Question

地质研究成果

Answer 1

深钻和超深钻井揭示的地层剖面反映了35亿～16亿年前的地史特征和元古宙、太古宙的代表性岩石。第一次在一个连续的剖面中详细研究了古老岩石变质作用的按区分布特性。建立了可靠的地球化学剖面（图5.9）。在地壳深处发现了矿化地下水并揭示了其水文地质分布特征。证明气体对于地壳大型构造带的形成起着重要作用，而且氢和氦的作用随深度增加而增强。

在科拉超深井钻进初期，在贝辰加杂岩下部曾遇到破碎区和低温热液硫化成矿区。进一步钻进和综合研究6～12千米井段获取的岩心后又有了新的发现。钻井在科拉系列岩石中揭露了铜-镍的硫化矿化作用，发现了在中元古代遭受分层变质作用的含铁石英岩和钛铁矿。第一次通过直接观察证实了，低温退化变质作用和热液成矿过程不仅局限于大陆地壳的近地表部分，也会发生在深部区域。

重大成果之一是在9500～11000米深处发现了金的成矿作用。对岩心的放射性分析表明，这里金的浓度比其克拉克值（各种元素在地壳中含量的平均数——译注）高好几倍。在总长度430米的井段内都发现了这种情况，其金的含量超过0.1克/吨，在个别试样中达2.0～6.7克/吨。详细的矿相学和射线光谱研究表明，自然金中包含了25%～26%的银，从组成上看它更接近于银金矿。这些发现从根本上否定了古大陆地壳中成矿过程的传统理念，证明了即使在矿区深部通过详细研究仍可以有新的发现，找到未知类型的矿苗。

图5.9 不同地质区块的地壳构造与各超深钻井的位置

СГ-3—科拉超深井；м—穆龙套井；у—乌拉尔井；к—库班超深井；в⁃р—别尔塔-罗热尔斯井；Ⅰ—用大洋钻探船打的钻井；Ⅱ—在大陆架上打的深井；1—水圈；2—大洋沉积层；3—大陆沉积层；4—嵌入褶皱带；5—火山作用形成的凹地；6—前寒武纪结晶岩；7—大陆玄武岩层；8—大洋玄武岩层；9—上地幔；10—深部断裂

业已确定，岩石应力状态突变的界限往往与温度梯度和热流的阶梯式变化相吻合。在钻进过程中没有遇到玄武岩层，可以确认，在钻井穿越的地震波速度突变的界面上有些岩石缺失了，造成缺失的原因是变质过程中含矿水合物中的水被析出了。

从萨阿特累超深井的资料中也获得了不少有意义的数据，该超深井位于外高加索的库林斯克洼地，深度超过8200米。该井的成果之一是在3530～4100米的玄武岩基底顶板见到了厚度达570米的多孔熔岩充填和凝灰角砾岩。该区段岩石的孔隙率特别高（14%），来水量大，碘元素富集。大量显示表明，该地区存在着来自陆源地层的地下水渗流，这些地下水可能实现碳氢化合物的搬运。由此可以认为，实际上库林斯克山间洼地埋藏的整个中生代喷发岩顶板曲面可能就是石油、天然气聚集的储层。

在超深井中获得的岩石成分、物理性质和井内过程的数据有助于我们用全新的观点来解释地面和井内地球物理获得的资料。现已证实，在地下深处存在着形成固体矿产、石油、天然气工业储量的可能性，这对于进一步发展成矿理论具有重大的意义。对科拉超深井的资料进行全面研究后可得出这样的结论，陆壳前寒武系在30亿～16亿年前的地质时间间隔里发生了重大的演化，并可在此基础上建立起反映该演化的大容量模型。