【風(fēng)從海上來?改革進(jìn)行時】亞洲第一井：探尋“地下密碼”

2018-10-22 08:56 來源: 連網(wǎng)

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【連網(wǎng)】□ 周瑩張開虎 /文俞德春/ 圖

2001年8月5日的《連云港日報》報道了亞洲第一井在東海縣開鉆的新聞。該項目為“九五”國家重大科技工程。至2005年3月，鉆探全面結(jié)束時，井深5000多米，成為亞洲第一的地球物理超深井。

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（亞洲第一井）

2018年秋，風(fēng)卷稻香。東海，中國最重要的糧食產(chǎn)地之一，一場新的豐收正在蓄勢待發(fā)。沿著鄉(xiāng)間的小路一路前行，一個巨大的井架出現(xiàn)在我們的面前，這就是亞洲第一井。

故事的開端要回到2001年8月4日的那一天。一場入地的科技勘探活動讓中國人開始閱讀“地下密碼”，了解地球秘密。這場神秘的入地行動也是中國躋身科技大國必不可少的重大事件，重大事件的發(fā)生地正是在連云港市東海縣境內(nèi)。

神秘小飛機(jī)開啟的科學(xué)考察

1999年秋，一架低空飛行的飛機(jī)讓剛剛進(jìn)入東海縣安峰鎮(zhèn)種馬場工作的張洪軍感到有點納悶。最近幾天，這架低空飛行的飛機(jī)經(jīng)常在種馬場附近盤旋，好像在尋找什么東西。

“那時候，有人說是找礦，也有人說是找東西。”張洪軍回憶說，后來才知道是為了找勘探點。

這架小飛機(jī)在安峰鎮(zhèn)毛北村飛了一年多，張洪軍也看慣了這樣的場景。突然有一天，一群神秘人來到東海縣安峰鎮(zhèn)毛北村種馬場內(nèi)，其中還有幾個大鼻子的老外。

毛北村是東海名不見經(jīng)傳的小村莊。村里人大多數(shù)在種馬場工作，耕地面積也不大。村里人每天都過著日出而作、日落而息的平靜生活。

這群神秘人的到來打破了村子里的平靜。

其實，早在1997年8月，60多名中外資深科學(xué)家就曾經(jīng)來到這里，勘探當(dāng)?shù)氐匦巍＝?jīng)過實地考察論證，這些專家一致贊同在東海縣種畜場境內(nèi)開鉆中國大陸科鉆第一井。“當(dāng)時大家并不知道一群外地人在村里干什么，只知道他們住了幾天，然后就走了。”58歲的村民劉歆回憶說。

很多人并不知道，當(dāng)初亞洲第一井差點同連云港擦身而過。

為了讀懂“地下密碼”，國際大陸科學(xué)鉆探組織開始在全球不同地質(zhì)熱點地區(qū)進(jìn)行了大量科學(xué)鉆探活動。全球最大的大別—蘇魯超高壓變質(zhì)帶吸引了全球地質(zhì)學(xué)家的目光。

經(jīng)過大量的地質(zhì)與地球物理調(diào)查和專家建議，在綿延1000公里的大別—蘇魯超高壓變質(zhì)帶中選出了3個符合科學(xué)鉆探的選址條件的候選靶區(qū)，它們分別位于：山東諸城、江蘇東海和安徽潛山。

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（鉆井平臺）

那么，東海是如何被選中的呢？這一切都?xì)w功于1997年的那次考察。那次考察，科學(xué)家先后在東海房山鎮(zhèn)、東海種畜場和贛榆朱堵鄉(xiāng)鉆探了3個深達(dá)400米至1000余米的“衛(wèi)星孔”，探尋地球的內(nèi)部信息。經(jīng)過考察，科學(xué)家相繼在這里發(fā)現(xiàn)了超高壓礦物———柯石英，還發(fā)現(xiàn)了微粒金剛石，使該地區(qū)帶成為世界上規(guī)模最大的超高壓變質(zhì)帶及最深的古碰撞造成山帶的根部。中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所副研究員皮金云告訴筆者，在大別淺山發(fā)現(xiàn)了微粒的金剛石，在蘇北的東海縣發(fā)現(xiàn)了金剛石的晶體，由于深部巖石的折返，幾千米的鉆孔就可以發(fā)現(xiàn)地下幾百公里深處的巖石，他們在這個帶上實施科學(xué)鉆探，可以取得超高壓變質(zhì)帶豐富的科學(xué)信息，因此定址在東海。

法、美、英、日、土等國的地學(xué)家，把這里作為“大陸動力學(xué)”研究的寶地。在這一特殊地區(qū)實施中國第一口大陸科學(xué)鉆孔，可以使它成為地學(xué)界一個具有全球意義的“國際孔”。

1998年1月，由中國、美國、德國、加拿大和法國等國家的科學(xué)家組成聯(lián)合專家組，共同向ICDP總部提交了在蘇北東海進(jìn)行科學(xué)深鉆的實施建議書，并得到批準(zhǔn)。

大型探地工程啟動讀“地下密碼”

2001年8月，“九五”國家重大科學(xué)工程項目———中國大陸科學(xué)鉆探工程在位于郯廬斷裂帶東側(cè)30公里處的江蘇省東海縣毛北村開鉆。時任科學(xué)鉆探工程中心高級工程師張偉介紹，打造被稱為“伸入地球內(nèi)部的望遠(yuǎn)鏡”的“地眼”這項亞洲第一、人類第三號的“入地”計劃耗資１．５億元，科學(xué)家們將用時１０００天，鉆一口直徑１５６毫米、深５０００米的鉆探井。鉆探成功后，這口井將用鋼套管來保護(hù)，并要在此基礎(chǔ)上建立實驗室，地學(xué)家們將及時獲得地下情況變化的寶貴信息。

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（取自地下5000多米深的巖芯）

東海縣種畜場農(nóng)經(jīng)服務(wù)中心副主任張洪軍回憶當(dāng)時的場景說，當(dāng)時鉆井上周圍架子拉起來后，周圍的老百姓都很好奇，紛紛地趴墻上看。先前打先導(dǎo)孔在路東旁，在一戶人家的家院子。后來聽鉆探隊的人講，這個先導(dǎo)孔是為亞洲第一井服務(wù)。而老百姓則傳說，準(zhǔn)備在這里開礦。

據(jù)了解，當(dāng)時這口鉆探井除了是亞洲國家的第一口科學(xué)深鉆外，也是全世界穿過造山帶最深部位的科學(xué)深鉆。2004年12月26日，當(dāng)時在鉆進(jìn)中的超深井就記錄到了4100公里外的印尼蘇門答臘9.3級地震引起的深部地下流體異常變化。

2005年3月，鉆探全面結(jié)束，井深達(dá)5158米，成為亞洲第一的地球物理超深井。之后，中國地質(zhì)科學(xué)院在此建立長期觀測站，進(jìn)行深井地球物理綜合觀測。

通過這次科學(xué)深鉆，我國科學(xué)家獲得了一系列創(chuàng)新成果，揭示了板塊會聚邊界深部連續(xù)的物質(zhì)組成、超高壓變質(zhì)區(qū)的深部物質(zhì)組成；證明了地質(zhì)歷史上曾發(fā)生的板塊攜帶巨量物質(zhì)俯沖地幔深處的壯觀地質(zhì)事件以及發(fā)生在700萬～800萬年前的重大裂解事件；標(biāo)定了結(jié)晶巖地區(qū)典型的地球物理場；提出了地殼分層拆離的多重性和穿時性“深俯沖—折返”新模式。

“亞洲第一井”植入“地心聽診器”

向5158米地底深處植入世界上最深的地震儀，猶如給地心裝上一臺聽診器。昨天，筆者從中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所獲悉，研究人員正在給位于江蘇東海縣的“亞洲第一井”清淤，月底將在井內(nèi)安裝中國大陸第一臺深井地球物理綜合觀測儀。屆時，觀測儀將發(fā)回極具深度的地球之音，從而為地震預(yù)報提供精密的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

“2006年左右，人員和設(shè)備開始撤離了。”劉歆告訴筆者，現(xiàn)在廠區(qū)里豎立的鉆塔是后來又重新建起來的，原來的鉆塔在項目結(jié)束后已經(jīng)被拆了。“鉆探時的鉆探要更高，應(yīng)該有60多米，現(xiàn)在的只有50多米。”劉歆說。

然而一切并沒有結(jié)束。

2011年7月，位于江蘇東海縣的“亞洲第一井”重新熱鬧起來，中國大陸首臺深井地球物理綜合觀測儀將被植入井下。

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（中國大陸科學(xué)鉆探工程長期觀測站）

向5158米地底深處植入世界上最深的地震儀，猶如給地心裝上一臺聽診器。2011年7月，研究人員給位于江蘇東海縣的“亞洲第一井”清淤，月底將在井內(nèi)安裝中國大陸第一臺深井地球物理綜合觀測儀。屆時，觀測儀將發(fā)回極具深度的地球之音，從而為地震預(yù)報提供精密的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

那次安裝的深井地球物理綜合觀測儀一共4套，計劃分4個層次安裝：深井三分量地震儀、地溫測量儀器的感應(yīng)器將設(shè)置于主孔井底5158米、3500米、2500米和1500米等4個深度上。此外，在3500米處設(shè)置流體壓力測量儀器，同時進(jìn)行井下流體壓力變化的精密觀測。整個深井地球物理儀器系統(tǒng)由井下感應(yīng)器系統(tǒng)和地面資料轉(zhuǎn)換、存儲記錄、傳輸設(shè)備以及資料解析研究等系統(tǒng)組成。

據(jù)時任中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所研究員徐紀(jì)人介紹，深井地球物理綜合觀測儀器安裝設(shè)置成功后，預(yù)計可以監(jiān)測東海縣郯廬斷裂帶及其周圍發(fā)生的震級為0—1級的微小地震活動。與地面地震觀測相比，監(jiān)測能力將提高1至2個數(shù)量級。當(dāng)然，如果發(fā)生汶川那樣的大地震，即使震源遠(yuǎn)隔千山萬水，地震儀也可精確快速捕捉到地震波。

“亞洲第一井”接地口徑僅為26.5厘米，地下端口只有10厘米，要在這么細(xì)長的管道中放入高精度儀器，并不容易。徐紀(jì)人介紹，深井地球物理儀器設(shè)備設(shè)置安裝過程大體分洗井清井、測井、儀器安裝調(diào)試3個階段。經(jīng)過初步測量，發(fā)現(xiàn)深井淤積現(xiàn)象比較嚴(yán)重，洗井清井、測井工作延期至當(dāng)年7月25日前完成，如果順利，預(yù)計整個工程在8月結(jié)束。

在采訪中劉歆曾告訴筆者：“聽說現(xiàn)在建的鉆塔是為了疏通鉆孔用的。”徐紀(jì)人的話證實了他的說法。

據(jù)說，當(dāng)?shù)卣媱潓⑦@個項目作為科普基地打造，但是因為缺乏投資，一直停滯不前。張洪軍說：“希望在我有生之年，能看到這個項目動起來，讓東海人也能受益于這個入地工程。”

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