在鬆遼盆地打一個7018米的洞,獲取的珍貴岩心應該如何保存

出品:科普中國

策劃:中國地質調查局科普辦公室(中國地質調查局地學文獻中心)

製作:國土資源實物地質資料中心 劉向東 崔立偉 王增祥

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

位於黑龍江省安達市境內的全球第一口鑽穿白堊紀最完整陸相地層的大陸科學鑽探井——松科二井獲得了一批珍貴的"戰利品",那就是累計4000餘米的岩心樣品。

松科二井岩心特別珍貴又很嬌氣

在地質科學家看來,松科二井的岩心比黃金還值錢。因為,松科二井是目前亞洲國家實施的最深科學鑽探井,而岩心,作為地下岩石的剖面截取物,來自深深的地下,可以最直接地為人們提供豐富的地質信息。它們就像是一本本厚實詳盡的地球歷史書,記錄了松遼盆地白堊紀時期陸相沉積的歷史。

地質學家拿到這些岩心後,會對它們開展地質描述、圖像掃描、高分辨率照相、數據分析等工作,從而獲取各個地層的基本地質信息,建立松遼盆地深部地層剖面,尋求白堊紀氣候變化地質證據,推斷松遼盆地深部能源資源的情況。

不過,這些"寶貝"也很嬌氣,它們很容易就會碎裂,不僅不利於保管,而且會大大降低重要的研究價值。所以,人們對它們的照顧要格外精心。

中國地質調查局國土資源實物地質資料中心具體負責(以下簡稱"實物資料中心")松科二井岩心野外現場管理、庫藏保管以及信息服務。為了能夠使參與松科二井岩心研究的科學家更直觀地、全面地獲取岩心中蘊含的地質信息,同時減少岩心因受到溫度、溼度、壓力等自然因素的影響而造成風化和破碎的可能性,專門探索研究發明了針對松科二井岩心的長久保存方法。

野外鑽探現場岩心 “體檢”馬虎不得

要想把松科二井的岩心保存好,就要先為它們進行"體檢"。

松科二井岩心從井下提取出來後,首先由鑽探現場技術人員將岩心按順序進行整理、清洗和拼裝,緊接著還要對它們進行描述、掃描。

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剛從松科二井地下提取上來的岩心

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鑽探現場技術人員清洗剛出筒的松科二井岩心

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鑽探現場技術人員掃描松科二井岩心

為了確保松科二井岩心的管理萬無一失,實物資料中心派出技術人員進駐鑽探現場接收岩心。鑽探現場錄井技術人員將岩心移交實物資料中心後,實物資料中心技術人員要在現場進行岩心的清點核實,尤其是對已經在現場完成切割、澆鑄的岩心,需要對其質量、數量進行核實,以確保岩心處理質量,以及數量的準確。


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實物資料中心技術人員清點核實松科二井岩心

按照要求,無論大小,松科二井岩心每間隔10釐米或20釐米要貼上唯一的"身份證編碼",包括鑽孔名稱、回次號、岩心段等編號。裝有岩心的盒子兩側還標有盒號和編錄信息。

這些數據都會伴隨著岩心一起存入位於實物資料中心的國家實物地質資料庫。

為了保證萬無一失,岩心運回實物資料中心前,松科二井現場指揮部、錄井隊、實物資料中心三方的技術人員會再次對這些岩心進行核查,簽字確認移交後方可起運。

松科二井岩心長期保存有妙招

岩心運回實物資料中心,面對的就是進一步的處理和保管。

松科二井岩心呈圓柱型。工作人員會將它們沿垂直於橫截面的直徑方向,按照1:2的比例進行切割處理,分成兩部分。大的部分,可用於進行多次科研取樣和實驗檢測工作;小的部分,則將在進行拋光、澆鑄等處理後,永久保存。

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松科二井岩心切割示意圖

為了解決松科二井岩心易碎的問題,實物資料中心專門研究探索出了一種使其的長久保存的"妙招",即:對易碎岩心進行拋光、澆鑄。下面,我們就來了解一下這種特殊處理的過程:

第一步,拼接。根據破碎前的相對位置,工作人員會將破碎的岩心塊在工作臺上進行整理,使各岩心塊之間的斷口能夠拼接整齊;之後,在每個岩心塊的橫截面圓周內側塗覆一圈粘合劑,將岩心塊按照順序依次進行拼接和粘合,使其恢復圓柱狀的體型。

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拼接後的松科二井岩心

第二步,切割。取出這些圓柱形的易碎岩心,按照岩心直徑1:2比例進行縱向切割。

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垂直於橫截面切割後松科二井岩心

第三步,拋光。將岩心體的切割面進行拋光,得到具有光滑切割面的待澆鑄岩心體。


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拋光前後的松科二井岩心

第四步,把拋光後的岩心體放置在透明U型槽內。將岩心體的切割面朝下水平放置,並在其外表面的弧底兩側,選擇多個點放置粘結膠膠團;之後,取透明U型槽倒扣在岩心體上,並使岩心體外表面上的粘結膠膠團與透明U型槽的槽壁充分接觸,等待粘結膠充分凝固。

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待澆鑄的松科二井岩心

第五步,澆鑄。這是最關鍵的一步。將盛有岩心體的透明U型槽放好,讓岩心體的切割面水平朝上,之後,把澆鑄材料倒入透明U型槽中,岩心體與透明U型槽之間的間隙全部被澆鑄材料填滿。

最後的步驟就是等待。等澆鑄材料充分凝固後,易碎岩心就完成了它的"重生",能夠長久保存了。

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澆鑄後的松科二井岩心

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