———我國首個陸域“可燃冰”發現記

　　文  肖寶巨  于文罡

　　新中國成立60周年慶典的禮炮即將鳴響，從青藏高原傳來令人振奮的喜訊：我國地質工作者首次在陸域發現并成功鉆獲天然氣水合物實物樣品，使我國成為世界上第一個在中低緯度凍土區發現天然氣水合物的國家。這一重大突破，證明了我國天然氣水合物的調查與研究處于國際領先水平。天然氣水合物又稱“可燃冰”，這種神奇的礦藏在高壓、低溫條件下呈固體狀態，遇火即可燃燒。在發現的過程中，煤炭地質工作者作出了卓有成效的重要貢獻，留下了不可磨滅的印記。

　　聚焦木里

　　木里，藏語意為有煤的地方，現為青海省天峻縣木里鎮。而今已成為我國首個陸域天然氣水合物的發現地。9月17日，雄渾、壯美的青藏高原一改桀驁不馴的脾氣，沐浴在天高氣爽的秋陽中。10時許，在木里海拔4 062米施工的青海煤炭地質局一O五隊502鉆機現場，迎來了一批尊貴的客人。國務院參事、國土資源部總工程師張洪濤，中國煤炭地質總局局長、黨委書記徐水師，在青海省國土資源廳副廳長李志勇、青海煤炭地質局局長郭晉寧的陪同下，親臨現場慰問一線施工的專家、工程技術人員和施工人員，張洪濤在闡述了這項科研成果的重大意義后說，這不亞于在我國又發現了一個“大慶油田”。他代表國土資源部對一線施工人員發現并成功鉆獲天然氣水合物樣品的突出貢獻表示衷心的感謝！《人民日報》、中央電視臺、《科技日報》、《中國國土資源報》、《中煤地質報》等新聞媒體記錄下了這一激動人心的場面。

　　成功鉆獲可燃冰樣品，得到了黨和國家領導人的高度重視，李克強同志作了“此發現很有意義，請扎實做好下步研究及勘查開發工作，擴大成果”的重要批示。

　　這是一個歷史性的時刻：我國是在陸域通過鉆探獲得天然氣水合物樣品的第三個國家，也是繼2007年5月在南海北部鉆獲天然氣水合物之后又一重大突破。中國煤炭地質總局局長、黨委書記徐水師在現場滿懷激情的講話中說：“今天是個好日子，站在陸域天然氣水合物的首次發現地，我們為在又一個能源新領域的調查突破而倍感激動和振奮！我們對能為國家的強盛、經濟的發展所作出的新貢獻而深感自豪！

　　這是一個歡慶的時刻：參與調查、施工的專家、工程技術人員和工作人員沉浸在無比的喜悅中，他們忘記了風餐露宿、臥雪觀天的困苦和強烈的高原反應，盡情地抒發自己的豪情，把安全帽高高地拋向空中，勝利的吶喊聲在空曠的高原上久久回蕩，飄向天際……

　　這是一個令國人振奮的時刻：能源是支撐國民經濟發展的基石，“可燃冰”被譽為21世紀最有希望的戰略資源。這一重大發現，對我國擴大新的潔凈能源領域，增加我國能源戰略儲備、改變能源結構具有極其重要的戰略意義。隨著天然氣水合物的發現、調查、研究的進程不斷加快，若干年后人們在感受現代文明的同時，也必將分享到天然氣水合物造福人類的成果。

　　大地饋贈

　　上溯到上個世紀中葉，穿過時空隧道，才知道自己是歷史的主角。天峻木里對于青海煤炭地質局來說是個難以忘記的寶藏聚集地。歷史上青海煤炭地質局有過兩進兩出天峻木里的記載。上世紀60~70年代，青海局第一次進駐天峻木里進行煤炭地質勘查時，發現了木里煤田，提交煤炭資源儲量30多億噸，占青海省煤炭資源儲量的66.7%，是全省最大的整裝煤田。21世紀初，青海局一O五隊和煤勘院再次進駐天峻木里，開展煤田深部、邊緣等煤炭地質勘查，進行聚煤規律、煤層氣研究，為陸域天然氣水合物的發現提供了依據。

　　木里煤田聚乎更礦區位于祁連拗褶帶西段，構造線總體方向為北西、南東向，此構造線是由一系列山脈體系和與之平行的不同期的推覆構造所組成，與之相應有北西向、北東向的拉伸作用下的正斷裂，這一斷裂組合格局及其形成的環境條件控制了中生代含煤盆地的沉積建造及對其后期的改造作用。

　　由于區域構造的控制，煤系地層沉積后，受南北大通、托賴兩山脈的橫向擠壓的影響，礦區構造走向與祁連山的北60~70度西構造相應一致，并以緊密連續的褶皺為主，可稱為一復式褶皺構造。并因橫向擠壓力的影響，造成與走向平行或斜交等斷裂發生。聚乎更煤礦區由南北兩個向斜組成，其中北向斜的聚煤沉積條件優于南向斜。特殊的氣候和地質構造構成了天然氣水合物的成因條件。

　　探索之中，機遇把正在這里施工的青海局一O五隊推到了發現天然氣水合物的大門口。

　　曙光初現

　　應當承認，人們對自然科學的認識是一個漫長的探索過程；對地球奧秘的研究還有許多未知的領域。一位哲人說，最大捷徑是多走彎路之后找到的。陸域天然氣水合物的發現過程也充分證明了這一哲理。

　　近年來，我國在海域天然氣水合物領域的各類科研投入巨大，不僅取得了天然氣水合物實物樣品，而且在技術裝備方面，通過國家“863”計劃《天然氣水合物探測技術》等課題的研究，在天然氣水合物地震采集技術、地震識別處理技術、船載地球化學探測系統和保真取芯鉆具等方面取得了顯著進展，初步形成了適合中國海域特點的天然氣水合物探測技術系列。與海底天然氣水合物調查研究相比，凍土區的調查研究相對滯后，但最近幾年，中國地質調查局和國家自然科學基金委也開始逐漸重視凍土區的天然氣水合物研究，中國地質調查局于2002年開始相繼設立了“青藏高原多年凍土區天然氣水合物地球化學勘查研究”、“我國陸域永久凍土帶天然氣水合物資源遠景調查”等四個調查研究項目，國家自然科學基金委也于2005年設立了“青藏高原多年凍土區天然氣水合物的形成條件探討”科研項目。為完成上述任務，有關單位對青藏高原凍土區開展了地質、地球物理、地球化學和遙感等方面的探索性調查和評價工作，初步研究結果顯示，青藏高原特別是羌塘盆地具備良好的天然氣水合物成礦條件和找礦前景，其次是祁連山木里地區、東北漠河盆地和青藏高原的風火山地區等。

　　客觀地說，無論是從凍土、區域地質、油氣等方面，還是天然氣水合物角度，青藏高原凍土區均已做過不少調查研究工作，但因地理氣候條件的限制，其工作程度相對較低，且多集中在青藏高原鐵路沿線，而對凍土區腹地所開展的工作極少。就天然氣水合物來說，當時的工作多集中在成礦條件研究方面，調查工作相對較少，且尚未發現與天然氣水合物有關的直接證據。

　　歷史在這里發生了奇跡。2004年初，青海局一O五隊在木里煤田聚乎更礦區一井田進行首勘區勘查，11月15日6時45分，在施工33號孔鉆深至65.19米時，孔內發現有強烈的不明氣體涌出，由于氣體涌出量很大，造成鉆孔施工困難，氣體在井口可以點燃。當時適逢青海局副局長、總工程師劉天績在此檢查工作，在聽取了項目負責人及鉆機施工人員的情況匯報后，要求項目組采集氣體進行分析測試。項目組隨即采樣進行了分析，由于是在井口采集的，氣體中混入了空氣，但氣體的成分中甲烷仍然達到了38.07%，乙烷1.31%，丙烷、丁烷0.05%，可燃氣體總成分占39.43%。中國煤炭地質總局領導、專家在獲悉此信息后，對此給予了強烈的關注，指出青海局要加大勘查開發的力度，搜集有關資料進行科學研究論證，提出要為進一步查明這種可燃氣體的發現、研究、成因條件進行深入的地質工作……

　　這是我國首個在陸域發現的天然氣水合物的氣體，在青藏高原木里發現地點燃。其開創性的重要意義是：由此青海局一O五隊的工程技術人員和鉆機職工撩開了青海高原的神秘面紗，猶如劃破夜空中的一顆流星，雖然閃現在自然界只是一個瞬間，預示的卻是一個希望。

　　科學破題

　　天然氣水合物是由水與氣體分子(以甲烷為主)組成的像冰一樣的固體物質，廣泛分布于海底沉積物和陸上凍土區中。這是一種新型的規模巨大的潛在能源，其資源量相當于全部化石燃料(煤、石油、天然氣)資源量總和的兩倍，被廣泛公認為常規油氣的首選替代能源，因而引起國內外的廣泛關注。我國也非常重視天然氣水合物的調查研究，已在南海和東海發現大量的異常標志，并于2007年5月在南海北部鉆獲實物樣品，取得找礦工作的重大突破。

　　我國是世界上第三凍土大國，在青藏高原和大興安嶺地區存在大量凍土區，多年凍土面積達215萬平方千米，占國土總面積的22.4%。初步調查研究結果顯示，我國凍土區尤其是羌塘盆地、祁連山、風火山和漠河盆地等具備較好的天然氣水合物形成條件和找礦前景，鑒于發現凍土區天然氣水合物的重要意義，中國地質調查局非常重視凍土區天然氣水合物的調查研究工作，在2002~2007年間相繼設立了“我國陸域永久凍土帶天然氣水合物資源遠景調查”等4個地質調查工作項目。隨后青海局一O五隊與中國地質科學院礦產資源研究所、勘探技術研究所進行了廣泛合作。2006年青海局一○五隊在與中國地質科學院勘探技術研究所專家進行《高原高寒凍土地區繩索鉆探工藝研究課題》合作時，對該區異常氣體情況進行交流、探討，認為該區可能存在天然氣水合物。翌年，青海局一O五隊與中國地質科學院資源所、勘探所聯合成立項目組進行祁連山地區凍土帶天然氣水合物調查評價。2008年由中國地質調查局立項，青海局一O五隊與中國地質科學院礦產資源研究所、勘探技術研究所共同開展了“祁連山凍土區天然氣水合物DK-1科學鉆探試驗孔”項目。

　　在勘查的過程中，主要依據在聚乎更一井田、三井田、四井田、三露天礦發現了多個鉆孔涌氣及部分巖芯可以點燃現象，經過一年多的鉆探取樣、分析測試，在該地區成功鉆獲天然氣水合物實物樣品，證實了青藏高原凍土地帶蘊藏著豐富的天然氣水合物資源，標志著青海天然氣水合物調查研究進入世界先進水平。由此可見，祁連山凍土特別是木里地區具有良好的氣源條件、儲存條件，有利于形成天然氣水合物。2006年夏天，青海局一O五隊在鄰近的三露天7線10號鉆孔中再次發現有豐富的烴類氣體溢出，點火也能燃燒。類似的現象在聚乎更礦區還有所發現，說明聚乎更礦區一井田-三露天之間存在豐富的烴類氣體，非常有利于形成天然氣水合物。通過2008~2009年兩年的工作，經鉆探取得樣品，通過測試證實了在高海拔凍土區存在天然氣水合物的事實，使調查工作取得重大突破。

　　人類福音

　　能源特別是油氣資源是國民經濟建設的物質基礎，是維持我國經濟可持續發展和國家安全的重要保障。我國的能源特別是常規油氣資源緊張，從1993年開始成為原油凈進口國，目前的年進口量已逾1億噸，而且還在逐年遞增。因此，尋找能源特別是常規油氣的替代能源是我國一項迫在眉睫的任務。與此同時，國內外天然氣水合物的研究范圍也在不斷擴大，從物理化學性質、晶體結構、產出特征、勘查技術、開發工藝、經濟評價及對地質災害、全球變化的影響等方面都進行了不同程度的研究，取得了多方面的成果，是當今國際地學界的熱點課題之一。目前已有超過40個國家開展了天然氣水合物研究，世界上100多個國家已發現了其存在的實物樣品和存在標志，其中海洋78處，永久凍土帶38處。迄今為止，凍土區內共發現水合物產地9處，主要分布于俄羅斯、美國和加拿大等國的環北冰洋凍土區。與海底沉積物相比，由于凍土區水合物的調查、鉆探和開發條件相對簡單，因而傾向于先在凍土區開展實驗再推廣到海底沉積物的調查研究思路，故凍土區水合物的調查研究往往走在前面。盡管青藏高原總體的地質工作程度較低，但因其獨特的地質構造條件吸引了國內外眾多科學家的興趣。近年來，他們分別以各自的專業興趣對青藏高原開展了多學科的調查，取得了豐碩的成果，使青藏高原地質勘探研究進入一個嶄新的歷史時期。特別是此次木里天然氣水合物勘查的重大突破，一個新興能源的開發利用已呈現希望的曙光，必將對我國21世紀能源結構的改變產生深遠的影響。

　　高原作證

　　自2004年以來，調查評價得到了中國煤炭地質總局、青海煤炭地質局領導、專家的關心和支持，多次對天然氣水合物勘查項目作出具體要求和安排。青海局一O五隊一直奮戰在海拔4 000米以上的木里地區施工，克服了高寒缺氧(含氧量僅為平原地區的50%~70%)、氣候條件極端惡劣且裝備落后、缺少后勤保障、生活條件差等不利因素，形成了“獻身、創業、自強不息”的青海局一O五隊企業精神。在此精神的指引下，廣大一線職工跋山涉水、頂風冒雪、風餐露宿、奮力拼搏，取得了驕人戰績。鉆機的同志們初到木里地區時，天寒地凍、空氣稀薄、風雪交加、呵氣成冰。由于交通運輸困難，行李車未能及時趕到木里，為了不影響工作，取得甲方的信任，同志們竟三天三夜未沾過被子，沒睡過一個囫圇覺，白天要進行緊張的卸車、立塔工作，晚間臥雪觀天，圍繞在火爐周圍，苦等黎明，再加上海拔4000多米造成的高山反應，許多同志或多或少不同程度的患上了各種疾病：頭痛、胸悶、氣短、腿腫……但憑著戰勝一切困難的信心和勇氣，連續多年以優質的項目質量得到了甲方代表的高度評價，時至今日，仍是奮戰在木里地區唯一能打硬仗的施工隊伍。

　　青海局一O五隊地質處主任兼木里項目負責人李永紅，501、502鉆機機長趙延忠、史春青等同志多年從事地質、鉆探一線工作，摸索出了一整套野外地質工作經驗、鉆機操作要領及鉆探實用工藝，在他們的帶領下，全工區沒有一名同志中途退卻，“逃”回西寧。共產黨員張連成同志患有嚴重的糖尿病，兩腿腫得發青發亮，但他從不叫苦叫累，在積極完成本職工作的同時，稍有閑暇，不是拉水就是幫廚，忙里忙外，跑前跑后。木里地區氣壓低、缺氧、氣候惡劣，高原凍土及沼澤草甸發育，加之這個地區構造復雜、地層巖性多變、勘探施工難度大，后勤保障困難。青海局一O五隊在木里地區從事煤炭地質勘查工作多年，以“創業、奉獻、自強不息”的煤炭地質人信念，具有“特別能吃苦、特別能戰斗、特別能團結、特別能忍耐、特別能奉獻”的高原鐵軍精神。經過常年施工工藝的研究和探索，采用先進繩索鉆探取芯工藝，在施工質量和效率上，在木里地區處于領先地位。通過長期在木里地區的地質工作，積累了大量的基礎地質資料，掌握了全區的地層沉積和構造規律，同時培養了一批具有一定專業水平的各類技術人員。

　　心聚則成，力合則達

　　遠眺群峰，皚皚白雪映襯著隆隆作響的鉆機，身穿橘紅色工作服的專家、工程技術人員、施工人員同兄弟地質單位的地質工作者們一起，為了一個目標，為了一項事業，繼續奮戰在青藏高原上……

　　木里，因煤得名；在不遠的將來，也一定會因“可燃冰”的開發而揚名于世！

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