江蘇省連雲港市東海縣毛北村北矗立著一座40米高的科學鑽塔。這項被稱作“中國第一井”的中國大陸科學鑽探工程已于8月4日正式開工。這意味著中國地學界在向地球內部發起新的挑戰。從這裡,中國將又一次開始衝擊“科學的世界”和“世界的科學”。記者近日採訪了參與此項科學鑽探工程的一些教授,他們講述了很多普通人不了解的新鮮事兒。
工程歷經10年始開工 先後受到四任部長關注
這項向地球內部發起挑戰的高難度科技工程,從這次工程的提出到正式開工,其間歷經10年。
1991年,時任地質礦産部部長的朱訓組織專家研討,提出中國也應發展自己的科學鑽探工程。
繼任部長宋瑞祥正式就這一科學項目向國家提出申請,建議中國儘快實施大陸科學鑽探,並開始組織進行科學鑽探的選址與先行研究。
1997年,科技部和國家計委組織的專家委員會審議通過了原地礦部提交的“中國大陸科學鑽探工程立項報告”。此後,時任國土資源部部長的周永康組織專家歷時近3年,落實了工程建議書、可行性報告、設計書和開工報告。
建國50週年之際,國家計劃發展委員會為此項工程批准了1.5億元人民幣的啟動資金。
田鳳山就任國土資源部部長以後,工程進入了實質性的實施準備階段,終於在2001年8月4日正式開工。
前期鑽出的岩石碎片也是研究的寶貴資料
2001年春節之後,中國大陸科學鑽探工程(CCSD)開始全面著手工程的前期準備工作。參加科學工程的專家和工作人員們夜以繼日,包括基礎設施建設、井架就位固定、現場實驗室與資訊網絡中心籌備在內的所有準備工作于6月23日全部準備完畢。這比預定的日期提前了兩天。由於這項工程在中國具有典型的代表意義,為了保證開工典禮萬無一失,前期的準備工作一直對媒體嚴格保密。
為使工程在開工後能夠較快進入實質性研究,專家和施工人員在開工前的這段時間裏,先期進行了穩固井架地基和下套管的作業。由於井深將達5000米,獲取岩心的管孔直徑與最外層起固定作用的幾層粗套管直徑相差懸殊,因此前期下套管獲取的只是大量的流體樣石和岩石碎片,專家們將泥漿衝去,挑出岩石碎片,曬乾後的岩屑被轉到實驗室進行精細鑒定與分析,它們可向我們傳遞地球淺層的資訊。
額外的5分鐘説服了各國專家 美國主席給中國打了高分
毛北村位於大別——蘇魯超高壓變質帶的核心。目前,世界上的十余個大陸造山帶中都發現了超高壓變質岩,可是國際大陸科學鑽探組織(ICDP)為什麼這一次偏偏選中了中國作為資助對象呢?
參與這項工程的楊教授向我們講述了他當年的經歷:1997年,國際大陸科學鑽探顧問委員組召集各國專家開會討論確定受資助的鑽探建議書,各國科學家共提交了16份選址建議書。中國在這次會議上第一次提交了選擇中國大別——蘇魯地區為受資助地區的建議書。然而會前的形勢卻並不看好中國,尤其是時任委員會主席的美國人伯克先生一開始即表示支援由美、日提出的哈薩克地區,並對美國科學家的工作大加讚賞。
在即將投票之際,楊教授急中生智,特別申請到額外的五分鐘發言,他再次強調了大別——蘇魯地區延伸4000公里的“中國高壓超高壓變質帶”是規模最大的世界級場地,在這裡鑽探必將帶來具有全球意義的科研數據和成果。精闢的論證以及不爭的事實,使會場內的專家們折服了,大別——蘇魯地區以總分第二的名次受到了顧問委員會專家的矚目,而哈薩克地區被各國專家排除在外,只名列第九。
事後,楊教授才知道,那位並不看好中國的美國主席給中國打的分數是哈薩克地區的兩倍半,大別——蘇魯地區從此更加受到全世界地學界的矚目。
國際大陸科學鑽探組織秘書長鍾情繪有CCSD標誌的工作服
如今的毛北基地處處體現出嶄新的科學氣息。
專家告訴記者,與井架相距不遠處,是面積達到2400平方米的指揮部和科研基地,醒目的紅屋頂,白色的墻體映襯在藍天下,走進指揮部,你可以看到各類地質科學實驗室,岩心庫,數據庫,錄井室,調度室,電腦在緊張的運算,旁邊擺著國際一流水準的顯微鏡、岩心掃描器以及各式各樣的測試儀器。
2001年8月4日的開工典禮上,那些曾經為中國選址建議書打出高分的外國專家看到這一切興奮得不斷翹指讚嘆。ICDP秘書長還向楊教授要了一套繪有CCSD標誌的工作服,而且還特意為ICDP職委會主席艾默曼教授也要了一套。
聽到“鑽探”他都會睜開雙眼 1.85米的大漢體重只剩60多斤
“中國第一井”工程凝聚了無數科學家和工作人員的心血。楊教授還向記者講述了一位山東漢子的故事。
1992年,時任地礦部科技司司長的張良弼出於對研究前沿的敏感,深深感到科學“鑽探”之於中國地學界的重要意義,為了籌備該項工程,這位地球物理學家充分發揮了他善於溝通交流説服的才華,將大批留學歸國、學有所長的專家們雲集在科學鑽探工程的旗幟下。由於鑽孔選址涉及多個省的多個地區,他多次往返協調安徽、江蘇、山東各地的合作關係。在專業方面,他還親自出馬,翻校外文相關資料,起草數十份專業報告,並對他人上交的報告進行逐字逐句的外文及中文校正。
1999年5月,長期患有糖尿病的張良弼突感身體疼痛難忍,不得不到醫院檢查,一份絕情的醫療報告使他無奈地住進了北京醫院。在病床上,身患晚期胰腺癌的他仍撐著虛弱的身子堅持批改了兩份報告。在他生命最後的日子裏,他虛弱得一動不能動,眼睛都無力睜開,可是,每當來看望他的專家友人們不小心提起“鑽探”二字,他都會神奇地睜開雙眼,期待地望著朋友們。
1999年12月28日,張良弼帶著他未竟的心願離開了人世。此時,這位1.85米的山東漢子體重只剩下60多斤。
首席女科學家發現地學實驗寶地
在大陸鑽探這一前沿科學領域,活躍著我國大批的科學專家。
許志琴,此次鑽探工程的首席科學家。記者在中國地質科學研究院見到了這位學成歸國的“三八”紅旗手。耳邊碰巧響起她與工作人員的交談,“我馬上就得走,上哪?還是青藏高原唄。”再次定睛看看她,她的表情仿佛説要上班上學一樣平靜。
採訪中,記者才知道,正是她,首次發現了大別——蘇魯地區是超高壓變質帶這一發育面積廣闊的全球地學實驗寶地。1987年,在法國留學的許志琴寫博士論文時回祖國考察,在大別山經過不懈的現場研究,她找到了超高壓變質帶的典型代表性礦物——柯石英。回到法國後,她在自己的博士論文裏發表了這一成果,引起法國和比利時等國學術界的震動。
整個鑽探工程將歷時5年 專家、工作人員兩個月換一次崗
在這次中國鑽探工程的籌備過程中,蘇德成副研究員主要負責資訊網絡中心的籌建工作,通過這個網路,中心負責向國際專家學者通告工程進展狀況,這也是受國際組織資助的一項重要義務。他連續工作在毛北現場,幾個月不能回家,在北京的岳母病危直至去世,家人多次催促他回去,可是他強忍悲傷,仍然堅持在工作崗位上直至開工典禮。
還有一位研究員,他那遠在新疆的妻子終於可以結束分居生活回京,與他約好八月下旬到北京安家,可是家屬已經到京了,他卻因為毛北的工作不能抽出時間返京,只好讓人生地不熟的妻子兒女在北京孤軍奮戰。
目前在毛北工作的專家大約有四五十位,鑽探工作人員60多位,由於整個鑽探工程將歷時5年,考慮到工作人員的身體健康和與家人的親情聯繫,他們實行每兩個月一換的崗位AB制。
起獲岩心的比率達到90% 超過設計規定的85%
由於有週密的籌備工作,從8月4日正式開工至今,鑽井已從最初的100米進展到360米,起獲岩心的比率達到90%,超過設計規定的85%。從德國租借的世界上最先進的頂驅鑽探系統不日便將運抵,這套先進的設備可以避免傳統鑽桿由於受力不均而跑偏、在同一地層徘徊的缺點,保證鑽桿能以較垂直的角度探入地球深部。
這口預定井深5000米的科學深鑽井是目前東亞地區最深的科學鑽井,它填補了中國地學界在科學深鑽方面的空白,反映了中國國力的增強,標誌著中國地學研究進入了新階段。
大陸科學鑽探小百科
CCSD(中國大陸科學鑽探工程):利用現代深部鑽探高新技術,在具有全球地學意義的大別——蘇魯超高壓變質帶實施中國第一口5000米科學深鑽,利用從鑽孔中獲取的岩心及液、氣態樣品及原位測量數據,進行多學科綜合研究。
超高壓變質岩:是板塊俯衝、碰撞作用的産物,是研究板塊會聚邊界物質組成,結構及地球動力學的重要窗口之一。
ICDP(國際大陸科學鑽探組織):1997年成立,總部位於德國波茨坦,德國、美國、中國為主要發起國及常任理事國。
紀錄:目前世界上最深的科學鑽探井為前蘇聯的科拉SG3超深鑽井,深12262米。
《北京青年報》2001年9月5日