深井地球物理长期观测的最新进展及其前景

地球科学是以观测为基础的科学.当前, 如何克服城市化、工业化、现代化发展带来的噪音干扰, 提高观测的信噪比, 成为地球科学发展的重要课题之一.开展深井观测是解决地面噪音干扰的主要途径.近年来, 随着地球系统科学研究的深入以及解决环境、资源、防灾等科学问题的需求, 世界大陆、大洋科学钻探工程研究以及在钻孔深井内进行的地球物理长期观测得到飞速发展, 并取得了初步的观测研究成果.本文介绍了世界各国在深井长期观测方面的最新进展, 展示了中国大陆科学钻探工程在江苏东海现场开展深井地球物理综合观测的方案及其观测研究前景.东海深井长期观测站将成为中国第一个无地面干扰的综合性深井地震、地球物理实验观测站, 它是实现我国“入地”科学计划的重要基础, 将开创我国21世纪地球科学观测研究的崭新局面.      

大陆科学钻探与深井地球物理长期观测研究最新进展

随着地球系统科学研究的深入开展以及解决人类所面临的环境、资源、防灾等科学问题的需要,20世纪90年代以来,世界大陆、大洋科学钻探工程研究以及在钻孔深井内进行的地震、地球物理长期观测得到飞速发展,并取得了初步的观测研究成果。本文介绍了日本、德国、美国在深井长期观测方面的最新进展和科研成果,结合中国现实情况,展示了中国大陆科学钻探工程江苏东海现场开展深井地球物理综合观测的初步方案及其观测研究前景。该深井观测站将成为中国第一个无地面干扰的综合性深井地球物理和流体长期实验观测站,预期可以获取客观真实的深井综合地球物理资料,开创中国零干扰条件下地球科学观测研究的崭新局面。     

京津冀协同发展区活动构造与地壳稳定性

京津冀协同发展区是中国东部规划的战略开发区之一,也是华北地区主要的活动构造区,新构造活动强烈,活动断裂发育,地震频发,具有潜在的地质安全隐患问题。基于张家口地区、雄安新区及邻区、北京及关键构造部位调查研究结果,结合已有研究成果,系统分析了京津冀协同发展区主要活动断裂几何学、运动学和动力学特征及其工程地质、地质灾害特征,采用ArcGIS平台的空间分析功能,初步完成了京津冀协同发展区地壳稳定性评价。研究结果表明,京津冀协同发展区发育邢台-河间-唐山、石家庄-通州NNE向构造带和张家口-渤海NWW向区域性活动构造带,其中全新世活动断裂11条,晚更新世活动断裂16条,第四纪断裂23条;冀北及冀东南地区现今构造应力场最大水平主应力方向为近EW向,而太行山东缘南段为NNE向,北段为NW向;NNE向活动断裂带总体表现为顺时针扭动正断活动,倾向SE,NWW向活动断裂带晚更新世以来具有明显的活动性,整体表现为反时针扭动正断活动,倾向SW。京津冀协同发展区地壳稳定性总体较好,不稳定区及次不稳定区主要分布在邢台、唐山、延怀盆地和全新世活动断裂带内,利于重要城镇和重大工程规划建设。研究成果将为京津冀协同发展区宏观发展战略提供地质支撑。     

基于光纤传感的多参量地震综合观测技术研究

面向地震综合观测需要,自主研制了窄线宽光纤光栅谐振腔,并将其作为核心传感元件,发展了一种基于有效腔长的光纤应变、地震波和温度多参量同步测量新方法。采用边带扫频激光技术实现了高精度多参量光纤信号同步解调,研制出了光纤地壳形变、地震与温度多参量探头,并开展了多参量地震综合观测实验。实验结果表明,所研制的光纤多参量传感系统应变与温度测量分辨率分别达到4.7×10^-10和6×10^-5℃,能够同时记录到清晰的固体潮汐信号、地震波信号以及环境温度扰动,有望为多参量地震同步观测提供先进的技术手段。     

定向钻井技术引领 聚焦深地深海探测——勘探技术所“十三五”科技创新回顾及“十四五”业务展望

全面总结了中国地质科学院勘探技术研究所“十三五”期间在定向钻井技术及仪器、深部钻探技术与装备、海洋钻探技术与装备等方面取得的重要成果,主要包括：创新突破定向水平井钻井及中靶技术,助力海域天然气水合物第二轮试采实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越;牵头实施完成“松科2井”重大科学钻探工程,实现了理论、技术、工程、装备的重大突破;成功研发了首套国产深海井口吸力锚,解决了深海浅软地层井口支撑力不足的难题。同时,分析了目前存在的问题,并结合当前所面临的挑战,对“十四五”期间的业务发展进行了展望。