我國擬首次針對地震發(fā)震斷裂實施科學(xué)鉆探 日前已在龍門山實地考察

　　鉆探可預(yù)測地震？國際上有關(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，該方法可直接測量地應(yīng)力，從而為預(yù)測地震的發(fā)生提供相應(yīng)數(shù)據(jù)。《中國國土資源報》近日報道，我國擬于近期實施汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探工程。國家汶川地震專家委員會副主任、中國地質(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)場考察，以便盡快確定這次科學(xué)鉆探井位。如能實施，這將是新中國成立以來，首次針對地震發(fā)震斷裂實施的科學(xué)鉆探工程。

　　實地考察 盡早鉆孔監(jiān)測余震

　　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)測余震的有效方法。此項工作開展得越早，獲得的數(shù)據(jù)和信息價值就越高。”不過該項目仍在報批階段，不方便過多透露細(xì)節(jié)。記者隨后從國土資源部大陸動力學(xué)重點實驗室網(wǎng)站了解到，經(jīng)過國家汶川地震專家委員會討論，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)對比分析和規(guī)律總結(jié)。爭取在8月份實施先導(dǎo)孔，了解汶川地震破裂的情況，盡可能監(jiān)測余震的強(qiáng)度、位置及影響范圍。

　　原理：鉆探可直接測量地應(yīng)力

　　成都市防震減災(zāi)局洪時中研究員告訴記者，上世紀(jì)六七十年代，科學(xué)家們就已經(jīng)在實驗室研究中發(fā)現(xiàn)，地震波穿越巖石的速度會隨著巖石所受應(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，裂隙會慢慢減少和閉合，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，在一個或兩個方向上形成連續(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，這個減緩便意味著破裂即將發(fā)生。

　　“簡而言之，地震就是巖石失穩(wěn)的過程，所以觀測地應(yīng)力的變化是研究和預(yù)報地震最直接的方法。”成都理工大學(xué)能源學(xué)院國際處處長劉樹根則表示，通過科學(xué)鉆探，在觀測點打一個鉆孔，放入應(yīng)變測量儀，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。另外，通過實施科學(xué)鉆探，還可以了解地層破裂中靜摩擦、動態(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，提高對地震、余震預(yù)測的準(zhǔn)確程度。

　　深井鉆探 存在爭議和難點

　　不過，利用鉆井將科學(xué)儀器送入地下，對地震進(jìn)行觀測和研究，仍存在不少爭議和難點。深井鉆探，造價不菲，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3年，耗費3個億。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，也會限制對地震過程的監(jiān)測。另外，洪時中表示：“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，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)有的測量儀器根本無法工作。如何提高觀測手段，讓測量儀器達(dá)到耐高溫高壓，也是地震監(jiān)測領(lǐng)域的研究方向之一。”

　　相關(guān)鏈接

　　1999年，我國臺灣為了了解發(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劃”(TCDP)，鉆了一口2000米的深井。受此啟發(fā)，2004年中國地震局將深井觀測計劃列入了2006-2020年中長期科學(xué)發(fā)展規(guī)劃。我國已有最深的科學(xué)鉆井項目，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。目前我國還從未在活斷層上進(jìn)行過相關(guān)研究。

　　背景知識

　　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圈層內(nèi)進(jìn)行，最深僅達(dá)到12.26公里。（來源：成都晚報）