| 揭秘“中国第一井”(图) | |||
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| http://jczs.sina.com.cn 2005年04月25日 07:19 解放军报 | |||
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井架底部正中，一根粗大铁管深入地下。现场总工程师张伟告诉我们：“井眼直径17英寸半。越往下，越小，到最深处，井眼约6.2英寸，相当于157毫米。为防止井壁坍塌，需要层层下套管，钻一段就下一次套管以固定井壁，井眼就层层变细了。” 沿着井架40级台阶，笔者爬上9米高的第一层钻井平台，只见一根长长的管子，一头连着井眼钻杆深入地下，一头连着井架旁的高压泥浆泵。“就是用这个泵，我们把泥浆沿着管子注入长长的钻杆，用下滑产生的‘阴柔之力’下压，推动地下深处的钻头。”张伟接着很自豪地说，“科钻一井”钻探采用的是我国自行研发的“液动锤＋螺杆马达＋金刚石取芯钻进”技术，克服了已往设备顶部驱动力量难控、取芯易碎的缺点。 “中国第一井”首次在坚硬的结晶岩中成功钻进5158米，取得了5118．2米的珍贵岩芯和气流体样品，并打出了一根长达4.25米的完整结晶岩岩芯。这不仅是我国有史以来最深的科学钻井，也是当前正在实施的国际大陆科学钻探计划20多个项目中最深的科学钻井。 为何选址东海县？ 960万平方公里，为何偏偏要在苏北平原开钻？ “早在1979年，中科院院士刘广志就提议制定中国大陆科学钻探计划。中科院院士程裕祺80多岁高龄仍到东海县野外考察。”中国大陆科学钻探工程总指挥王达说，这项工程已历时很久，有些参与项目前期工作的科学家未等工程正式开工，就已经永远离开我们了，比如程裕祺院士、原地矿部科技司司长张良弼…… 经过大量的前期考察论证，科学家们认为：通过超高压变质带，研究地幔物质、造山带及大陆动力学，这是地学研究的重大前沿课题，而在全世界，就数中国这条从山东胶南绵延经江苏、安徽、河南大别山区、再到秦岭以西的超高压变质带，规模最大、出露最好、地层最完整。 东海县则被专家们认为是“中国第一井”开钻的最理想地区。现在钻探的东海县，正处在横贯我国中部的超高压变质带，由于曾经的特殊地壳升降运动，如今地下5000米，实际上就到了2亿年前约100公里以下的地幔深处部位，在这里钻探事半功倍，能通过最短距离获得最深部的信息。这正是选址东海县的最主要原因。 据专家介绍，还有其他一些原因。比如，这里岩层倾斜角比较缓，同样深度可以穿过更多的岩层以供研究，也是事半功倍；另外，这儿位于地震多发区——郯庐断裂带东侧，距离中国史上最大一次地震——1668年的莒县、郯城大地震的震中仅30公里，在地下模拟钻孔中安放仪器，可进行防震抗震及预报的研究…… 最终，“中国第一井”的选址，从最初的20多处备选地，费时数年最后定在了东海县。 地下深处真有细菌？ 2004年12月26日8时许，正在江苏省东海县毛北村中国大陆科学钻探工程“科钻一井”进行观测的科研人员发现，地下4900米处的流体中氩和氦含量突然发生变化。1小时后，4700公里外的苏门答腊发生9．3级地震。 “我们捕获了苏门答腊9．3级地震信息！”中国大陆科学钻探工程首席科学家、中国科学院院士许志琴兴奋地说：“这证明，利用大陆科学钻探深井完全可以检测地震的远程和近程效应，从而为地震预报提供准确的数据，也将为长期观测提供必要的科学依据。” 说到“科钻一井”所获得的成果，许志琴院士更兴奋地告诉我们，通过及时对岩芯的低温处理和DNA分析，发现了大量极端条件下形成的太古菌及细菌，并在3910米岩芯中培植成功微生物活体。科学家们发现，每克岩石中含1000至10000个微生物，泥浆中微生物的含量达到每克1亿至10亿个。科学家称，地下流体中发现的微生物具有喜高温和厌氧的特性，有些最佳生存环境甚至是68-90摄氏度，在无氧条件下，它们喜欢碱性环境，喜盐，能依靠吃硝酸盐进行生物活动。 生命可以在地下深处缺氧、缺水、缺少太阳能的极端环境中生存，并且积极参加新陈代谢活动，这一重大发现，无疑对人类的生命科学有重要意义。 为何只钻到五千米？ 大陆科学钻探工程被形象地誉为“伸入地球内部的望远镜”,是“入地”之门的钥匙。长期以来，各国纷纷启动“入地”计划。全球入地的最深纪录是12262米，由前苏联在临近北冰洋的科拉半岛上所钻的“斯哥3井”保持。张伟说：“现在全球8000米深度以上的超深钻井，一共也没几口。对我们来说，在坚硬的结晶岩中钻进5000多米，国内是首次，世界也少有，它标志着中国‘入地’技术的重大突破。”很多人可能会问：为何只钻到5000米？张伟介绍说：“我们是量力而行，这样的深度，技术、资金都有保障。多打158米，是为确保垂直深度达到5000米。”据了解，我国科学家将在“科钻一井”主孔处建立长期观测站，进一步获取来自地球内部的信息。 地球内部的3层结构 就目前所知，地球内部大致可分3层： 地壳——从地表深至地下35公里处，是一层固体的硬壳。它主要是由各种硅酸盐类岩石组成，是岩石圈的表层部分，也是与人类活动关系最为密切的部分。 地幔——从地下35公里处到2900公里深处。它又分上下两层，以地幔984公里深处为界。上地幔的物质成分，以含镁、铁较多的橄榄岩为主。其间约深60~300公里处，是火山岩浆及深源地震的发生地。下地幔，则以金属硫化物和镁化物为主。 地核——从2900公里深处到地心。具有巨大的密度和质量，在它的表面形成的地心引力是促使大气、洋流、板块运动等各种环境变化的重要作用力。（来源：解放军报第10版）
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