A. 吉林大学地球科学学院的精品课程
省级精品课程《地球科学概论》简介
《地球科学概论》是地球科学教学体系中的先导性课程,起着构筑专业知识结构基本框架的作用。课程以新世纪地球科学面临的任务和应发挥的作用为主线,采用宏观人——地系统论和行星地球观,对地球各层圈进行系统论述,介绍了地球科学的研究对象、研究方法和研究手段,特别强调大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的相互关系以及对地球表层和人类的影响。基本内容包括:现代宇宙形成的基本论点及事实根据;太阳系和地球起源的假说及证据;地球物质组成和地质记年方法;地球层圈结构和地球物理性质;大气圈、水圈、生物圈的基本特征以及风化、风、河流、地下水、海洋、冰川等外动力地质作用;组成岩石圈的矿物、岩石特征和岩浆、变质、构造、地震等内动力地质作用;地球动力系统;地球科学在资源利用、灾害防治、环境保护等方面的作用;地球系统科学的基本知识。
省级精品课程《岩石学》简介
岩石学课程是地学类专业的一门主要专业基础课,它由`火成岩石学、沉积岩石学和变质岩石学三部分组成。该课程的讲授采取理论教学与实验教学相结合的方式进行,主要讲授有关岩石学的基础理论、基础知识和基本技能,着重介绍研究岩石的思路和经验,同时将岩相学和岩理学结合起来,在阐明有关岩石学的基本概念、岩石的地质产状、物质组成、结构构造、分类命名和各主要岩石类型的基本特征基础上,同时介绍如何运用物理化学和地球化学等基本原理来分析岩石的形成方式、过程和机理。在实践教学环节上,注重于锻炼学生的观察、动手能力,通过大量的实习课,使学生掌握三大类岩石的基本特征和鉴定特征。
省级精品课程《矿床学》简介
矿床学课程是地质学专业、资源勘查工程专业的主干专业课,它的教学分矿相学和矿床学两阶段。矿相学部分作为矿床学的基础和重要实践教学环节,主要讲授矿相显微镜使用方法、矿物在反光显微镜下的物理和光学特征、侵蚀鉴定、常见金属矿物简易鉴定、矿石组构及矿化期次等内容。矿床学部分主要讲授矿床学的基本概念、基础理论和成矿作用的基础知识,分析各种成因类型矿床的地质特征、控矿因素、成矿作用及时空分布规律等。在实践教学环节上,注重于锻炼学生的观察、动手能力,通过大量的实验、实习课,使学生掌握矿床学研究内容和工作方法,培养科学思维方法以及发现问题、分析问题、解决问题能力。
省级精品课程《构造地质学》简介
《构造地质学》是地质学的一门基础课程,是地质工作者必须掌握的重要课程之一。构造地质学以构造分析作为研究地壳或岩石圈构造的方法论,主要研究中、小型尺度的基本构造特征、分类和观测方法,介绍断层、褶皱、节理、叶理和线理构造成因机制的基本理论及现代构造地质学的研究方法和思路。通过实验课的学习,学生学会用极射赤平投影的方法测定面、线构造的产状,学会阅读、分析地质图的方法和步骤,掌握绘制地质、构造图件的技术和方法。构造地质学课程培养学生观察、描述、分析地质和综合解决地质问题的能力。
省级精品课程《矿产勘查学》简介
B. 对未来地应力测量的希望与设想
为了实现地震预报这个远大目标,地应力测量深度必须达到或超过震源深度,并取得可靠的构造应力大小随深度的变化规律,同时查清震源区附近的岩石构造条件变化特征,查清地震的孕育、发生、发展、演化的原因和过程。使大震预报成为人类充分掌握和可以控制的地质事件,到时大家都对大震预报没有争议,而是重点研究如何消除大震灾害,甚至变害为福,为人类造福,都是有可能的,或者是可以实现的。这个远景目标看来似乎遥远,但现代科学发展速度很快,加之人类对地震研究的经济投入不断加大,以及对改善人类生存环境的迫切需求,“入地”研究将成为与航天事业并重的另一个重大学科的优先发展研究方向,成为中国具有特色入地研究尖端事业,同时,也解决清洁能源——地热开发;也是深部矿产开发的快捷途径,更是人类地质事业开发的幸福源泉,到时中国不需再进口能源(石油、天然气、煤),也不必把它们烧掉,而应该作为化工原料,为人类造福,这些远大理想,李四光教授也在不同场合,不同程度上作过叙述,这里只是围绕大震预报的需求提出上述设想和人类入地深部研究的远大设想,将可能成为现实。
下面是未来地应力测量的初步设想,其中(1)和(2)是目前可以做到的。
(1)希望实现在钻进过程中,记录孔径收缩和岩心的微量变形,概略换算地应力大小,虽然具有一定困难,但从理论和实践上还是有可能的。因而钻进过程中孔径同时发生微量变形收缩,结合岩石力学性质,应该可以初估地应力的变化。据报道,国外已经有人讨论过这个问题,甚至也做过初步试验。
(2)为了地震预报,本文初步讨论1000m深孔地应力测量这是完全可以实现的,但这仅仅是第一步。
(3)实现5000m深孔地应力测量以及地球物理与地球化学检测研究工作,同时并举。目前看来这第(2)步也是有可能实现的,我国已经生产9000m的石油钻机,国内外地壳探测计划已经实现近万米的岩心钻探工程。
(4)实现“机器人”钻进与地应力解除研究,也是有希望的。
(5)实现20km深度的地应力测量,即地震发生的震源深处,在我国一般在5~20km之间,要彻底查明震源发生情况与实地地质及其构造背景,地壳物理化学变化过程,从根本上解决地震预报问题,人类必须到达20km深度,才能系统研究地震在地壳中的发生和发展过程,以及主震以后的余震等一系列的问题。
李四光认为地震是一个地质问题,他提出了地震地质这个分支学科的建立与发展前景,实际上已经为地震预报的前景做出了设想和结论:地震是可以预报的,正像他的临终遗言所说,再过一段时间的努力,就应该会看到地震预报的结果。
C. 地球物理学家黄大年拥有英国别墅却毅然回中国,有“疯子”之名,现状如何
作为地球物理领域顶尖的科学家之一,黄大年为了祖国的科研事业能够加速发展,一直置自己的身体于不顾。所以在外人看来,他就是一个“疯子”。真的是这样的吗?
少年渴学
黄大年出身条件算是不错的,从小生活在知识分子家庭让他接受了相对良好的教育。年幼的黄大年经常能够读到优秀的著作,心中种下了一颗“精忠报国”的种子。
回到曾经的母校,长春地质学院已经被吉林大学合并。为了让科研项目的进度加快,吉林大学的地质宫门口,一个“违章建筑”拔地而起。
这是一座机库,是黄大年带着团队建造用于科研的。由于手续不齐全,所以要拆掉。但黄大年为了保住这个机库,竟然直接躺在车底下。
诸如此类的事情还有很多,黄大年也因为这次“耍无赖”在吉林大学被称为是“疯子”。但只有跟着他,为中国的地球物理事业奋斗着的人,才真正清楚他究竟是为了什么。
一夫当关,万夫莫开
很多媒体报道黄大年回到祖国可以逼退美国航母至少100海里,这种推测并不是空穴来风。地球物理和军事看似风马牛不相及。但是很多方面的优势可以直接或者间接转化为军事上的优势。而地球物理正是军事前沿技术探究当中不可或缺的一部分。
黄大年曾带头研究了一个项目——远程云端控制。这种技术可以被应用于装载在各种移动平台的探测器上,最直接的应用是用来探测地下的情况。但倘若应用在军事上,军用雷达的探测距离将更远,探测的精度也会更高,从而能够引导己方部队对敌方进行更加精确的打击。
张召忠将军曾经说过,在现代的战争当中,被发现意味着被打击,被打击意味着被摧毁。
在2016年,南海局势最紧张的时候,美军的航母一度采取了战时新闻管制,消失得无影无踪。但是中国的卫星能够做到持续性跟踪美军航母,并且以新闻的形式进行报道。黄大年功不可没。
子当如孙仲谋
和其他在外留学,然后直接为其他国家服务的人才相比,黄大年完美诠释了什么叫做“精忠报国”。早在2004年,在英国拥有私人诊所和别墅的黄大年夫妇爆发了争吵,焦点是是否要放弃英国的一切回国。
黄大年作为一名拥有近二十年党龄的老党员,当即“威胁”妻子“不回国,就离婚”。不忘初心,才是共产党人一贯的优良品格。回国后,国家的五年计划需要实现“上九天揽月,下五洋捉鳖”,黄大年虽已经过五十,依然冲在了第一线。
被誉为“绿色能源”的天然气热值高,污染小,但是探测难度大。只有极个别国家掌握并且垄断了这项技术。黄大年及其团队研发出的地壳一号帮助中国在天然气探测领域引领世界。许多媒体争相报道黄大年的有关事迹。
黄大年
老当益“壮”
在吉林大学,人们认为黄大年是疯子;但是在国外,黄大年却是西方国家的眼中钉,肉中刺。黄大年回国让中国在探测和地球物理领域与世界的差距被极大程度缩短,甚至有所超越。
也难怪有人说,黄大年的五年研究,顶得上中国在该领域五十年的积累与奋斗。
回国仅仅七年,黄大年帮助中国在多个领域创造出世界第一,可谓是我国的一代功勋巨匠。中国大量的科研项目背后,都有他的身影。此外,他培养的硕士和博士,接过他身上的担子,在这条道路上继续狂奔。
黄大年教学
看似强壮,精力无限的黄大年的身体犹如风雨当中的一座危楼。但他却从不选择去疗养,一直坚守在岗位上。曾在北京飞往成都的航班上,因为胃痛晕了过去,但依然死死地抱着怀中的电脑。
黄大年曾说:“我活一天赚一天,哪天倒下,就地掩埋。”2017年,年仅59岁的黄大年永远倒下了。
我们有理由相信,黄大年在攻坚克难的时候,想到的不是在英国的优渥生活,而是无数科研人员对困难无法攻破的焦急;是中国过去落后,遭到其他国家欺凌的耻辱;是他在青年求学时,在本子上下的那句“振兴中华,乃我辈之责”;是儿时看到那些从城市来到偏远农村,那些知识分子眼中,充满坚定信念的目光。
D. 地壳探测车。。。有么。。。
科幻中的
E. 国内有开设物探专业的大学有哪些
吉林大学、中国地质大学、成都理工大学等
物探专业简介:
应用物理学原理勘查地下矿产﹑研究地质构造的一种方法和理论。简称物探。它在工程建设和环境保护等方面有较广泛的运用。
地下赋存的岩(矿)体或地质构造基于它们所具有的物理性质﹑规模大小及所处的位置﹐都有相应的物理现象反映到地表或地表附近﹐这种物理现象是地球整体物理现象的一部分。地球物理勘探的主要工作内容是利用相适应的仪器(见地质仪器) 测量﹑接收工作区域的各种物理现象的信息﹐应用有效的处理方法从中提取出需要的信息﹐并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异﹐结合地质条件进行分析﹐做出地质解释﹐推断探测对象在地下赋存的位置﹑大小范围和产状﹐以及反映相应物性特征的物理量等﹐作出相应的解释推断的图件。地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。
勘探方法
地理物理勘探所给出的是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果﹐因此﹐它是间接的勘探方法。此外﹐用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造 ﹐是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题﹐是地球物理场的反演的问题﹐而反演的结果一般是多解的﹐因此﹐地球物理勘探存在多解性的问题。为了获得更准确更有效的解释结果﹐一般尽可能通过多种物探方法配合﹐进行对比研究﹐同时﹐要注重与地质调查和地质理论的研究相结合﹐进行综合分析判断。 人类居住的地球,表层是由岩石圈组成的地壳,石油和天然气就埋藏于地壳的岩石中,埋藏可深达数千米,眼看不到,手摸不着,所以,要找到油气首先需要搞清地下岩石情况。怎样才能搞清地下岩石的情况呢?这要从岩石的物理性质谈起。岩石物理性质是指岩石的导电性、磁性、密度、地震波传播等特性,地下岩石情况不同,岩石的物理性质也随之而变化。各种物理性质都表现为一种或几种不同的物理现象,如导电性不同的岩石在相同的电压作用下,具有不同的电流分布;磁性不同的岩石,对同一磁铁的作用力不同;密度不同的岩石,可以引起重力的差异;振动波在不同岩石中传播速度不同等。运用现代技术,完全可以记录到上述物理现象的变化,进而可以了解地下岩石的性质及其分布规律,达到寻找地下油气的目的。我们把这种以岩石间物理性质差异为基础,以物理方法为手段的油气勘探技术,称为地球物理勘探技术,简称物探技术。 古代兵器有刀、枪、剑、戟……,当今的油气地球物理勘探技术又有哪些呢?
相关分类
通过观测不同岩石引起的重力差异来了解地下地层的岩性和起伏状态的方法,称为重力勘探。油气生成于沉积盆地,应用重力勘探可以确定沉积盆地范围。 通过观测不同岩石的磁性差异,来了解地下岩石情况的方法,称为磁力勘探。在沉积盆地中,往往会分布着各种磁性地质体,磁力勘探可以圈定其范围,确定其性质。 通过观测不同岩石的导电性差异来了解地下地层岩石情况的方法,称为电法勘探,与油气有关的沉积岩往往导电性良好(电阻率低),应用电法勘探可以寻找和确定这类地层。
F. 大地电磁测深剖面研究
以往开展的大地电磁测深研究主要是针对盆地的油气勘探进行的,且多数都以浅层研究为主。1995年,长春地质学院地球物理系在松南辽北地区针对深部构造及石油远景实施了扎鲁特旗-昌图、科右中旗-辽源、内蒙古瓦房店-吉林营城子和科左后旗-乾安4条MT测深剖面。1995年,国家地震局在长白山天池火山区完成了MT测深剖面。2001年,吉林大学地球探测科学技术学院在镜泊湖地区实施了MT测深剖面。近年来,吉林大学在开展国家油气资源战略选区专项项目研究过程中,在东北主要中-新生代盆地及其周边区域完成了多条重、磁、电测深剖面,对主要盆地结构及构造单元分界带的分布及其深部结构状态有了较为清楚的了解。鉴于本项目的研究目的,结合重力布格异常延拓特点,重点对穿越主要断裂带的MT测深剖面处理结果介绍如下。
图2.8兴蒙-吉黑地区布格异常上延20km后垂向一阶导数等值线图(单位:10-8s-2)
2.3.2.1大地电磁测深工作方法及质量评价
(1)工作比例尺及工作技术参数
总体按照1∶100万的比例尺开展测量工作,平均每8km左右布设1个大地电磁测点。在部分构造相对简单的非重点地段点距变大,约15km。鉴于盆山过渡区重点揭示10km左右深度的电性特征,在野外主要采集中、高频数据最长的周期在300s左右,一般的采集记录时间在2h,称为浅点。但为了对区域上深部结构特点有所了解,在实际工作中,一般每隔2或3个浅点布置1个记录时间10h以上的深点。
图2.9兴蒙-吉黑地区布格异常上延50km后垂向一阶导数等值线图(单位:10-8s-2)
(2)仪器与性能
野外工作使用的是由加拿大凤凰地球物理公司生产的大地电磁测深仪器V5-2000。野外工作前对1490号仪器和1545号仪器进行了野外试验,包括仪器的标定和实地测量。图2-10a、b、c给出了1545号仪器主机及1614、1615磁探头的标定结果,完全符合野外工作要求。
(3)一致性检查
野外用两台仪器在同一测线不同测点同时开展工作,保证仪器的一致性尤为重要。为此在4个测点上用两台仪器不同时间进行了对比测量。结果显示不同仪器在同一测点测量的结果基本是一致的。图2.11a为同点用1545仪器测量的结果,图2.11b为B338点用1490仪器测量的结果。
图2.12为两台仪器在同一个测点上的一致性试验。图中下三角形线为1490号仪器测量值,实线为1545号仪器测量值。图2.13为不同极化模式两台仪器的一致性试验。经计算TE模式的视电阻率均方相对误差为4.95%,TM模式的视电阻率均方相对误差3.70%,均小于5%的规范要求。
图2.10仪器标定曲线
图2.11仪器测量的结果
图2.121490号主机和1545号主机在试验点上的一致性曲线
图2.13不同极化模式的1490#和1545#仪器一致性
(4)野外测量结束后的仪器检查
野外测量结束后对仪器进行了再次标定,以检查仪器的稳定性。标定结果表明,野外工作前后标定结果完全一致,并且两台仪器的标定结果也一致。图2.14a、b、c给出了1490号仪器主机以及1610、1611两个磁探头的标定曲线。
(5)山区干扰的处理
工作地区的山区由于落叶、浮土覆盖层较厚,但松软,同时森林覆盖,探头埋设困难,同时由于树木的晃动,干扰非常严重。按照仪器操作要求,仪器不能布设在树下,以免风摇树的振动造成干扰。这种干扰主要对中低频的测深数据有影响(图2.15),之所以有这样的结论是因为磁场的噪音导致估计的视电阻率数据比真实的视电阻率要小,图中视电阻率曲线高频和低频数据严重下掉,便是其具体的表现。在工作过程中曾经采用探头深埋的方法,但效果并不理想。因此,为克服树木振动的干扰,采用了远参考与互参考等先进技术,利用参考点处受干扰小的磁场参考计算当前点的数据。
图2.14仪器标定曲线
图2.15林区受干扰测点的大地电磁测深数据
(6)观测数据质量评价
对所有观测到的数据按照《大地电磁测深技术规程》(DZ/T0172-1997)进行了质量评价。质量评价主要依据视电阻率并参考相位进行。穿越主要盆地边界断裂的测线质量评价见表2.4。
表2.4主要剖面测线质量评价
2.3.2.2穿越主要断裂带的MT剖面处理解释结果
(1)扎兰屯-林甸MT测深剖面
该剖面西起内蒙古扎兰屯,东至黑龙江省林甸,全长约260km(图2.16)。断面经过区域是大兴安岭与松辽盆地过渡区域,在地质上是嫩江-开鲁断裂经过处,在地球物理上是大兴安岭重力梯度带最大梯度陡变带经过处。重力和MT剖面显示,大致以齐齐哈尔为界,以东的松辽盆地基底埋深2~5km,而且具有明显的上、下两个低阻,中间夹一高阻的“三明治式”电性结构;以西地区并非传统所认为的松辽盆地西部斜坡区,而是存在深度较大的断陷,而且在10km深度存在与东部松辽盆地下部低阻层完全一致的电性结构,说明齐齐哈尔以东和以西地区具有类似的基底特征。结合区域地质资料,松辽盆地西缘北段出露有近百处基性和超基性岩块,最近吉林油田在南部的白城附近钻井(洮5井)揭示,在530~550m井段发现强烈的变形岩,其中夹有无根的超基性岩和大理岩岩块。该基性-超基性岩带与嫩江-开鲁断裂带及大兴安岭东缘的串珠状强磁异常带位置一致,这里也是兴蒙-吉黑地区东、西部岩石圈厚度和莫霍面的突变带。特别是近年来在大兴安岭地区确定了一条北东向展布的石炭纪岩浆弧,成因类型具有从俯冲到碰撞后的连续演化特点。因此,基本可以确定在松辽盆地西缘覆盖区之下存在一条隐伏的古俯冲带,向西倾伏的低阻异常体可能是古俯冲带内的增生杂岩。这一古俯冲带作为一条构造薄弱带,不但对松辽盆地的形成及演化有着明显的制约作用,而且对该区岩石圈结构的形成及演化也具有明显的控制作用。
图2.16松辽盆地西缘电法剖面处理解释图(剖面位置见图2.1XB5)
(2)丹青河-道台桥MT测深剖面
该剖面位于研究区东部,全长64km。该剖面横穿佳木斯-伊通断裂带内的方正盆地。大地电磁测深结果显示(图2.17),方正盆地具有与松辽盆地类似的“三明治式”电性结构特征。上部低阻层两侧受正断层控制,下部低阻层受对冲逆断层控制。这一特点与整个佳木斯-伊通和伊兰-舒兰断裂带特点基本一致。大庆油田的钻井结果已经证实,上部低阻层为古近系,之下的高阻夹层为下白垩统,但下部低阻层的地质意义尚不清楚。根据电性结构分析,佳木斯-依兰断裂在古近纪断陷之前曾发育过逆冲构造,古近纪断陷是继承早期逆冲构造发育起来的。
图2.17丹青河-道台桥电法剖面处理解释图(位置见图2.1DB4)
(3)宝清-当壁镇MT测深剖面
该剖面位于黑龙江省东部,由南向北穿越兴凯地块北缘,经敦化-密山断裂、勃利盆地东缘,到佳木斯地块东缘的宝清,全长130km(图2.18)。大地电磁测深结果显示,兴凯地块整体以高阻为特征,敦化-密山断裂带的位置存在与佳木斯-依兰断裂带类似的“三明治式”电性结构。敦化-密山断裂以北到宝清之间,地表为中生界和上古生界出露区,部分被新生代玄武岩所覆盖,在宝清南部古生界与中生界交界处存在深度较大的低阻异常。该剖面的电性结构特征显示,敦密断裂以北地区没有稳定的高阻块体,可能与剖面沿线经过的主要是完达山地体与佳木斯地块间的增生杂岩带。
图2.18宝清-当壁镇电法剖面处理解释图(位置见图2.1DB2)
上述两条剖面揭示佳木斯-伊通断裂带和敦化-密山断裂带均由两条主干断裂所组成,两断裂间在垂向上均具有“三明治式”的双低阻层电性结构,上部低阻层、中间的相对高阻夹层和下部低阻层的埋深及厚度也基本一致,而且下部低阻层由两条对冲逆断层控制,上部低阻层则由两条相向的正断层所控制。这种特征说明,佳木斯-伊通断裂和敦化-密山断裂都至少经历了两个阶段的演化。根据钻井资料证实,上部低阻层为古近系,中间高阻夹层为下白垩统,说明早期逆冲断层的活动时间应在早白垩世晚期或之后。与早期认识不同的是,电性剖面并未显示出上部古近纪断陷具有东断西超的特点。向东延伸,这两条断裂均被俄罗斯境内的中央锡霍特-阿林断裂所截。根据G.L.Kirillova(2003,2005)的资料,中央锡霍特-阿林断裂为左行走滑断裂,走滑构造发生的时间为晚白垩世。这也进一步证明佳木斯-伊兰断裂和敦化-密山断裂的逆冲及走滑时间发生在晚白垩世之前。在敦化-密山断裂北侧的鸡西盆地附近,基底麻山群高级变质岩向北西逆冲到早白垩世穆棱组煤系地层之上,也充分说明该区在早白垩世末-晚白垩世初发生过较强的左行走滑和逆冲推覆事件,并成为古近纪伸展变形的基础。
2.3.2.3桦南-饶河MT测深剖面
佳木斯地块和完达山地体是兴蒙-吉黑岩石圈块体内的两个重要构造单元,在岩石圈结构及演化中占有重要地位。特别是完达山地体作为一个巨大的锡霍特-阿林中生代增生地体的一部分,对于认识古太平洋域的演化及该区现今岩石圈结构特点具有重要的意义。可以说,这一地区对于认识东北亚大陆边缘岩石圈结构和动力学演化是具有标志性和代表性的地区。多年来,虽然围绕佳木斯地块和完达山地体的性质及其相互关系等问题有过较多的研究(张贻侠等,1998;金旭等,1994;方盛明等,2002;叶茂等,1994;张兴洲等,1991,1992;刘静兰等,1988;刘先文等,1994),但这些研究多从地表地质资料出发,缺少深部地球物理的研究和依据。满洲里-绥芬河地学断面由于位置偏南,也没能揭示到佳木斯地块和完达山地体,因此,对这两个构造单元及其相互关系的研究长期处于地表地质研究阶段,缺乏对其深部结构特点的了解。为解决这一问题,我们于2002年在该区开展了MT剖面探测。
(1)MT剖面位置与构造背景
MT剖面西起佳木斯地块中部的桦南(东经130°38ྲྀ″,北纬46°11Ƈ″),东至中俄边境附近的饶河县以南50km的五林洞附近(东经133°39Ǝ″,北纬46°27ƈ″)。剖面由西向东经过佳木斯地块东部,三江盆地南缘和完达山地体,全长240km。共设置MT测点11个,平均点距20km左右。
(2)MT野外数据采集与处理
野外测量采用美国Zonge公司生产的GDP32-Ⅱ型多功能电测仪,该仪器具有自动化程度高、功能全及实时处理等优点。仪器主要包括:二分量电场接收器(用不极化电极);二分量磁场接收器;电场前置放大器;数据采集和实时处理计算机系统以及电源系统部分。另外,该仪器还有较完善的自检系统,有效地保证了野外数据采集的质量。数据采集系统利用级联分样法进行采样,对第6次和第8次谐波进行傅里叶变换的叠加和平均,获得电场和磁场的振幅和相位。GDP32-Ⅱ型MT采集程序的频率范围是从0.0007(6/8192)到8192Hz并被分成4组,以6次和8次谐波显示。工作中只用到低频、中频和高频3组。3组频率设置见表2.5。
低频带的数据在连续的基础上进行采样、滤波、分样和傅里叶变换实时地进行。对于表中三个频带以信号组(或称信号串;bursts)的模式进行采样,数据处理在这些信号组之间进行。数据的接受和摒弃根据相关度和离散限制的设定来确定。GDP32-Ⅱ型仪器安装有FFT和Robust处理功能,保证了野外实测数据及时经过处理。室内又采用Zonge公司提供的SHRED,NSAVG处理程序进行二次处理,再经静态校正后得到用于各种解释的视电阻率及其它参数。图2.19是代表三个区段(佳木斯地块高阻区,宝清东低阻区,东端高阻区)的视电阻率曲线。
表2.5GDP32-Ⅱ型采样频率设置
图2.19桦南-饶河不同区段MT实测曲线
(3)桦南-饶河MT剖面电性结构特征
在对MT实测资料进行处理并确定视电阻率参数曲线模式的基础上,采用一维常规反演和二维光滑反演方法进行了一维和二维反演解释。图2.20为一维反演结果,以直方图形式给出。图2.21为二维反演结果,以断面图形式给出。
图2.20 桦南—饶河MT剖面一维反演模型
图2.21 桦南—饶河MT二维反演断面图(位置见图2-1剖面⑥)
桦南-饶河MT测深剖面描绘出佳木斯-饶河之间地壳及软流圈的详细结构。一维反演结果给出了纵向的电性结构关系。在宝清以西地区,十几千米深度内存在连续的壳内高导层,软流圈顶界在90~100km深度之间;在宝清以东地区,20~30km深处存在自东向西加深的壳内高导层,推测可能是早期洋壳向大陆俯冲的构造形迹,反演出的软流圈顶界深度为75km。二维反演结果显示,剖面在横向上电性结构分区明显,以宝清以东07测点位置为界分为西部和东部两个明显不同的电性结构区。宝清以西地区整体以高阻为特征,反映佳木斯地块以变质结晶岩系为主的组成特点;宝清以东地区主体以低阻为特点,反映了中生代增生杂岩的组成特点。据此可以准确地确定佳木斯地块与完达山地体的界线就在此位置,但这只是在地壳浅部的位置,随着深度加大,这一位置向西偏移倾斜,说明构造单元间的界线位置在浅部和深部并不相同。该界线两侧的垂向电性结构进一步证实了这一点。图2.21显示,佳木斯地块虽整体显示了稳定的高阻结构特征,但在9~17km深度间存在一稳定的低阻层,说明佳木斯地块由地表到深部并非是一个连续的高阻块体,即9km之上的水平状高速体是无根的。与其类似的是,完达山地体也表现出浅部和深部的电性结构明显不同。突出表现在,6~9km深度之间为一水平的低阻层,低阻层之上为层状分布的高阻层,而之下以低阻为主体,夹有多个高阻块体,高阻块体间的低阻异常近直立状产出,从近地表延续至岩石圈底部。总体上,低阻异常显示的岩石圈厚度约60~65km,这与南部敦化-密山断裂沿线存在埋深约60km(金旭等,1994)和北部俄罗斯境内埋深近60km的软流圈隆起特点是一致的。这似乎说明,这里不但是佳木斯地块与完达山地体的分界,而且在佳木斯地块东部,向南沿敦化-密山断裂,向北到俄罗斯布列亚地块东缘存在一条岩石圈尺度上的重要边界构造带。需要指出的是,宝清附近的几个测点电阻率明显比西段和东段低,由仪器最大观测周期的实测数据进行的反演结果表明,其最大深度未能达到岩石圈底界。这可能与岩层电阻率低,对电磁场的强吸收作用使电磁场穿透深度变浅有关。
(4)桦南-饶河MT测深结果地质解释及构造意义
在以往的深部地质构造研究中,曾对佳木斯地块的范围及东界的位置与性质做过相应的探索性分析,但对其具体位置只是根据某些地表现象的推测,缺乏深部结构的地球物理证据。对所谓完达山蛇绿岩之下的组成及结构基本上没有进行过研究。桦南-饶河大地电磁测深剖面对上述问题有了一个较为明确的认识。从一维和二维反演结果所揭示的电性结构来看,整个剖面大致以宝清以东的盆地覆盖区为界分成东、西两部分。它们在电性结构上存在明显的差别,体现了这里存在一条岩石圈尺度上的断裂构造。佳木斯地块浅部的高阻层是无根的,之下厚达10km的低阻层可能是壳内拆离构造,但也不排除是隐伏沉积岩层的可能。完达山地体区在一水平低阻层之上为水平状高阻电性层,之下有两个高阻块体,高阻块体被近于直立的低阻带分开。这一结构显示完达山蛇绿岩是一逆冲岩片,厚度为5~7km。岩片之下低阻体中夹裹的高阻体可能是与俯冲有关的增生块体或是佳木斯地块东缘早期裂解的块体。从近地表到软流圈直立状的低阻带可能是晚中生代期间的走滑构造,并在新生代成为玄武岩喷发的通道。
2.3.2.4以往MT测深资料的重新处理与解释
根据项目的研究任务,系统收集了区内已有的以深部探测为目的的大地电磁测深资料(表2.6),对收集到的剖面资料采用具有国际先进水平的二维连续自动反演技术全部进行了二维反演。对部分没有给出岩石圈底界反演深度的剖面重新进行了一维反演,推断确定了岩石圈底界。
表2.6兴蒙-吉黑地区以往MT资料统计
(1)MT资料的二维光滑模型反演的基本原理
光滑模型反演是一种将大地电磁测深资料转换为电阻率-深度模型的有效稳健的反演方法(IttmerJ.K.,1995;AicheA.,1991;StaffaP.L.,SenM.K.,1991),对于简单的一维反演,通常由每个观测点观测到的视电阻率和相位确定层状大地模型的电性参数-层电阻率和厚度,从而可将观测数据转换为电阻率-深度函数。但在光滑模型反演中,地电模型的层数由观测频点数确定。每一层的厚度由相应频率电磁波穿透深度确定,并在反演过程中保持不变,而每一层的电阻率初始值由视电阻率确定。在迭代反演过程中,层电阻率被不断修改,直到计算的大地电磁响应与观测数据尽可能的接近,同时电阻率模型保持一定的光滑性要求。反演模型的光滑性要求层与层之间电阻率的变化不大,导致模型在垂向上平滑地变化。
电阻率的横向变化可通过二维反演实现。为进行二维反演,必须计算给定断面的视电阻率和阻抗相位,这里采用二维有限元方法进行正演模拟。对于起伏地形,有限元网格沿地形进行剖分。
在沿测线做二维反演时,反演模型的横向网格数由观测点数确定,每个测点下对应有一列厚度由一维观测频率确定的网格。这样由测点数和每个测点的观测频率可获得二维反演大地模型电阻率网格。每个测点下方的一列电阻率分布与每个测点的电性层分布一致,电阻率值位于电性层中点。在进行二维反演时,初始模型电阻率(背景电阻率)可由一维光滑模型反演结果或观测视电阻率通过某种平均方法取得。如果有测井资料等先验信息,可在背景模型上添加这些特殊信息来反映地质结构的电性特征。这样,网格的电阻率分布相当于电阻率模型断面,对于一条完整的测线,可由该电阻率网格做出对应的电阻率分布拟断面图。
在反演过程中,模型断面网格电阻率通过迭代调整,直到由该模型计算的视电阻率与阻抗相位与观测数据尽可能接近,同时模型满足一定限制条件,这些限制条件包括限制反演模型电阻率与包含已知先验地质信息的背景电阻率差异的背景模型约束,限制模型电阻率空间变化的模型光滑性约束等。因此,将视电阻率和阻抗相位反演为电阻率光滑变化的地电模型是一种有效指示大地电磁测深数据所包含信息的重要手段。光滑模型反演方法不需要模型参数的先验信息,模型限制可使反演模型尽可能包含更多的已知地质信息。
综上所述,二维光滑模型自动反演方法有如下优点:
1)对TM模式和TE模式选择其一或同时进行反演,充分利用观测数据,能获得更多的地下电性分布信息;
2)同时使用观测视电阻率与阻抗相位进行二维反演模拟,因此,可充分利用观测数据包含的地质信息,减小反演的非唯一性,反演结果较仅用视电阻率反演更为可靠;
3)在作二维有限元正演模拟时,考虑地形起伏的影响,避免常规大地电磁测深的静态校正,使计算结果与实际观测更为接近;
4)整个反演过程完全自动化,除了约束初始模型外,无须人为干预,因此处理结果更为客观。
(2)松南-辽北地区MT资料的重新处理
1)扎鲁特旗-昌图剖面二维反演。该剖面起于内蒙古的扎鲁特旗,终止于辽宁的昌图,剖面全长330km,共69个MT测点。二维反演结果显示出盆地在该剖面上范围变小,深度变浅,盆地边缘特征较明显,反演结果见图2.22。
2)科右中旗-辽源剖面二维和一维反演。该剖面位于松辽盆地南段,剖面起于内蒙的科右中旗,终止于吉林省辽源市,剖面全长330km,共78个MT测点。二维反演结果对区域电性格局显示的很清楚,盆地范围明显变宽,深度明显加大。二维反演结果见图2.23,一维反演结果见图2.24。
图2.22 扎鲁特旗—昌图MT二维反演断面图
图2.23 科右中旗—辽源MT二维反演断面图
图2.24 科右中旗—辽源MT一维反演
3)瓦房店-营城子剖面二维反演和一维反演。该剖面位于松辽盆地中部偏南,剖面全长330km,共78个MT测点。二维反演结果与“科右中旗-辽源剖面”相似,只是盆地范围更大,深度更大。剖面内一些小的盆地和凹陷也反映的很清楚,反演结果见图2.25。根据MT一维和二维反演结果及电性层的不连续性,判断出岩石圈尺度的断裂和控盆断裂构造多条,如:西拉木伦断裂、依兰-伊通断裂、长春-四平断裂、嫩江-开鲁断裂等。该区除松辽盆地外,在8~48km之间存在断续的壳内高导层,软流圈深度在58~126km之间,总的特点是软流圈隆起区对应中-新生代的凹陷区。在深大断裂处软流圈的变化幅度都很大,表明一些岩石圈尺度的断裂也与软流圈的隆起相对应(图2.24,图2.26)。
4)科左后旗-乾安剖面二维反演。该剖面为北北东走向,基本与前三条的走向正交,剖面起点科左后旗(翁斯)终止于松辽盆地的中心地带乾安。剖面全长290km,MT测点65个。二维反演结果清楚的反映了盆地边缘及向北逐渐加深的变化,反演结果见图2.27。
(3)满洲里-绥芬河地学断面MT资料的二维和一维反演
对满洲里-绥芬河地学断面综合研究成果前面已有叙述,这里重点对该地学断面研究中30个MT测点数据采用先进的反演软件重新进行了二维反演,将地学断面域1300km长度内的所有测点一次性完成,反演结果清楚描绘了整个断面内的电性结构特征。一维解释模型和二维反演断面特征分别见图2.28和图2.29。主要电性结构特征归纳如下:
1)根据电性差异将断面域划分为七个电性块体,整个剖面二维反演结果的区域性电性变化与一维解释划分的块体相吻合,与地质上的构造分区也基本一致。
2)断面域内,除松辽盆地整体呈低阻,无法确定有无壳内高导层外,其它地区均有不规则的壳内高导层出现,深度在20~38km范围内变化,厚度为2~3km,电阻率一般为10~50Ω·m。敦化-密山断裂带以东出现有2层壳内高导层。
3)在松辽盆地内,存在有厚度较大的低阻层,其厚度至少在40公里,电阻率为3~8Ω·m。
4)断面域内幔内高导层深度在60~118km之间变化,基本上与地形起伏成镜像对称关系。在断面西端的满洲里附近岩石圈厚度为118km,在海拉尔盆地、巴林、松辽盆地,岩石圈厚度为60km左右,在断面的东端岩石圈厚度约为90km。
(4)长白山天池火山区MT资料的二维反演
根据现今对活火山的定义,天池火山是一座具有潜在喷发危险的火山。1995年7~8月,中国地震局对长白山天池火山实施了15个点的MT探测。其中北北东方向的二维反演结果表明,在20~25km深处存在岩浆囊系统。岩浆囊可能有根,向下延续深度值得进一步研究(刘若新等,1999)。汤吉等(1997)的研究结果也表明,在长白山天池及其以东地区,约12km深处存在电阻率很低的地质体,电阻率为几到几十欧姆·米,可能是地壳内的岩浆囊(汤吉等,2001)。一维反演结果也表明,在火山口附近软流圈深度明显变浅,在几公里长度的剖面上软流圈深度变化梯度很大,形成软流圈的突变,这是火山区的一个共同特点。刘若新等(1992,1995,1996)曾指出,天池火山是一座具有潜在喷发危险的火山。对一个休眠的活火山进行未来喷发危险性估计,其深部是否存在活动的岩浆系统是一个重要条件(刘若新等,1999)。本次研究收集了天池火山不同方位的MT剖面的二维反演结果。图2.30是南北方向的反演结果(汤吉等,1997),图2.31是北北东方向的反演结果(刘若新等,1995)。从两个不同方向的反演结果可以看出,在北北东向剖面的n5测点下约20公里的深度上存在低阻体,在南北向剖面的N07-N08测点下方相应深度上也有低阻体存在,这是火山地区深部存在岩浆囊的可靠依据。
图2.25 瓦房店—营城子MT二维反演断面图
图2.26 瓦房店—营城子MT一维反演
图2.27 科左后旗—乾安MT二维反演断面图
图2.28 满州里—绥芬河地学断面MT一维解释模型
图2.29 满—绥地学断面MT二维反演断面图
图2.30 长白山天池NS向MT二维反演断面图
图2.31 长白山天池NNE向MT二维反演断面图
图2.32 镜泊湖火山地区NW向MT二维反演断面图
图2.33 镜泊湖火山地区NE向MT二维反演断面图
图2.34 镜泊湖北西方向2线MT一维反演结果
图2.35 镜泊湖北东向MT一维反演结果
(5)镜泊湖火山地区MT资料的二维反演
镜泊湖位于黑龙江省宁安县,敦化-密山断裂带西北侧。在镜泊湖西北约50km的森林中有13个火山口,被命名为全新世火山群。为了解火山区的深部结构和深部是否存在岩浆囊,对于火山喷发预测研究具有重要意义。2000年,吉林大学地球探测科技学院在该区进行了30个点的大地电磁测深探测(朱仁学等,2001),实施了北西方向和北东方向两条较长的测深剖面(朱仁学等,2001)。图2.32和图2.33分别为北西方向和北东方向的二维反演结果。二维反演结果显示,在火山区深部确实存在岩浆囊(朱仁学等,2001),特别是北西向断面显示,火山口附近有一个低阻体从上部连通到深部,低阻体有上窄下宽的特征;部分测点的一维反演结果也显示,镜泊湖火山区软流圈上界面深度为70~100km(图2.34),火山口及火山口两侧软流圈深度有明显的不同,特别是向火山口方向软流圈深度逐渐变浅(图2.35)。
G. 地壳探测
一、部署重点
1.大陆岩石圈结构探测
选择板块边界、造山带等我国大陆重要构造单元,探测其岩石圈、地壳和地表浅层不同层次精细结构,反演中国大陆形成演化的动力学过程。部署穿越我国主要造山带和地块的“三横四纵”超长断面探测网,揭示能源与重要矿产资源成藏成矿过程和地质灾害成灾机理的深部构造背景,创新大陆动力学理论体系。
2.大陆地壳物质探测
发展地壳深部物质信息识别技术,探测中国大陆地壳千米深度的物质组成和时空分布;开展重要板块边界、地质走廊带的地壳物质联合探测试验与示范研究,建立深部物质探测技术体系;揭示化学元素时空分布与大地构造单元和成矿省的关系以及对资源总量的制约作用。
3.重要矿集区立体探测与科学群钻
选择我国重点成矿区带,按照矿集区深部结构框架探测、矿集区浅部三维结构精细探测和科学浅钻三个层次开展探测工作,揭示重要矿集区地壳结构、壳幔相互作用和深部动力学过程对矿集区形成、演化的制约作用,加大资源勘查深度,提出深部找矿方向和找矿靶区。
4.大陆科学钻探和超深钻
围绕重要含油气盆地的深部资源问题,实施30口万米深的科学超深井,揭示深层烃源岩、储集层、盖层和运移通道的分布及规模,揭示盆地上地幔精细结构及其对油气资源的制约,完善深层油气藏形成演化理论;在大型走滑断裂带、地震活动带和重大地质问题区,实施科学钻探,直接获取深部物质、结构信息,研究重大地质现象的本质及形成机理。
5.全国地应力测量网与技术
部署跨越主要大地构造单元的超长地应力测量剖面,摸清东亚大陆动力学背景和我国现今地壳应力场;在关键地震带、地质灾害群发区、重大工程区和核心城市群部署地应力实时监测网,全面提高地质灾害预警预报能力。建立全国地应力观测站网,提高我国大陆内动力作用的监测能力,完善我国地质灾害监测体系。
6.地壳探测数据平台及技术支撑基地建设
建设多源信息主体数据库,建立深部探测数据平台,解决多源数据的融合和集成;开展相关探测数据空间管理、数据综合解释建模、3D动态显示、海量探测数据存储和共享等专题研究;建设具有国际先进水平的地壳探测技术支撑系统及基地。
二、部署建议
1.工作现状
2008年以来,国土资源部和中国地质调查局组织实施了地壳探测工程的培育性计划,围绕深部探测实验和示范,在全国部署了“两网、两区、四带、多点”的深部探测技术与实验研究专项研究工作,开展了大陆电磁参数标准网、全国地球化学基准网研究和庐枞和于都—赣县等矿集区立体探测等综合实验;在华南、西秦岭中央造山带、青藏高原腹地、松辽盆地进行了区域超长剖面深反射地震等联合探测技术实验;在罗布莎、金川、腾冲、莱阳盆地等关键部位开展了精细探测、科学钻验证和万米超深科学钻选址;研究深部地壳地球化学探测技术;研发深层地应力测量与监测技术系统;创新并行数值模拟平台;构建深部探测实验基地,为地壳探测工程的全面实施进行了前景调研和关键技术准备。
2.工作目标
总体目标:建立多部门联合和多学科综合的地壳立体探测技术方法体系,构建中国海陆岩石圈立体探测与实时监测网络系统,全面提升地壳探测能力与探测程度。揭示与深化认识中国海陆地壳和岩石圈的组成、结构和动力学演化过程,全面提升地球认知与地球科学发展水平。揭示成藏成矿控制因素,探讨控制大规模成矿作用和矿集区形成的地质过程,发现能源“新区”,开辟深部找矿“新空间”,提高资源勘查水平。探讨重大地质灾害发生机理和深部条件,提升地质灾害监测预警能力。为保障矿产资源供应、地下空间利用与国防安全需要提供地壳与深部物化参数。
“十二五”期间:初步建成地壳立体探测技术方法体系,实现深部探测部分关键仪器装备的国产化,初步建成岩石圈立体探测与地质灾害实时监测网络系统,形成地球模拟器的初步构架与主要功能,完成全国4~5个成矿区带立体探测与9~10个重要矿集区的“透明化”,发现1~2处能源“新区”,极大提高我国地壳与深部探测程度、深部矿产资源保障能力与地下空间利用率,从而进入国际深部探测先进行列。
“十三五”期间:全面建成地壳立体探测技术方法体系,实现深部探测大部分关键仪器装备的国产化,全面建成岩石圈立体探测与地质灾害实时监测网络系统,形成功能强大的高分辨率地球模拟器,完成全国16个成矿区带立体探测与32个重要矿集区的“透明化”,发现5~6处能源“新区”,全面提升我国地壳与深部探测程度、深部矿产资源保障能力与地下空间利用率,从而进入国际深部探测领先行列。
3.工作任务
工作地区:全国陆地与大陆架地区。
技术手段:大地电磁、深反射地震、折射地震、宽频带地震观测、深穿透地球化学、岩石探针、大陆科学钻探、地应力测量与实时监测、地球动力学数值模拟(地球模拟器)、关键仪器装备自主研发。
主要工作内容:自主研发与实验研究地壳探测关键技术与仪器装备,建立立体探测技术方法体系与仪器装备系统。构建多部门联合和多学科综合的海陆岩石圈立体探测与实时监测网络系统,精确描绘具有一定深度分辨率的中国海陆地球物理性质和地球化学组成。实施地壳物质组成与地质构造探测,联合部署跨越海陆主要构造单元与重要区带、连续的骨干探测纵横断面。实施科学钻探,部署万米级超深科学钻探。实施含油气盆地和矿集区立体探测,开辟油气勘探新区和深部找矿“新空间”。建立全国地壳应力测量与实时监测网。构建国家级地壳探测数据中心与地球综合模拟器。综合集成地壳探测工程的系统成果,建立地壳四维结构模型和时空演化规律。全面推广地壳探测成果应用。
H. 第6章 结论及展望
经过两年艰难的预研究,“地壳探测工程”的技术准备专项“深部探测技术与实验研究”第5项目中的第6个专题“科学超深井钻探技术方案预研究”(SinoProbe-05-06)的研究报告终于完成了。
“地壳探测工程”是我国科学家历时6年构思、精心策划的重大科学计划,是我国“上天、入地、下海”挑战自然的壮举,更是解决影响我国经济、社会发展急迫的资源和灾害问题的重大举措和推动我国从地质大国走向地质强国的必由之路。“地壳探测工程”将极大地深化和扩展我们认识大陆岩石圈结构、活动过程与动力学机制的视野。为把握地壳活动脉博,开辟深层找矿新空间;了解深部物性参数,实现能源与重要矿产资源重大突破;提升地质灾害监测预警能力,提供全新科学背景和基础信息,从而全面提升地球科学研究水平。
“深部探测技术与实验研究”专项(2008—2012)是“地壳探测工程”的培育性研究计划。深部探测专项的核心任务和总体目标是:为“地壳探测工程”做好关键技术准备,围绕“地壳探测工程”的全面实施,解决关键探测技术难点与核心技术集成,形成对固体地球深部层圈立体探测的技术体系;在不同自然景观、复杂矿集区、含油气盆地深层、重大地质灾害区等关键地带开展科学钻探工程,进行试验、示范,形成若干深部探测实验基地;解决急迫的重大地质科学难题热点,部署实验任务;实现深部数据融合与共享,建立深部数据管理系统;积聚、培养优秀人才,形成若干技术体系的研究团队;完善“地壳探测工程”设计方案,推动国家立项。“深部探测技术与实验研究”专项的启动标志着我国入地计划拉开序幕,具有重大、深远的科学意义。
“地壳探测工程”是一项包含众多学科、众多技术领域、高度集成与融合的重大科学工程,很多装备和技术方法都要开展创新性的、深入的研究。其中难度最大、投入最多、耗时最长的子工程是超万米的钻探工程。
然而在本专项中只在第5个项目(SinoProbe-05大陆科学钻探选址与科学钻探实验)中设立了一个专题:“科学超深井钻探技术方案预研究”(SinoProbe-05-06)。尽管在SinoProbe-05项目中有一批为选址而施工的2000~3000m的深孔,但是所采取的技术和装备与深度过万米的超深孔具有完全不同的特征。SinoProbe-05-06的主要任务是通过大量的国内外技术情报研究,提出超深孔钻探将会遇到的施工条件、难题,提出多种可能的解决方案,进而依据需要与可能提出必须开展的关键技术与装备的研发建议。
故而本专题属于软的预研究性质的课题。
从前面各章的预研究结论中可以看出超深井科学钻探的难度主要体现在超高温、超高压、高温高压联合作用、各向异性的高地应力、井斜控制等方面。
本项目在以上几方面做了大量预研究工作,而且围绕着超深科学钻可能遇到的其他问题,也展开的研究,都提出了十分重要的建议。
这些建议集中到一点,就是我国在正式开始实施超深科学钻探工程之前,必须花上3至5年的时间,投入大约10亿元开展12个方面80~90项关键技术的攻关,培养出一支具有国际一流水平的高级科学钻探工程技术队伍,研发出整套的世界独有的科学超深钻探技术体系。有了以上的技术储备,才有可能登攀世界第一深孔的高峰。
I. 中国钻探工程真的入地7018米了吗
7018米深的松科二井,属于我国实施的松辽盆地白垩系国际大陆科学钻探工程,是国际大陆科学钻探计划(ICDP)实施22年以来最深钻井,也是全球首个钻穿白垩纪陆相地层的科学钻探井。
这是中国入地工程的一项标志性成就,将为我国地球深部探测提供关键技术和装备,拓展松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间,引领全球白垩纪陆相古气候研究,显著提升我国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。
科学钻探是获取地球深部物质和了解地球内部信息最直接、有效、可靠的方法,是地球科学发展不可缺少的重要支撑,也是解决人类社会发展面临的资源、能源、环境等重大问题不可缺少的重要技术手段。
20世纪70年代以来,很多发达国家陆续实施了多项科学钻探计划。具有代表性的有苏联科拉半岛12262米超深钻,是目前世界上最深井;德国KTB超深钻,9101米,排名第二。
王成善形容:“松科二井向整个地球科学界提供了一个大舞台——首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史,发现了各个时间尺度陆相气候变化的主要控制因素,为研究地球气候系统在温室气候条件下演变机制找到新证据。”
通俗说,通过松科二井这一“时间隧道”,中国地质科学家基本还原了白垩纪的场景。
此外,7018米的松科二井还揭示了松辽盆地形成的原因、过程和结果,为支撑大庆油田未来50年发展,保证我国能源安全提供了重要的数据支撑。
下一步,中国科学家将继续研发15000米国产超深钻探装备系列,做好我国超万米大陆科学钻探工程以及大型含油气盆地科学钻探工程的选址和实施工作。
J. 地壳一号项目质量经理是谁
地壳一号项目:
吉林大学从2009年开始研发“地壳一号”,攻克了高转速全液压顶驱系统、高精度自动送钻系统和起下钻自动排管系统等一系列关键技术难题,使“地壳一号”万米大陆科学钻机,完全拥有中国的自主知识产权,同时中国也成为继俄罗斯、德国后,世界上第三个掌握地下万米钻探技术的国家。
组装后的“地壳一号”,高60米,占地1万多平方米,钻进能力达到1万米,主要用于松辽盆地国际大陆科学钻探工程,除进行地球演变和古气候研究,还将用于中国地壳的立体探测、能源探测等方面的研究。