孟宪来（中国地质调查局局长）
王达（中国大陆科学钻探工程中心主任、工程总指挥）
许志琴（中科院院士、中国大陆科学钻探工程首席科学家）
缘起
上天、入地、下海,是人类探索自然的三大梦想。但迄今为止,由于坚硬岩石的阻隔,人类对地球内部仍然所知甚少。4月18日,历时近4年、被称为伸入地壳内部“望远镜”的中国大陆科学钻探工程（CCSD）在江苏连云港东海县毛北村胜利竣工,其钻井终孔深度达5158米。国家为何下决心开钻这口深达5000多米的井？这对我国地学及相关科学发展有何作用？井里发现了什么？这口井以后还有用吗？围绕读者关心的这些问题,本报记者与有关专家进行了交流。
科学钻探能直接揭开地球深处奥秘
记者：科学钻探准确的概念是什么？其目的何在？
许志琴：科学钻探是为地学研究的目的而实施的钻探,它通过钻孔获取岩心、岩屑、岩层中的流体 气体和液体 以及进行原位地球物理测井和在钻孔中安放仪器进行长期观测,对获取地下岩层中的各种地学信息进行研究。可分为大洋科学钻探和大陆科学钻探。4公里以上为科学深钻,8公里以上为超深钻。
孟宪来：长期以来,地质科学家们试图运用地质、地球物理和地球化学等方法来探测与研究地球内部,但迄今未获得地下深处的实物样本。科学钻探是目前能直观获得地下深处信息和图像的主要地学研究方法,是解决所面临的资源、灾害、环境等重大问题不可或缺的手段。
王达：科学钻探至少可实现10个方面的目标：1、了解地壳深部的状态、结构、构造和成分,研究岩石圈的演变;2、查明地球物理界面异常的本质,提高地球物理数据的解释精度;3、寻找深部矿产资源;4、勘探与开发深部能源;5、地震和火山灾害预报监测;6、核废料和其他有害废料储埋地点的勘探;7、了解生物圈的性质和下界限;8、研究地球的气候史以及全球气候和环境的变化;9、研究陨石冲击和生物灭绝事件;10、发展地质勘查技术,提高人类探索地球深层奥秘的能力。
CCSD凝结着地学界的心血
记者：请介绍一下国际上大陆科学钻探的发展轨迹和现状。CCSD工程凝结了我国地学界科技工作者十几年的心血,请介绍一下它的背景。工程为何选址在东海县？
许志琴：大陆科学钻探始于上世纪70年代,许多国家实施或参与了这一计划。前苏联制定了庞大的科学深钻计划,实施了近10口深孔和超深孔,其中位于贝加尔湖的“科拉”超深钻孔深达12262米,是当今世界最深的超深孔井。德国实施了举世闻名的KTB计划,在欧洲华力西造山带实施了一口9101米的超深孔井。美国已实施了10多个科学钻探项目。法国及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。
东海县所在区域位于具有全球地学意义的世界最大的“中国大别―苏鲁超高压变质带”上,被誉为大陆动力学的研究宝地,这是研究板块会聚边界的最佳场所,具有科学和应用的双重价值。
王达：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,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 ”。至今已有13个国家和团体加入了该计划。中国大陆科学钻探工程项目于1998年4月经ICDP执委会和理事会正式批准列为ICDP项目,成为当前正在实施的ICDP中的最深科钻井。
孟宪来：CCSD凝结了我国地学界科技工作者多年的心血。1979年11月,我国著名地质学家刘广志教授首次在国内探矿工程学术会议上系统介绍了超深钻探发展概况与前景。1991年,原地矿部开始组织“中国大陆科学钻探先行研究和选址研究”,标志着我国正式展开大陆科学钻探研究工作。1995年6月,CCSD被列为“九五”国家重大科学工程项目。1999年9月底,经历近十年的努力,原国家计委正式批准了CCSD项目立项建议书,这标志着该工程项目正式开始实施。2001年8月4日,CCSD举行了开工仪式。
深井内捕获了印尼大地震信息
记者：往坚硬的岩石下连续钻孔5158米,这种技术难度可能常人无法想像。工程最终的成功使我国工程技术取得了哪些突破？围绕深井的科学研究又获得了哪些重要进展和重大发现？据说深井内提前捕获了印尼大地震的信息,是这样吗？
王达：在坚硬的结晶岩中进行5000多米深的连续取心钻进,不仅在我国没有先例,在世界上也属于高难度钻井工程,目前只有极少数国家能完成。期间遇到了各种各样的技术难题,如岩石坚硬难钻,研磨性强,导致钻进速度低、钻头寿命短;岩层造斜性强,易井斜;某些层段井壁坍塌、破碎和扩径显著,导致卡钻和钻具折断事故等。
科钻工程的圆满完成表明我国深钻技术获得了长足进步,大大提升了国际影响力 通过该项目研制开发的适合大直径、硬岩、深井的金刚石取心钻进系统以及硬岩扩孔钻进系统和硬岩定向钻进系统等技术,显著地提高了我国钻探技术的水平;试验成功的“液动锤 螺杆马达 金刚石取心钻进”技术在世界上属首创;通过施工完善的液动锤钻进技术确立了我国在该领域的世界领先地位;在国内首次实现在坚硬岩石中的长井段扩孔钻进,摸索出了一整套适用的扩孔钻进技术和深井硬岩纠斜、造斜技术。
许志琴：工程竖起了伸入地球深部的“金柱子”,科钻主孔5000多米的岩性剖面揭示了50多种丰富多采的岩石类型,揭示了板快会聚边界深部连续的物质组成及地球物理状态;发现了新的400米厚的达到工业品位的金红石矿层,为我国东部深层资源的开发提供了重要启示;通过高精技术测试,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;依据区域地质的调查研究已提出中国中部绵延4000公里的巨型中央超高压变质带,是对大陆动力学和中国大地构造研究的重大贡献。
令人兴奋的还有,研究发现CCSD岩石中含有大量极端条件下（高温、高压、厌氧和贫营养）形成的地下微生物,发现了新的细菌家族的DNA基因,这一重大发现是对生命科学的挑战,在揭示原始生命形成、了解生物圈的下限、推动生物及环境治理技术发展等方面具有重大意义。
监测还发现,CCSD深井4700－4800米处的地下流体,在去年12月26日印尼大地震前1小时开始突变,形成很大的流体异常,这是世界上惟一捕获到这次大地震超远程（4170公里外）信息的科钻深井,为地震预报提供了难得的数据,也为长期观测的必要性提供了科学依据。
“中国入地计划”应继续推进
记者：目前设立的CCSD深井长期观测站有什么作用？CCSD的成果证明了什么？地学界对我国“入地”计划的继续推进有什么具体建议？
孟宪来：CCSD深井长期观测站是在我国建立的第一个深井地球物理、流体化学综合性长期观测站,目标是使地学研究直接深入到地球内部,获取来自地球内部的真实信息,认识地球内部结构与变化,这是任何地表观测无法代替的。深井观测资料与成果将促使地球科学各学科的基础理论研究有新的突破。
CCSD的科学研究还在继续进行,但是,它获得的成果以及在资源前景、环境治理、灾害预防等方面所显示的巨大潜力,充分证明了温家宝同志在2001年7月26日为工程开工所发来的亲笔贺信中的话 “中国大陆科学钻探工程的实施,对于深化人们对地壳成分、结构及其发展演化规律的认识,促进我国地球科学理论的发展和探测技术水平的提高,具有十分重要的意义。”
许志琴：最近,国际地质科学联合会 IUGS 向全球地球科学家呼吁 进军我们最后的前沿―――地下的物质与结构。我们建议实施“科学钻探与地壳探测”相结合的“中国入地计划”,将使我国从地质大国走向地质强国。CCSD工程是中国“入地”的起步,我们建议在我国具有重大科学意义与经济价值的含油（气）复合盆地中,实施科学超深钻计划,穿过中新生代和古生代含油（气）沉积地层,直达古老的变质基地,以开拓能源新领域,丰富油气成因理论,推动地球科学发展,为缓解制约经济和社会发展的能源瓶颈问题开辟新路。
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