我国拟首次针对地震发震断裂实施科学钻探 日前已在龙门山实地考察

　　钻探可预测地震？国际上有关地震研究表明，在大地震发生后，回应大地震的快速钻探是研究地震机制有效方法之一，该方法可直接测量地应力，从而为预测地震的发生提供相应数据。《中国国土资源报》近日报道，我国拟于近期实施汶川地震断裂带科学钻探工程。国家汶川地震专家委员会副主任、中国地质科学院许志琴院士等人，已于日前到龙门山断裂带展开现场考察，以便尽快确定这次科学钻探井位。如能实施，这将是新中国成立以来，首次针对地震发震断裂实施的科学钻探工程。

　　实地考察 尽早钻孔监测余震

　　记者昨日致电许院士，许院士表示：“回应大地震的快速钻探是了解地震破裂过程、研究地震发生机制和监测余震的有效方法。此项工作开展得越早，获得的数据和信息价值就越高。”不过该项目仍在报批阶段，不方便过多透露细节。记者随后从国土资源部大陆动力学重点实验室网站了解到，经过国家汶川地震专家委员会讨论，建议这次科学钻探工程分两阶段进行，从整体考虑龙门山断裂系地质结构出发，实施一口800-1000米先导孔，在此基础上，在龙门山断裂系的主震破裂区、余震破裂区以及南端未破裂地区布设三口2000-3000米主孔科学钻，加强对比分析和规律总结。争取在8月份实施先导孔，了解汶川地震破裂的情况，尽可能监测余震的强度、位置及影响范围。

　　原理：钻探可直接测量地应力

　　成都市防震减灾局洪时中研究员告诉记者，上世纪六七十年代，科学家们就已经在实验室研究中发现，地震波穿越岩石的速度会随着岩石所受应力大小的不同而发生变化——这是由于岩石中的微小裂隙在应力变化下会张开或者闭合。岩石的裂隙越多，地震波传播速度就越慢；而裂隙越少，传播速度就越快。在理论上，当岩石受到挤压时，裂隙会慢慢减少和闭合，当挤压达到一定程度，岩石中较脆弱的地方便悄悄发生微破裂。当大量的微破裂开始相互贯通，在一个或两个方向上形成连续的断层，便发生了地震。据此认为，在地震发生前，地震波的传播速度应该是先增加而后减缓，这个减缓便意味着破裂即将发生。

　　“简而言之，地震就是岩石失稳的过程，所以观测地应力的变化是研究和预报地震最直接的方法。”成都理工大学能源学院国际处处长刘树根则表示，通过科学钻探，在观测点打一个钻孔，放入应变测量仪，通过和井壁的固接，使仪器与岩体连为一体。这样，地下岩体受力所产生的变化就可以通过仪器进行观测。另外，通过实施科学钻探，还可以了解地层破裂中静摩擦、动态摩擦以及因此而产生的热量、温度异常，掌握温度、地震波速度和发震断层渗透性等信息，从而更好地帮助科学家研究地震机理，提高对地震、余震预测的准确程度。

　　深井钻探 存在争议和难点

　　不过，利用钻井将科学仪器送入地下，对地震进行观测和研究，仍存在不少争议和难点。深井钻探，造价不菲，据四川省地震局刘盛利研究员刘树根介绍，例如， 今年初完工的位于江苏的科钻一井深度为5158米，历时3年，耗费3个亿。而一般情况下的浅源地震，震源深度基本都大于10公里。钻井的深度若未达到震源深度，仪器就不能送达地下深部进行探源，也会限制对地震过程的监测。另外，洪时中表示：“从理论上说，地壳内的温度和压力随深度增加，每深入100米温度升高1℃。近年的钻探结果表明，在深达3公里以上时，每深入100米温度升高2.5℃，到11公里深处温度已达200℃。 在这样恶劣的条件下，现有的测量仪器根本无法工作。如何提高观测手段，让测量仪器达到耐高温高压，也是地震监测领域的研究方向之一。”

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　　1999年，我国台湾为了了解发生在车笼埔断层上发生的地震破裂过程，开展了“车笼埔断层深井钻探计划”(TCDP)，钻了一口2000米的深井。受此启发，2004年中国地震局将深井观测计划列入了2006-2020年中长期科学发展规划。我国已有最深的科学钻井项目，为在江苏深入地下5公里多的钻井，它以研究地质构造为主。目前我国还从未在活断层上进行过相关研究。

　　背景知识

　　地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈分为地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，位于地面以下平均深度约150公里处。岩石圈主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成，约80公里深。现有的钻井就是在这个圈层内进行，最深仅达到12.26公里。（来源：成都晚报）