级钻机”的关键技术主要有:高转速液压顶驱装置、高精度自动送钻装置、机械化自动化拧、高温泥浆体系和铝合金钻杆材料等，全面提升了我国深部钻探技术的水平。

　　我们再来看看这台戴有“中国第一”桂冠的万米钻探专用钻机:钻塔高60米，占地10000多平方米，总重量超过1500吨，钻进能力达到1万米。更关键的是，它的科学钻探能力在亚洲排在第一位!

　　“科学钻探工程成功与否的一个主要因素取决于钻探装备超深钻进能力。我相信中国一定会打一个超完美的井，一定会打一口超前苏联的井。所以我们现在也在积极准备，准备为研制15000米钻机作准备。”中国大陆科学钻探装备研制课题负责人、吉林大学建设工程学院院长孙友宏信心满满地说。

　　现在，这台钻机已作为深松辽盆地“松科二井”科学钻探任务(设计井深6600米)的主力，启程运往大庆安达地区。相信在那里，我们的万米大陆科学钻机将在实践中得到进一步的检验、改进和发展。

　　深入地球的“望远镜”

　　直到现在，要想直接观测地球深部，了解岩石圈组成、结构和演化以及探明深层次能源、矿产资源，只有一个方法——突破坚硬岩石的层层阻隔，到地下去“看一看”。

　　自20世纪70年代以来，世界上已有15个国家打了近100口深浅不一的科学钻孔，其中4000米以上的深孔只有20余口。目前，正在实施的国际大陆科学钻探项目至少有20多项，主要研究领域包括板块构造、火山与地震活动、全球环境与气候变化、天体碰击与灾变事件、地热与流体系统和大陆与地幔动力学等。

　　在我国，最深的科学钻探孔为位于江苏省东海县毛北村的中国大陆科学钻探工程CCSD-1孔，尽管深度仅为5158米，但却具有无可争辩的历史意义。

　　不出所料，这次“入地之旅”带给了人们一个个惊喜:在获得主孔5118.20米珍贵岩心和气流体样品的基础上，完成了中国第一井的系列“金柱子”，包括岩性剖面、地球化学剖面、构造剖面、岩石伽马异常剖面、矿化剖面、岩石物性剖面、流体剖面等;国内首次完成了长井段岩心深度和方位测井归位;首次完成结晶岩区的三维地震探测，揭示了精细的地壳结构;证实了苏鲁地区2亿年前发生过巨量物质超深俯冲的壮观地质事件;来自地下600~680米深的新鲜碎屑岩中，发现了地幔深部特殊矿物;在地下3910米处发现了微生物并成功培植活体……

　　其实，东海大陆科钻只是我国深部科学钻探的一个缩影。至今，我国科学家已经或正在柴达木盆地、青海湖、白垩纪松辽盆地等多处，进行以资源和环境为科学目标的科学钻探。

　　值得记述的还有汶川地震断裂带科学钻探。

　　2008年11月6日——汶川特大地震发生后仅仅178天，我国首个以地震研究为主题的科学钻探便在四川省都江堰市虹口乡正式开钻。这也是世界上最快回应大地震的科学钻探。目前，1号孔、3号孔先导孔的钻进任务已经完成，获得了超出预期的5项重大成果:确定了汶川地震断裂带主断层;确定了汶川地震造成的最新断层泥;发现和厘定了汶川地震发生前的20余条古地震带;探讨了地下流体异常与余震的相互关系;根据新的钻探成果，对龙门山的结构提出新的模式。

　　记者手记:深部信息的缺位，是导致我国地质科学理论创新、资源勘查和地质灾害预警能力全面落后的一个重要原因。现在，借助深部探测、特别是大陆科学深钻，我们已经可以通过深入地下的“望远镜”对地壳深部进行直接的观察研究，其科学意义不言而喻。更令人兴奋的是，掌握万米深钻的设备和能力仅仅是开始，未来，一个光彩夺目的“科学群钻计划”正在向我们招手。