我國(guó)擬首次針對(duì)地震發(fā)震斷裂實(shí)施科學(xué)鉆探 日前已在龍門山實(shí)地考察

　　鉆探可預(yù)測(cè)地震？國(guó)際上有關(guān)地震研究表明，在大地震發(fā)生后，回應(yīng)大地震的快速鉆探是研究地震機(jī)制有效方法之一，該方法可直接測(cè)量地應(yīng)力，從而為預(yù)測(cè)地震的發(fā)生提供相應(yīng)數(shù)據(jù)。《中國(guó)國(guó)土資源報(bào)》近日?qǐng)?bào)道，我國(guó)擬于近期實(shí)施汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探工程。國(guó)家汶川地震專家委員會(huì)副主任、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院許志琴院士等人，已于日前到龍門山斷裂帶展開現(xiàn)場(chǎng)考察，以便盡快確定這次科學(xué)鉆探井位。如能實(shí)施，這將是新中國(guó)成立以來，首次針對(duì)地震發(fā)震斷裂實(shí)施的科學(xué)鉆探工程。

　　實(shí)地考察 盡早鉆孔監(jiān)測(cè)余震

　　記者昨日致電許院士，許院士表示：“回應(yīng)大地震的快速鉆探是了解地震破裂過程、研究地震發(fā)生機(jī)制和監(jiān)測(cè)余震的有效方法。此項(xiàng)工作開展得越早，獲得的數(shù)據(jù)和信息價(jià)值就越高�！辈贿^該項(xiàng)目仍在報(bào)批階段，不方便過多透露細(xì)節(jié)。記者隨后從國(guó)土資源部大陸動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站了解到，經(jīng)過國(guó)家汶川地震專家委員會(huì)討論，建議這次科學(xué)鉆探工程分兩階段進(jìn)行，從整體考慮龍門山斷裂系地質(zhì)結(jié)構(gòu)出發(fā)，實(shí)施一口800-1000米先導(dǎo)孔，在此基礎(chǔ)上，在龍門山斷裂系的主震破裂區(qū)、余震破裂區(qū)以及南端未破裂地區(qū)布設(shè)三口2000-3000米主孔科學(xué)鉆，加強(qiáng)對(duì)比分析和規(guī)律總結(jié)。爭(zhēng)取在8月份實(shí)施先導(dǎo)孔，了解汶川地震破裂的情況，盡可能監(jiān)測(cè)余震的強(qiáng)度、位置及影響范圍。

　　原理：鉆探可直接測(cè)量地應(yīng)力

　　成都市防震減災(zāi)局洪時(shí)中研究員告訴記者，上世紀(jì)六七十年代，科學(xué)家們就已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室研究中發(fā)現(xiàn)，地震波穿越巖石的速度會(huì)隨著巖石所受應(yīng)力大小的不同而發(fā)生變化——這是由于巖石中的微小裂隙在應(yīng)力變化下會(huì)張開或者閉合。巖石的裂隙越多，地震波傳播速度就越慢；而裂隙越少，傳播速度就越快。在理論上，當(dāng)巖石受到擠壓時(shí)，裂隙會(huì)慢慢減少和閉合，當(dāng)擠壓達(dá)到一定程度，巖石中較脆弱的地方便悄悄發(fā)生微破裂。當(dāng)大量的微破裂開始相互貫通，在一個(gè)或兩個(gè)方向上形成連續(xù)的斷層，便發(fā)生了地震。據(jù)此認(rèn)為，在地震發(fā)生前，地震波的傳播速度應(yīng)該是先增加而后減緩，這個(gè)減緩便意味著破裂即將發(fā)生。

　　“簡(jiǎn)而言之，地震就是巖石失穩(wěn)的過程，所以觀測(cè)地應(yīng)力的變化是研究和預(yù)報(bào)地震最直接的方法�！背啥祭砉ご髮W(xué)能源學(xué)院國(guó)際處處長(zhǎng)劉樹根則表示，通過科學(xué)鉆探，在觀測(cè)點(diǎn)打一個(gè)鉆孔，放入應(yīng)變測(cè)量?jī)x，通過和井壁的固接，使儀器與巖體連為一體。這樣，地下巖體受力所產(chǎn)生的變化就可以通過儀器進(jìn)行觀測(cè)。另外，通過實(shí)施科學(xué)鉆探，還可以了解地層破裂中靜摩擦、動(dòng)態(tài)摩擦以及因此而產(chǎn)生的熱量、溫度異常，掌握溫度、地震波速度和發(fā)震斷層滲透性等信息，從而更好地幫助科學(xué)家研究地震機(jī)理，提高對(duì)地震、余震預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度。

　　深井鉆探 存在爭(zhēng)議和難點(diǎn)

　　不過，利用鉆井將科學(xué)儀器送入地下，對(duì)地震進(jìn)行觀測(cè)和研究，仍存在不少爭(zhēng)議和難點(diǎn)。深井鉆探，造價(jià)不菲，據(jù)四川省地震局劉盛利研究員劉樹根介紹，例如， 今年初完工的位于江蘇的科鉆一井深度為5158米，歷時(shí)3年，耗費(fèi)3個(gè)億。而一般情況下的淺源地震，震源深度基本都大于10公里。鉆井的深度若未達(dá)到震源深度，儀器就不能送達(dá)地下深部進(jìn)行探源，也會(huì)限制對(duì)地震過程的監(jiān)測(cè)。另外，洪時(shí)中表示：“從理論上說，地殼內(nèi)的溫度和壓力隨深度增加，每深入100米溫度升高1℃。近年的鉆探結(jié)果表明，在深達(dá)3公里以上時(shí)，每深入100米溫度升高2.5℃，到11公里深處溫度已達(dá)200℃。 在這樣惡劣的條件下，現(xiàn)有的測(cè)量?jī)x器根本無法工作。如何提高觀測(cè)手段，讓測(cè)量?jī)x器達(dá)到耐高溫高壓，也是地震監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究方向之一�！�

　　相關(guān)鏈接

　　1999年，我國(guó)臺(tái)灣為了了解發(fā)生在車籠埔斷層上發(fā)生的地震破裂過程，開展了“車籠埔斷層深井鉆探計(jì)劃”(TCDP)，鉆了一口2000米的深井。受此啟發(fā)，2004年中國(guó)地震局將深井觀測(cè)計(jì)劃列入了2006-2020年中長(zhǎng)期科學(xué)發(fā)展規(guī)劃。我國(guó)已有最深的科學(xué)鉆井項(xiàng)目，為在江蘇深入地下5公里多的鉆井，它以研究地質(zhì)構(gòu)造為主。目前我國(guó)還從未在活斷層上進(jìn)行過相關(guān)研究。

　　背景知識(shí)

　　地球圈層分為地球外圈和地球內(nèi)圈兩大部分。地球外圈包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈；地球內(nèi)圈分為地幔圈、外核液體圈和固體內(nèi)核圈。地球外圈和地球內(nèi)圈之間還存在一個(gè)軟流圈，位于地面以下平均深度約150公里處。巖石圈主要由地球的地殼和地幔圈中上地幔的頂部組成，約80公里深。現(xiàn)有的鉆井就是在這個(gè)圈層內(nèi)進(jìn)行，最深僅達(dá)到12.26公里。（來源：成都晚報(bào)）