取得超深孔岩心为何难松科2井这根柱子究竟有多牛

【文/ 观察者网专栏作者 荆博】

在各大媒体纷纷报道松科2井胜利完井的时候，依然有不同的声音发出，国家花了一个多亿就打了根石柱子？松科二井，从2014年4月13日开钻，至2018年3月18日完钻、5月26日完井，历时1504天，终孔井深7018米，是全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井，也是亚洲国家实施的最深大陆科学钻井和国际大陆科学钻探计划（ICDP）成立22年来实施的最深钻井。

（图1 国际大陆科学钻探计划（ICDP）科学钻井井位分布图及其科学目标）

虽然没有见到松科2井完井报告中的项目决算书，但是按照其第一年中每4个月钻井花费一千万来计算，而后期随着钻探难度增加，项目开支必定有增无减，全部花费超过一个亿确然无疑，花费过亿打了根石柱子确实并非空穴来风。

那么，国家花了一个多亿，打了根石柱子究竟值不值？

这根石柱子是做什么的？ 

迄今为止，人类对地球内部仍然所知甚少，科学家们试图运用地质、地球物理和地球化学等方法来探测与研究地球内部，但所获得的认识都是间接的。科学钻探是目前能直接获取地下实物数据和提供测量信道的唯一技术方法，是人类了解地壳深部运动和内层物质信息不可或缺的重要手段，这也是将科学钻探称为“伸入地壳的望远镜”的由来。那么仅凭一根石柱或许能够知道地下几千米的矿产和基本岩性情况，但又是怎么能够研究出几千万到一亿多年地球的气候和环境的变化呢？

（图2 松科2井刚刚提钻后的岩心）

经过一番地质工作人员编录和劈心等粗加工工作后的样子如下：

（图3完成岩心编录后经过劈心的岩心）

是不是还很好奇是如何凭借这些黑乎乎的石头做到对古地理和古环境恢复的。其工作原理简而言之是利用已掌握的地球科学经验规律从微观到宏观反演。其主要依据通常分为三方面，岩心的岩性、物性和古生物遗迹，前两项属于无限制条件，后一项的研究对象则需要凭运气。

在初步的岩心编录完成后，岩心磨制成各种薄片，然后在显微镜下观察其矿物组成和微观结构，矿物组成通常可以了解其物源特征，同时矿物的晶型通常也能了解到其大致发生过的地质活动。如下图中对锆石测年并发现其相关规律。

（图4 元古代浑圆状锆石，U-P年龄1938.2Ma，2262-2277m；古生代碎裂状锆石，U-P年龄302.2Ma，2595-2658m；中生代棱角状锆石，U-P年龄225.5Ma，3993-4017m）

针对特定的岩石种类还有特定的研究方法，如研究砂岩常用的铸体薄片，将有色液态胶在真空加压下注入岩石孔隙空间，待液态胶固化后磨制成的岩石薄片。由于岩石孔隙被有色胶充填，故在显微镜下十分醒目，容易辨认，为研究岩石孔隙大小、分布、孔隙类型、连通情况等提供了极其便利的研究对象。

（图5 铸体薄片岩矿鉴定）