时值中国地质科学院成立50周年之际，中国地质科学院的系列研究成果再次引起了人们的关注。其中，由地质研究所承担的“中国大陆科学钻探工程科学研究”项目不久前通过了科技部验收。以李廷栋院士为组长的专家组认为，项目组圆满完成了计划，在人才培养、国际交流及数据共享等方面成绩显著，实现了预期的科学目标。

“中国地学瑰宝”的“第一井”

在江苏省连云港东海县毛北村有一个直径20厘米的钻孔，它像一架望远镜深入地球内部，把地下5000多米的奥秘呈现在人们眼前。这就是于2001年6月25日开钻的、被称为“中国第一井”的中国大陆科学钻探工程。2003年，以中国大陆科学钻探工程主孔岩心为主要研究内容的“973”项目“大陆板块会聚边界的地幔动力学与现代地壳作用”启动。

经过近4年的钻探，记录着地球漫长历史中最丰富的一段——三叠纪深俯冲事件的连续岩心从地球深部被取上来。2005年4月18日，封井仪式在东海县举行，钻井深度为5000多米。

据介绍，要想了解地球深部，最好的办法就是在地球上“打洞”，因为太多的秘密都铭刻在地下深处的岩石上。中国的版图这么大，为什么一定要选择东海县毛北村开钻呢？中国大陆科学钻探工程总指挥、“973”项目首席科学家许志琴院士告诉记者，在全世界，大别—苏鲁超高压变质带规模最大、出露最好，被认为是中国地学的瑰宝之一。1997年，科学家们经过论证，从40多个备选地点中筛选出3个，并召开了60多位中外专家参加的国际会议，对钻井地址进行精选，最后锁定了东海县毛北村。

许志琴说，5000米岩心揭示了丰富多彩的岩石类型，具特殊意义的榴辉岩和超基性岩达1400米厚，岩层倾角缓，没有断裂及花岗岩体的干扰。大量的信息为深入研究超基性岩变质带提供了最佳的物质对象。

据专家介绍，通过大陆科学钻探对岩石圈进行直接观测，可以揭示大陆地壳的物质组成与结构构造，校正地球物理对地球深部的遥测结果，探索地球深部流体系统、地热结构，揭示地震发生规律等。

“金柱子”的惊人发现

在中国地质科学院地质研究所的库房里，整齐地排列着一个个结实的钢架，架子上摆着的箱子里有直径15厘米的大段岩心，包括岩性剖面、地球化学剖面、构造剖面等，科学家们亲切地管这些岩心叫“金柱子”，其中有一系列惊人发现。

在地下600～680米的新鲜碎屑岩中，一种外型奇特的物质引起了科学家的注意，它外表酷似足球，类似物质成分过去只在一些陨石中被发现，但所含比例差异很大。经初步研究发现，这种球状外貌的合金和金属氧化物的形态、成分、结构和其内包含的包裹体，与下地幔某种矿物可对比，预示着其来源深度很深，带有深部地幔的信息。

科学家们对从地下500米～2000米处取得的岩石和地下500米～4000多米的泥浆进行了分子克隆技术和微生物培养技术处理，结果发现，每克岩石中含1000～10000个微生物，泥浆中微生物的含量达到每克1亿～10亿个。这些微生物具有特殊性能，能食用三价铁，使之还原为二价铁，而且科学家们已培养出了活体。实验表明，在大陆科学钻井的深部，同时存在细菌和古菌两种生物。其中有5个大类的细菌和6～7个大类的古菌，而在发现的古菌中，有4～5个大类人们还从未见过。

根据对所发现微生物功能的测试，科学家称，地下流体中发现的微生物具有喜高温和厌氧的特性，有些微生物的最佳生存环境甚至是68～90摄氏度，在无氧条件下，这些微生物能依靠金属元素和硫酸盐进行生命活动。在岩石中发现的微生物则具有喜冷的特点，并喜欢碱性环境、喜盐，能依靠吃硝酸盐维持生命过程。这一重大发现是生命存在方式研究的新突破。

此外，科学家们还在这些岩心里发现了新鲜的、连续的、定向的、罕见的超高压变质岩心等；并首次利用深孔进行三维地震探测及数据处理，地震层析资料揭示扬子板块与苏鲁高压超高压变质带之间的响水断裂为超岩石圈断裂。

钻井场建起长期观测站

“中国大陆科学钻探工程虽然在5000多米的深度封井了，但我们的科研工作才刚刚开始。”总地质师杨经绥告诉记者，钻井过程中，他们每深入地下一米都做一个切片，每两米做一次化学成分分析，接下来就要对这些切片做系统分析和研究。

许志琴说，一部分科研成果已经发表。他们将在深钻井场建立长期观测站，包括地球物理综合观测与研究、地温测量、流体长期观察及微生物长期观测分析四部分。科学家将充分利用深井长期观测站，合理使用深井资源，逐步开展地震、地球物理和流体地球化学长期连续观测的测试，以及对岩心及流体样品进行微生物学长期分析等多学科综合研究。

许志琴说，5000多米的深井为我们提供了无地面人类活动干扰的特殊空间，也是我们进行现代地壳作用长期综合观测和实验的绝好地下实验室。建立这个长期观测站，就是要利用这个深井长期观测地球深部的地质活动，获取来自地球内部的真实信息，认识地球内部结构与变化。深井观测资料与成果将为深入了解地球、探矿、预防灾害和环境治理提供极其珍贵的科学数据。这是任何地表观测都无法替代的。

中国大陆科学钻探工程的实施是中国宏伟的“入地”计划的开始。它既是国家重大科学工程，也是当前正在实施的国际大陆科学钻探计划中最深的科学钻井。