[科普中国]-南极洲钻探

在南极洲进行的钻探工作。南极洲钻探的目的是：①取出原始冰心、冰屑，研究古冰层中的古生物、古微生物等，以查明古气候条件下的"凝结纪录"；②对南极地质学、矿物学、大气物理学、古气候学等进行综合研究；③勘探地质矿产资源。

钻探目的南极洲是一块长期冰雪封盖的大陆，蕴藏着丰富的矿产资源。自18世纪60年代以来，世界各国竞相到南极洲探险和考察。1985年中国正式派科学考察船到南极考察并建立了南极中国长城站，1989年又建立了南极中山站。钻探是南极考察的重要方法之一。

钻探的目的是：①取出原始冰心、冰屑，研究古冰层中的古生物、古微生物等，以查明古气候条件下的"凝结纪录"；②对南极地质学、矿物学、大气物理学、古气候学等进行综合研究；③勘探地质矿产资源。施工的最深钻孔是1968年由美国寒冷地带研究与工程试验室施工的2164米的钻孔。前苏联自1967年开始在南极钻探，1989年2月创孔深2371米的最深记录。到1989年为止前苏联已累计取得岩心总长 12000米。通过对冰层岩心分析，发现了距今8000～13000年的类似孢子花粉及微生物。

钻探方法南极洲钻探主要使用机械法和电热法。

南极洲钻探主要使用机械法和电热法。①机械法分为绳索取心反循环回转钻探和孔底电钻。绳索取心反循环回转钻探在1000米以内的钻孔用空气作循环介质，采用真空抽汲反循环系统可以免去空气的预冷却和防止岩心受污染。孔深超过1000米时，使用低温DFA级柴油作循环介质，可以防止钻孔因冻结而堵塞。DFA柴油携带岩粉到达地表后，经分离机排除岩粉再用泵压入钻孔作循环冲洗液。钻杆是带合金钢接头的铝合金钻杆。钻冰层取心时用钢钻头，钻冰下岩层时用金刚石钻头。钻冰层浅孔用孔底电钻。

②电热法是利用电热在钻孔内使冰层溶化出一个环状间隙，中间形成冰心，然后把冰心提到地表供化验测试之用。钻具通过电缆连接电热部分，并兼作提升钻具的缆绳，这种钻具多用在100～500米，或者更深的钻孔。钻具的最下端为电加热环，其功耗达几个千瓦，上有卡取冰心的卡簧，再上为岩心管，在岩心管的壁上有小管数根，再上为储存溶化的冰水的容器，再上为被一小电动机驱动的真空泵。被电加热环溶化的冰水，通过岩心管壁里的几根小管，被真空泵吸引到冰水容器里，当水满后将钻具提到地表，同时取出冰心。1

岩心保护由于南极地区的寒冷环境，对岩心保护需采取特殊措施。在野外现场把采出的岩心或冰心放进聚乙烯塑料管中，然后再放进一个用铝箔包裹的、内部抽成接近真空的特殊结构的密封管子里。存储岩心的房屋温度要保持在-24±2℃范围内。2

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杨刚 - 教授 - 西南大学