Question

大陆科学钻探

Answer 1

1.2.3.1 国外大陆科学钻探

大陆地壳远比洋壳古老，隐藏有更多的地球奥秘，大陆还是人类直接居住、获取主要矿产与其他资源以及遭受地质灾害威胁最大的地方，因此人们迫切希望通过大陆科学钻探来更多和更深入地了解大陆。大陆科学钻探始于20世纪70年代，在1996年2月国际大陆科学钻探计划正式成立之前，许多国家就已经开展了大陆科学钻探。

前苏联制定了庞大的科学深钻计划，在一些主要的地震剖面的交点处，布置了20余口7～12km的科学超深井。1970年开始钻进设计深度15000m的科拉超深井，至1986年达到12262m井深，成为当今世界最深的钻井。前苏联共实施了11个科学超深井和深井，除了科拉超深井之外，其他的著名超深井有萨阿特累超深井、乌拉尔超深井、克里沃罗格超深井、第聂伯-顿涅茨克科学钻井、秋明超深井、迪尔劳兹深井等。

德国实施了举世闻名的“联邦德国大陆深钻计划（KTB）”，在华力西缝合带的结晶地块中先后钻了一个4000.1m深井和一个9101m的超深井，目的是研究地壳较深部位的物理、化学状态和过程，了解内陆地壳的结构、成分、动力学及其演变。

美国实施了10多个科学钻探项目，钻孔深度都较浅，最深的只有3997.45m圣安德烈斯断层科学钻探项目，其他已实施的科学钻探项目有索尔顿湖科学钻探项目、伊利火山链科学钻探项目、长谷地热勘探项目、瓦莱斯破火山口科学钻探项目、上地壳项目等。

1982年，法国的科学家提出了100个须通过科学钻探解决的地学问题，从中选定了12个问题，计划实施科学钻探，已完成了3个，其钻孔深度分别为900m、1400m和3500m。

瑞典国家动力委员会在瑞典中部Gravberg地区的锡利扬陨石撞击构造，施工了一口6950m深的科学探井，以寻找非生物成因的石油和天然气。

瑞典、瑞士和英国分别实施了以核废料储埋点勘察为目的的科学钻探，钻孔深度一般为1000～2000m，最深为2500m。加拿大等国均制定了大陆科学钻探计划，开展浅孔科学钻探工作。

日本制定了为期10年超深钻计划，拟在太平洋、菲律宾及亚洲板块结合带上打超深井。目前已施工了一些以火山和地震研究为目标的浅至中深科学钻孔。

1.2.3.2 我国大陆科学钻探

我国从2001年开始实施“中国大陆科学钻探工程”，经历了4年时间，在江苏省东海县坚硬的结晶岩中施工了一口5158m深的连续取心钻井（“科钻一井”），目的是研究大别

-苏鲁超高压变质带的折返机制。2005年实施了青海湖科学钻探项目。采用ICDP的GLD800湖泊钻探取样系统，施工了一系列浅钻。该项目的目标是获取高精度的东亚古环境记录，研究区域的气候、生态和构造演变及其与其他区域和全球古气候变化的关系。汶川特大地震发生之后，从2008年10月开始，我国组织实施了旨在研究地震机制和进行地震监测预报的“汶川地震断裂带大陆科学钻探”。该项目计划施工5口科学钻井，钻井深度范围为550～3350m。近期，我国在深部探测计划专项的范围内，围绕超万米科学钻井的选址工作，施工了6～7口深度2000～3000m的小直径科学钻孔。

松辽盆地大陆科学钻探计划，由布置在大庆地区周边的松科1井（分南孔和北孔实施）和松科2井（分东孔和西孔实施）组成（图1.6），“2井4孔”分别对白垩系不同层段进行取心钻进，最终连接各井岩心构造松辽盆地白垩系完整的地质综合剖面。2009年，在国家“973”计划和大庆石油管理局资助完成的松科1井成果基础上，中国地质大学（北京）王成善教授牵头组织的“松辽盆地大陆科学钻探”项目申报，获国际大陆科学钻探计划（ICDP）批准。2012年，由国土资源部批准立项、地质矿产调查评价财政专项资助、中国地质调查局组织、中国地质调查局勘探技术研究所承担的“松辽盆地深部资源与环境钻探工程示范”项目启动，实施松辽盆地科学钻探计划的主体工程——松科2井（东井）（以下简称松科2井）。

图1.6 松辽盆地“2井4孔”在东西向大剖面上的投影

2006～2007年在大庆实施了“松科1井”项目，施工了深度分别为1810m和1915m的两口取心钻井，以研究白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化。设计深度6400m的“松科2井”于2014年4月13日开钻。松辽盆地国际大陆科学钻探工程的总体目标是：通过科学钻探工程，实现“2井4孔、万米连续取心”，填补完整的、连续的白垩纪陆相沉积记录世界空白，为研究距今1.4亿年至6500万年间地球温室气候和环境变化奠定坚实研究基础，建立起为建设“百年大庆”和基础地质服务的“金柱子”。同时，通过获取松辽盆地深达6400m的原位、连续地球物理参数，为松辽盆地及其相关类似盆地的地球物理勘探提供科学“标尺”。通过该项目的实施，在大陆深部科学钻探关键技术研究方面，全面提升我国深部科学钻探技术水平，最终形成具有我国自主知识产权的科学钻探技术和方法体系，为我国万米超深井科学钻探提供技术储备；使我国深部大陆科学钻探技术研发水平达到国际先进水平，为我国重大地球科学新发现和矿产资源储量快速增加提供技术保障。

1.2.3.3 国际大陆科学钻探计划（ICDP）

为了协调世界范围内的大陆科学钻探活动，减轻各国在实施该项活动时的成本和风险，实现成果共享，最终促进大陆科学钻探在地学研究中的推广应用，1996年2月由德国、美国和中国发起成立了“国际大陆科学钻探计划（ICDP）”，其总部设在位于德国波茨坦的德国地学研究中心（GFZ）。ICDP成立至今已满20年，共有25个成员，包括德国、美国、中国、日本、波兰、加拿大、奥地利、冰岛、挪威、意大利、西班牙、瑞典、法国、以色列、捷克、南非、芬兰、新西兰、瑞士、印度、荷兰、英国、韩国和比利时共24个国家，以及联合国教科文组织（UNESCO）1个团体成员。该计划从启动以来，已资助了数十个科学钻探项目，不断还有新的国家和团体加入或申请加入该计划。我国的“中国大别-苏鲁超高压变质带大陆科学钻探项目”、“青海湖科学钻探项目”和“白垩纪松辽盆地大陆科学钻探项目”先后被列为ICDP项目，得到了国际大陆科学钻探计划组织的资助。