鑽井深度達7018米！我國打開探索地球深部的通道

7018米！5月26日，我國在松遼盆地實施的全球首個鑽穿白堊紀陸相地層鑽井「松科二井」完井，這也是亞洲國家實施的最深大陸科學鑽井。

上天入地，人類對於未知世界的探索從未停止。「松科二井」創造了深部鑽探四項世界紀錄，意味著我國「向地球深部進軍」取得了又一重大進展。

在地球深處打孔決非易事

凡爾納著名的科幻小說《地心遊記》，描繪了主人公在地心遊歷一番的神奇經歷。但實際上，要想對地球內部結構有更深入的了解，目前而言，最直接有效的方式就是打一口科學鑽探井，讓人類的視界範圍深入到地球內部。

科學鑽探始於20世紀60年代，分為大洋鑽探和大陸鑽探，已有許多國家在洋底和大陸打了近百口深淺不一的科學鑽孔。根據鑽孔的深度，分為淺鑽（小於2000米），中深鑽（2000至5000米），深鑽（5000至8000米）和超深鑽（大於8000米）四級。

最早進行大陸鑽探的國家是前蘇聯，全世界最深的鑽孔也在前蘇聯，是位於貝加爾湖的科拉超深鑽孔。這個超深鑽孔從1970年開鑽，鑽探了將近20年，在1989年到達地殼12262米的深度，成為目前地球上最深的「地眼」。

但是，由於科拉鑽探的科學目標不明確，歐美科學家更喜歡舉世聞名的德國KTB深層岩芯項目（1987至1994）產生的數據。KTB是德國在德國中部進行的大陸科學鑽探，工程歷時近15年，最終孔深達到9101米，重點研究大陸中、下地殼。來自12個國家400多位科學家在此執行了200多項地學研究項目。

「松科二井」於2014年4月開鑽。中國地質調查局副局長李金髮說，最終我們打到了7018米，穿過了整個白堊紀地層。利用獲得的岩心，我國科學家們在全球首次實現了對白堊紀最完整最連續陸相地層厘米級高解析度的精細刻畫。

要知道，這決非易事。往深處鑽探，會遇到一系列的世界難題。首先，在高溫高壓的地下環境下，鑽機的配件和電子元件能否正常工作。其次，在高溫高壓下，井壁岩石容易破碎，造成井壁垮塌、卡鑽等井下事故。此外，地質學家要求自井深2865米至井底連續採取岩芯用於研究，需要保證取出的深部岩芯完好無缺。所以，表面上看是打一口井，實際上卻是在考驗一個國家的經濟實力、基礎工業實力和整個科技的發展水平。

「松科二井」現場總指揮朱永宜表示，經過艱難攻關，「松科二井」工程攻克了超高溫鑽探和大口徑取心等關鍵技術難題，獲取了415萬組24TB的深部實驗數據，創造了311毫米大口徑連續取心最長、三種不同口徑單回次取心最長四項世界紀錄。在世界上首次研發並成功應用大口徑一次取心成井等技術，將鑽進速度提高了2倍。成功研發了抗高溫鑽探技術，創造了國內最高溫度（241℃）條件下鑽進的新紀錄。

恐龍時代的旅行

作為地質歷史中典型溫室氣候時期的代表，距今6500萬年至1.45億年的白堊紀是距今最近、地質記錄保存最為完整的時期。那個時候，恐龍曾一度成為地球的霸主。

中國科學院院士、「松遼盆地大陸科學鑽探工程」首席科學家王成善說，實施「松科二井」的最主要目的，就是要探究白堊紀時期內重大地質事件、烴源岩的生成與古環境和古氣候的變化的奧秘。所以，它被國際科學界稱為恐龍時代的旅行。

白堊紀既是恐龍的大繁殖時期，也是它們發生大滅絕的時期，要解開白堊紀的謎團，必須對陸相沉積記錄進行整合研究。作為世界上發育時間最長的陸相湖泊盆地，松遼盆地有著完整的演化歷史，8000萬年的歷史，4000米厚的白堊紀連續沉積地層，這些集聚著歷史痕迹的數字背後，是那個時代遺留給人們的饋贈，因為松遼盆地的地層中保存了最能反映全球或局部氣候變化與環境的高解析度沉積記錄，是開展白堊紀陸相沉積研究的理想對象。

憑藉「松科二井」獲取的連續完整地質記錄，我國首次重建了相對連續的白堊紀——古近紀界線附近的陸相氣候記錄。根據記錄可以看出，由於大規模火山噴發導致劇烈的升溫和二氧化碳濃度上升，造成了松遼盆地中的部分物種，包括恐龍的滅絕，隨後短時間內小行星的撞擊使原本不穩定的生態系統發生崩潰。

專家表示，「松科二井」通過首次實現對白堊紀最完整最連續陸相地層厘米級高解析度的精細刻畫，建立了白堊紀的重要地質歷史檔案，為研究白堊紀古氣候演變提供了重要的科學依據，證實了氣候快速變化是導致恐龍滅絕的誘發因素，對研究和預測未來全球氣候變化意義重大。

探索油氣資源接替潛力

「松科二井」所在的松遼盆地是當今世界最大的典型陸相沉積盆地之一，也是我國最主要的含油氣盆地，保存白堊紀最完整最連續的陸相地層。正是在這裡，誕生了著名的大慶油田。目前，大慶油田開採的油氣資源深度大約在三千米以內。

而此次「松科二井」鑽井深度達到7018米，地質學家在松遼盆地深部凹陷帶3350米以深地層中發現頁岩氣氣測異常43層，累計厚度102米，甲烷佔全烴組分平均含量的86%，異常幅度與背景值的平均比值為14.77。由此，完整地揭示了深部頁岩氣資源的潛力，證實了該地區深部存在有利的頁岩氣層系，將拓展我國深部能源勘查開發的新空間。

專家表示，這將為我國在這一區域實現深部能源勘查向頁岩氣勘查拓展提供了重要依據。

同時，「松科二井」首次發現了具備開發條件的盆地型乾熱岩地層。在井深4400米至7018米發現溫度150℃至240℃高溫乾熱岩體和2層含高放射性元素異常地層，熱流值為84毫瓦/平方米，展示了松遼盆地具有良好的地熱能開發應用潛力。

目前人類對乾熱岩的開發利用主要是發電，利用乾熱岩發電技術可大幅降低溫室效應和酸雨對環境的影響，且不受季節與氣候制約。據科學家們的保守估計，地殼中的乾熱岩（通常指3——10 km深處）所蘊含的能量相當於全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的30倍，若能開採出2%，就相當於我國2010年全國一次性能耗總量（32.5億噸標煤）的5300倍。

同時，「松科二井」項目的推進，建立起我國地層對比的「金柱子」，創建了完整的松遼盆地陸相層標準剖面，為發展我國區域性和全球地層對比研究提供了重要的陸相「標尺」。同時，「松科二井」建立了松遼盆地演化新模式，揭示了松遼盆地深部地質構造特徵，發現了古大洋板塊俯衝、聚合的深部證據，構建了盆地早期基底雙向匯聚、後期伸展反轉的陸地盆地演化新機制，為松遼盆地成因再認識及深層油氣勘探提供了理論指導。

人類對地球的探索永無止境。我們相信，在科學家們不懈的努力和探索下，未來我們將會更多地打通探秘地球深部的通道，更多地了解地球的奧秘。

（見習編輯：於浩）

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