青海湖国际环境钻探项目

项目简介 项目历史
     青海湖国际环境钻探项目是国际大陆钻探计划(ICDP)项目之一,也是中国环境科学钻探计划的重要组成部分。该项目由中科院地球环境研究所、中科院南京地理与湖泊研究所、中科院青海盐湖研究所等单位共同组织实施,美、德、日、澳、法、英、奥等10多国60多名科学家共同参与的大型国际合作项目。
      位于亚洲内陆的青海湖是我国最大的内陆咸水湖,坐落于青藏高原东北缘,其东邻黄土高原,西连荒漠和沙漠,处于东亚季风湿润区和内陆干旱区的过渡带上,对气候和全球环境变化十分敏感,是研究我国西部环境变化、青藏高原隆升过程、环境效应及它们与全球联系的极佳场所。通过该项目的实施将为青海湖地区环境的形成演化,生态环境的退化治理与重建、环境承载力提高以及未来环境预测等提供重要的基础理论与数据,为我国西部大开发和可持续发展提供科学的决策依据,为我国干旱-半干旱地区生态环境未来十年尺度演变趋势的预测做出重要贡献。同时,该项目将有助于进一步拓宽国际合作渠道,开展以我国大陆季风-干旱环境演变与发展过程为纽带的高层次综合集成研究,争取在大陆环境研究领域取得更多高水平原创性研究成果,提高我国地球系统科学研究水平。
      1996年以中国科学院地球环境研究所安芷生院士为首的我国科学家群体,提出在中国开展环境科学钻探研究的必要性,并于近年在科技部、中国科学院和国家自然科学基金委员会等单位的共同资助下,开展了“中国环境科学钻探计划”的工作。该计划拟在我国不同的自然环境单元获取大批高质量的地质与生物岩芯记录,从综合集成角度研究我国不同环境子系统的演化历史及其与全球变化之间的联系,探讨与预测未来发展趋势。目前,该计划已在西部极端干旱区的罗布泊、半干旱区的黄土高原、西南季风区的云南鹤庆、东南季风区的江汉平原和雷州半岛获取了累计长度超过4000米的珍贵长岩芯样品,同时在全国各地获取了大批湖泊、树轮、石笋、珊瑚样本。
      前人对青海湖及周边地区的地质、地貌特征已经进行了大量的野外调查, 在湖岸和湖中也开展了一些探索性的浅层钻探研究。但迄今为止, 还没有一个完整的, 反映青海湖演化历史的长时间序列的记录。中国科学院地球环境研究所安芷生院士瞄准了这个国际前沿科学问题,邀请国内外不同领域专家和科研单位参加,从各渠道积极争取资金,开展青海湖大型科学钻探项目,研究青海湖环境变化及其与全球环境变化之间的联系以及未来环境变化趋势,同时提高我国地学研究在国际地球系统科学中的地位。
      中国科学院地球环境研究所在2001年~2003年间先后四次组织有关单位进行了覆盖全湖的累计达1100km的地球物理勘探工作,弄清了青海湖的地质构造与沉积特征,初步确定了钻孔的孔位。并于2003年10月在西宁召开了有10多个国家参加的青海湖国际环境钻探会议,进行了充分论证。2004年1月,以安芷生院士为带头人,联合国际著名科学家,向国际大陆钻探计划(ICDP)委员会提交了申请书,同年6月得到了ICDP的批准,并获得部分资助。该项目将由中科院地球环境研究所、中科院南京地理与湖泊研究所、中科院青海盐湖研究所等单位共同组织实施。该项目成为美、德、日、澳、法、英、奥等10多国60多名科学家共同参与的大型国际合作项目, 也是继ICDP资助我国东海大陆超深钻后的另一大型国际钻探项目。

卫星照片及施工图(点击放大)
工程施工 意义成果
该项目租用美国著名的湖泊钻探公司(DOSECC)的GLAD800钻探系统在青海湖中钻取岩芯。原计划20054月初开钻,后来由于禽流感被迫延迟。2005721日开钻,到95日结束,历时47天,由于青海湖大,多风易起浪,气候条件恶劣,加之地质条件复杂,在湖上钻探任务非常艰苦,在中美双方的努力下克服重重困难,分别在青海湖东盆,南盆等5个地点钻取了13支岩芯。钻探施工由美国DOSECC公司负责和青海省核工业局第一勘查大队协助,累计进尺324回次,共547.855m,取得岩芯323.255m,整体取芯率为59.00%(见附表)。整体而言,前15~20米岩性以灰色泥岩和粉砂质泥岩或泥质粉砂岩为主,取芯率较高,此后以较松散的砂岩为主。在钻探期间,中日研究人员还对青海湖表层沉积物和水体进行了取样,以研究近代环境变化过程。
    为了进行更好地对比以及弥补湖上钻探的不足,我们在青海湖南岸的二郎剑进行了陆上钻探。钻探工程由青海省核工业局第一勘查大队施工。自
2005422日开始,到911日结束,进尺1108m,取芯率达90%以上。200510月底到12月初在二郎剑的西侧10km处的一郎剑获取648m的岩芯。
   钻探期间先后接待了33500余人次有关部门领导和中外同行专家的参观访问。主要有中国科学院院领导,科技部、基金委、国家气象局、ICDP顾问委员会委员、青海省省领导以及三十多名中国科学院院士等。中央电视台新闻频道、青海省地方电视台和报纸等媒体进行了相关报道。
    同时,在钻探期间,有关中外科研人员青海湖周边地区进行青海湖周边地质构造与新生代沉积的野外考察,采集了树轮、植被、表土等样品。
通过地质与生物记录各项环境信息的综合研究,深入理解全球表层环境系统动态演化过程,认识复杂多样的大陆环境变化的规律和机制等重大科学问题,探讨中国目前的环境格局,尤其西部干旱环境格局的形成演化。该项目有望成为青海湖地区环境的形成演化,生态环境的退化治理与重建、环境承载力提高以及未来环境预测等提供重要的基础理论与数据,为我国西部大开发和可持续发展提供科学的决策依据,为我国干旱-半干旱地区生态环境未来十年尺度演变趋势的预测做出重要贡献。同时,该项目将有助于进一步拓宽国际合作渠道,开展以我国大陆季风-干旱环境演变与发展过程为纽带的高层次综合集成研究,争取在大陆环境研究领域取得更多高水平原创性研究成果,提高我国地球系统科学研究水平。

安芷生院士在临湖实验室
指导工作

安芷生院士与DOSECC
成员合影

附件下载: