決心號用「探海神針」插入南海 深度達到全球第七

「決心」號鑽探工人在鑽探平台上工作。

大陸科學家主導的第三次南海大洋鑽探在南海北部海域順利進行。截至目前,在IODP367航次第二個鑽探站位,『決心』號插入南海海底的『探海神針』已超過1500公尺,這一鑽井深度在國際大洋鑽探歷史上達到全球第七。

根據新華網報導,『決心』號目前正在進行鑽探的這一鑽井編號為U1500B,位於北緯18度18.27分、東經116度13.20分。3月25日,『決心』號在該孔1380公尺深處成功『觸摸』到南海海底的玄武岩。截至目前,已鑽取到100多公尺的玄武岩岩芯樣品,回收率達70%以上,多個岩芯的取芯率達到甚至超過100%。

據『決心』號運營負責人史蒂夫·邁迪介紹,U1500B鑽井深度不僅達到全球第七,其難度也很大。在3800多公尺深的海水下,鑽頭要穿過南海海底1400公尺的鬆散沉積物,其中包括900多公尺沙層,才能鑽取到堅硬的基底岩石。在每一次更換鑽頭的過程中,如何確保開放的井孔不坍塌、鑽桿順利進入鑽井、鑽頭再次抵達鑽井最底部?每一步在操作中都具有極大風險。為了保護鑽孔,『決心』號在鑽孔內安裝了長達842公尺的單層保護套管,這也創下了歷史記錄。

4月1日晚,『決心』號在海底幾乎被泥漿埋沒的鑽孔『返孔錐』上面,又疊加了一個『返孔錐』。鑽探工人們通過船底的月池,將漏斗狀的『返孔錐』套在鑽桿上,讓它順著鑽桿落到了海底的底座上。然後,再緩緩抽出5000多公尺長的鑽桿,更換了一種功能更強大的C-9鑽頭。4月3日晚,鑽頭順利抵達鑽孔的最底部,並開始繼續鑽取岩芯樣品。

據『決心』號上的岩石學家、中科院廣州地球化學研究所黃小龍研究員介紹,U1500B孔獲取的玄武岩岩芯具有明顯的『枕狀構造』。這是火山熔岩在水底溢出時,遇水淬冷形成形似枕狀的熔岩體的一種典型構造,因此常被作為海底噴發的火山岩的一個重要標誌。從這些玄武岩的岩石學特徵看,很可能就是洋中脊玄武岩。不過船上研究條件有限,還需要進一步驗證。

『如果確證獲得的是洋中脊玄武岩,這將是了解南海初始打開過程的關鍵資訊。與2014年IODP349航次在南海海盆中央鑽取到的、南海最後形成的洋中脊玄武岩樣品,所記錄的資訊相結合,就可以完整的認識南海海盆的擴張歷史。同時,對認識地球海陸變遷以及地球內部物質迴圈過程等均具有重要意義。』黃小龍說。

南海北部陸緣是開展大陸破裂研究的『天然實驗室』。『決心』號執行的第三次南海大洋鑽探,包括IODP367和IODP368兩個航次。計劃在南海北部的陸緣盆地、洋陸過渡帶、胚胎洋盆、成熟洋盆,共選取四個鑽探站位,向海底插入『探海神針』,鑽取海底沉積物和基底岩石,以探尋地球海陸變遷之謎。

據IODP367航次專案經理亞當·克勞斯介紹,『決心』號在U1550B孔的鑽探將持續到4月5日,此後將進行『測井』工作。4月9日,『決心』號將結束第三次南海大洋鑽探的『上半場』任務,停靠香港碼頭進行補給,並迎接IODP368航次的科學家上船,繼續執行第三次南海大洋鑽探的『下半場』鑽探任務。


『決心』號在U1500B孔鑽取得的南海海底玄武岩。