德國大陸深鑽計畫項目

德國大陸深鑽計畫項目的目的是通過施工科學超深井獲取地學信息,進行關於地殼較深部位的物理、化學狀態和過程的基礎研究和評價,以了解內陸地殼的結構、成分、動力學和演變。

德國大陸深鑽計畫項目(Kontinentales Tiefborh programm der Bundesrepublik Deutschland,KTB)的目的是通過施工科學超深井獲取地學信息,進行關於地殼較深部位的物理、化學狀態和過程的基礎研究和評價,以了解內陸地殼的結構、成分、動力學和演變。這項計畫1977年提出,經過10年考察、論證、選址,於1987年9月18日至1989年4月4日完成先導孔(4 000 1米)施工;1990年10月6日至1994年10月12日完成主孔(9 101米)施工。鑽孔剖面的主要岩石為片麻岩、角閃片麻岩、角閃岩、變質的輝長岩和大理岩等。先導孔採用全部取心鑽進。主孔在4 000米以淺不取心,但連續採取了岩屑樣品。4 000米以深累計取心83 34米,最大取心深度8 085 1米。主孔施工過程中在305米、5 525米、7 144米深處三次糾斜,並在不同深處多次回填和重新造孔,實際鑽進深度累計達10 584米。先導孔在3 989米處溫度為118 4℃,主孔在8 620米處溫度為247 7℃(1997年1月16日測量)。KTB工程歷時近15年,耗資5 278億馬克。在KTB計畫範圍內,來自12個國家400多位科學家共執行了200多項地學研究項目,弄清了深部岩層中地震反射體的本質,證實地表或淺層進行地震法研究的結果不能用於深部;證明電導率測量(井)是研究深部岩層的一種重要方法;超過8000米深處,仍有大量滷水;在世界上首次實測了大於9 000米深處岩層中的應力;最令人吃驚的是地殼的滲透率,9 000米鑽孔深處的岩石是有孔隙的,有水、氣在其中流動;隨著鑽孔的加深,地溫梯度的增加比預計的快,地下可利用的地熱能要比目前所知道的要多。鑽探技術上有創新,設計製造了自動化程度高的巨型鑽機和高強度鑽桿、開發了VDS 5型垂直鑽孔鑽進系統(主孔鑽進到7 000米,鑽孔頂角基本上控制在1°範圍內,鑽孔水平位移不到5米)、改進了繩索取心系統、採用了小間隙套管、提高了孔底馬達的耐熱性、最佳化數據採集與各種採樣技術等。令人驚異的是,在8 500米以下多次出現鑽孔縮徑。一些德國地質學家認為遇到了塑流層,是一大發現。後決定在9 101米處停鑽。

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