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安徽321地质队深钻入地近2500米 找到异类大型花岗岩

铜陵是块宝地,宝贝深藏地下。铜陵市东部区域是知名的地下矿产资源富集区域,那里有新桥铜硫金多金属矿、凤凰山铜铁矿,那里还是铜官山———戴汇构造岩浆成矿带的中段。在国家实施“上天”(“天宫一号”)、“下海”(“蛟龙号”)、“入地”计划的大背景下,中国地质科学院在为实施国家深部找矿战略,寻找“第二成矿空间”,“十二五”期间在全国部署了6个3000米地质科学深钻项目,由中国科学院院士许志琴、常印佛、杨文采领衔的专家组论证,确定在铜陵钟鸣镇舒家店区域实施一个3000米科研钻探项目。这个深孔钻探项目在铜陵,乃至在皖南地区创历史记录。

321地质队从2012年9月6日正式开钻,到今年7月封孔,历时22个月,队员们在山野里风餐露宿,每天三班制不间断作业,7月18日顺利通过了由地质构造学家许志琴院士担任组长的专家评审组验收,项目取得了良好的效果。

孔深,相当于5个铜官山高度

据悉,全国6个3000米深钻总体上是一个“入地”大项目,由中国地质科学院地质研究所主持,铜陵3000米深孔项目由省地质矿产勘查局321地质队、省地质调查院和北京大学等单位参加,所共同承担的课题是“东部矿集区科学钻探选址预研究”,属于“深部探测技术与实验研究专项”第五项目的“大陆科学钻探选址与钻探实验”第五课题。

8月1日,321地质队副队长洪玉明介绍了项目专家组验收意见书。他说,全国6个3000米项目只是一个概数,都在3000米上下。铜陵3000米项目设计孔深是2300-2700米,该队专门采购了设计深度为4200米新钻机,预备在条件允许的情况下,钻孔深度力争达到3000米。实际钻探过程中,由于地质结构复杂多样,根据1993年版《铜陵县志》记载,铜陵境内地表大部分为固结的坚硬岩石,沉积地层厚度大于4262米。

321地质队地质钻探经验丰富,近年深部钻探屡屡刷新纪录:2009年创下当时铜陵最深记录1501.10米和1648.52米,2010年1651米,2013年达到1750.25米,这为该队向2000多米深处钻探鼓足了信心。

洪玉明说,该队这次实际钻孔的深度是2463.77米,符合项目要求。据悉,这个深度在去年年底实际上就达到了,当时出了点问题,准备打偏孔绕开障碍物,准备继续往下打,但是没有成功。“上天不易,入地更难。”项目负责人张清贵说。

2467.77米有多深?铜陵的铜官山海拔495.7米,可以想象,这个深孔相当于5个铜官山的高度。

地质勘探最重要的是把采集到的地下岩石、矿物提取上来,铜陵3000米项目设计岩心采取率要求在85%以上,实际上他们提取了91.94%。

记者在项目地岩心库看到,最深处岩石标本是花岗岩,非常坚硬,肉红色,有着丰富的石英成分。

孔深,拐了35道弯

钻探队员在平整的岩石上钻孔轻而易举,但是暗箱似的地下岩石结构复杂多样,岩层排列不平整,造成钻头很容易发生偏移,这就导致钻孔无法走直线。

在项目工地,毕业于中国地质大学的高材生满海波说,他一直坚守岗位,钻孔每钻进25米就要进行孔斜的测量,不论白天还是深夜,都要准时来机台测斜。发现钻孔出现斜度,就要造斜、纠斜、保斜。每一次造斜需要一周时间。

近两年,321地质队在项目钻探过程中共造斜35次,导致深孔弯曲35处,通过造斜、纠斜力保终孔到达“目标靶区”。洪玉明说,该项目设计的终孔顶角要求在15°以内,即是说允许有一个幅度的偏离,但是321地质队经过造斜35次,实际发生偏离只有1.2°,说明终孔目标位置非常精准,深入了“靶心”。

洪玉明说,项目实施过程中,该队造斜、纠斜、保斜经验得到了丰富,水平得到了很大的提升,以至于甘肃金昌、庐江泥河的同行遇到解决不了的问题都来求助321地质队。他们将总结经验,成立一个研究所,为全国同行提供技术服务。

终孔的口径有多大,是工程验收报告中不可或缺的内容。铜陵3000米项目终孔口径为96毫米,高于设计指标的75毫米。据悉,终孔口径达到这一数字的,在全国同行中创纪录。

地下新发现:哪来一块异类大岩体?

从地质学角度看,321地质队这次地质勘探还有新的发现,他们发现了一块异类大型花岗岩岩体,这在铜陵地区从未有过记载,引起了中国地质科学院专家的兴趣。8月1日,中国地质科学院博导吴才来教授率领一批专家专门赶来进行研究,采集异类岩体标本进行研究,同时将这次钻探的全部岩心运送到北京,以建立一个国家岩心库。

洪玉明说,感觉异类大岩体类似黄山天都峰岩石,是怎么形成的,不得而知。洪玉明说,是钻探到1700米以下才发现的,但下钻到现在2463.77米深度仍然没有打穿这块岩体。这块岩体到底有多大,是个未知数。他初步分析是嵌入进地层的,但地球发生怎样翻天覆地的变化,这么一块大石头怎么嵌入1700米以下去的,目前无法解答。

吴才来认为:“这个岩体与以前铜陵地区地表和钻孔内见到的所有岩体都不一样,不是一个类型,这是科学上的一个发现。因此,铜陵地区深部找矿、岩浆岩化、地质构造发展等都要重新进行认识。”

记者8月1日在项目地岩心库看到,地层深处取出来的岩石样本,如同一层层“饼子”。项目负责人张清贵说,这是由于地应力释放造成的,地层深部的岩石受到了巨大的压力,取到地面以后失去了巨大压力,于是岩石自然生发开来,奇怪地变成了“层层饼”,而且“饼子”有薄有厚,表明地应力有大有小。“这种情况在钻到2000米以下时出现的,我们过去没有遇到过。”(许克锡 汪有红)