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矿业大学极地队员在“进步”站地区成功试验岩心钻探方法

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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав/ Извлечение керна из колонковой трубы

根据2026年2月26日的总统令,以叶卡捷琳娜圣彼得堡二世矿业大学为基础,成立了“采矿工程师团”国家矿产资源人才与科学保障中心。赋予该校的任务之一,包括在俄罗斯南极“东方”站组织和进行科学研究与设计工作,以及开展深层元地质学领域的科学研究。为什么这一领域的主要协调角色会落到这所国家第一所技术大学身上?

矿业大学从事南极大陆的综合矿山地质研究已有超过70年的历史。其科学家曾是苏联政府组织的首次南极综合考察队的成员,并在随后的每一个考察季都积极参与。多年来,极地工作者们走过了一条漫长的道路,从一般的地质和冰川观测,发展到革命性地钻透冰下沃斯托克湖、寻找冰川环保钻探技术,以及研究整个大陆的成因。

Гидропромсервис
Установка для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин УБРСП-100 изготовлена ООО «НПО Гидропромсервис» по заказу Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II. Она станет частью комплекса оборудования для сверхглубокой исследовательской скважины в Коми. Поставщик провел шефмонтаж изделия на территории университетского Учебно-научного полигона «Саблино». Здесь оно, до переезда на Север, будет использоваться в учебном процессе для закрепления теоретических знаний студентов на практике.
семинар метагеология
В Санкт-Петербургском горном университете императрицы Екатерины II прошел научный семинар «Термодинамические процессы Земли с позиции генезиса углеводородов на больших глубинах». Сегодня тема глубинной метагеологии для вуза является стержневой: создан соответствующий научный центр, к его работе подключаются опытные и молодые ученые, академические партнеры вуза.

如今,该校在校长弗拉基米尔·利特维年科的领导下,正在实施“东南极洲深部构造综合地质地球物理研究”科研项目,旨在研究岩石圈典型构造的深部结构、地质演化及流体动力学状态。今年,作为项目实施的一部分,由11名代表不同知识领域的科学家组成的野外考察队,同时在多个极地考察站开展工作。

在既定任务中,从一开始就特别关注与在东南极洲(特别是在“进步”站地区)矿山地质和气候条件下试验岩心钻探方法相关的实验方法学工作。这项能够最大限度减少对环境影响的工艺技术,是由经验丰富和年轻的钻探专家们在大学实验室里针对冰川条件进行了适应性改进。现在,在第71次俄罗斯南极考察队期间,它正在真实条件下进行试验。

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© Форпост Северо-Запад / Буровая установка RS-90 на учебно-научном полигоне "Саблино"
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© Форпост Северо-Запад / Буровая установка RS-90 на учебно-научном полигоне "Саблино"

“过去的这个考察季,是我南极实践中最独特也最艰难的一次!它的开始之前是漫长而细致的准备工作——组建野外考察队、队员通过体检、参加钻探和海上课程、采购关键设备、在‘萨布利诺’试验场集结考察物资并装载到‘费多罗夫院士’号科考船上。然后是飞往开普敦,再从开普敦航行至南极。在塔拉湾,我们大量的‘行李’被卸载到冰面上——包括‘纤夫’雪地沼泽车、安装在雪橇模块上的RS-90钻机、钻探工具,以及雪橇底座(野外队员在船边冰面上组装好,用于安放装有全部设备的集装箱)。要理解其规模,只需说明通常集装箱总重不超过5吨,而这次总重约为84吨。我想指出的是,这次装备配置考虑得细致入微,100%经得起考验。例如,拥有自己的高通过性客货两用车,在执行季节性工作计划中发挥了重要作用。货物运输常常需要在崎岖不平的地形上进行——湿雪把白色荒漠变成了沼泽。到考察季结束时,‘纤夫’车在南极的行驶里程超过了2500公里,用于运送人员、科研设备和生活物资。” ——野外考察队队长阿列克谢·博利舒诺夫指出。

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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав
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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав

团队分为三个部分。一组驻扎在塔拉湾,在斯特内斯半岛进行地质地球物理工作。另外两名队员前往“东方”站进行科学研究。最后,第三组抵达“进步”站,并在新年后立即转移到钻探点的野外宿营车,以执行钻探计划和进行大地电磁测深工作。

很多人给我讲过南极,讲得很精彩,但现实超乎想象。我受到了情感上的冲击!所有梦想去火星的人——来这里就对了!山坡、散落的石块和巨石呈现的单调灰褐色调,与异常湛蓝的天空和巨大的太阳形成鲜明对比。溪流从山丘上奔流而下,汇入湛蓝的湖泊。冰封大陆在哪里呢?从塔拉湾到‘进步’站的路上的一个转弯处,一片无边无际的雪原突然意外地出现在眼前。前方只有缓缓上升的白色平原。我见过北极地区的苔原,但根本无法与之相比。在这里,你才能真正体会到维索茨基歌唱的‘白色寂静’是什么感觉。”——野外考察队首席钻探专家谢尔盖·尤尔塔耶夫分享了他的感受。 *“但无论眼前的景色多么奇妙,钻探过程,无论在哪里进行,总是由相同的、熟悉的阶段组成。设备布置、准备和连接,然后就是钻探本身。第71次南极考察遇到了异常炎热和短暂的夏天。冰川‘融化’了。在钻探点,RS-90钻机已展开,主辅设备也已布置好。整个系统组装成一个整体。我们检查了拟议的设备安装方案的可行性和野外营地的生存能力。”

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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав/ Монтаж тросов и линий смазки кронблока
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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав/ Монтаж емкости для циркуляции очистного агента (бурового раствора)
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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав
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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав/ Буровой комплекс и полевой лагерь

通常,那些第一次到达地球南极的人情绪尤为激动。但即使是经验丰富的极地工作者,在从船上登陆时也会屏住呼吸。

时隔两年,我再次来到南极。我是什么感觉?仿佛再次置身于我们这个星球上最原始、最脆弱的地方。极地工作者的故事总是遵循两种剧本之一:你来到这里,发现这不适合你,再也不回来;或者你一见钟情,每年都渴望回来!在这次考察中,我们的主要任务是进行冰川钻探的实验方法学工作。由于南极夏季异常温暖,我们遇到了一个问题,现有结构的钻机无法在松散的冰川上移动——它像犁一样切入冰川表面。考察队被迫停留在冰川流速最小但厚度很大(与设计位置显著不同)的地方。也就是说,我们脚下有300米厚的冰层,将我们与基岩隔开。总的来说,钻探‘温’冰川与在‘东方’站钻探‘冷’冰川截然不同。这里有岩屑颗粒粘连且排出不完全的问题,有高渗透性雪粒层的吸收问题,还有因井径变化导致提钻时钻具卡滞的问题。所有这些方面自然会影响钻进速度。我们获得了使用标准钻机和工具钻取冰芯的宝贵经验。所进行工作的结果将用于准备下一个考察季,届时我们计划获取期待已久的基岩岩心。”——“南极”科考队工程师研究员维亚切斯拉夫·卡多奇尼科夫强调说。

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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав
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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав

本考察季的一个显著特点是钻探队几乎完全自主生存。

“我们在距离‘进步’站10公里的一个专门搭建的营地里生活了两个月。‘野外’生活与站上生活截然不同。每天都要补充技术和饮用水、做饭、维持柴油发电机运转以获取热力和电力。天气也给我们带来了困难,经常考验我们的耐力。每周都有几次风速升至每秒25-30米,并开始降雪,导致能见度几乎为零。在营地各技术设施之间移动几乎变得不可能。由于营地是冰川上风的唯一障碍,主要的冲击总是落在我们身上。结果之一就是钻探帐篷被撕裂。每次这样的恶劣天气过后,我们就拿起铁锹,清除高达2.5米的雪‘路障’,挖掘技术设施和钻机,不仅是外面,里面也要清理。结构上任何微小的缝隙或间隙都会导致室内形成齐人高的雪堆。然而,尽管遇到了所有这些困难,这个考察季提供了难忘的工作经验、新数据和样本,有待我们返回圣彼得堡后进行分析。” ——“南极”科考队工程师研究员阿尔乔姆·扎普鲁茨基介绍说。

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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав/ Откапывание кассет бурильных труб после метели
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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав
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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав

考察,永远是你所接受的高等工程教育的试金石。就我们而言,这所大学就是矿业大学!例如,当需要改进钻头时,我们会求助于我们的‘导师’——‘苏联南极先驱’鲍里斯·库德里亚绍夫和尼古拉·瓦西里耶夫的著作。当在起下钻操作过程中钻机的管架导轨脱落时,我们会回忆起材料科学与艺术品工艺教研室老师关于金属结构焊接的讲座。在又一次暴风雪中,钻机上的钻探帐篷被撕裂,我们运用了理论力学和材料力学的知识。”——维亚切斯拉夫·卡多奇尼科夫介绍说。

钻探点的工作一直持续到2月25日,并在对钻探综合体进行封存以备下个野外考察季后结束。

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© Форпост Северо-Запад

在此期间,发生了许多与钻探、大地电磁测深、日常生活和天气相关的事件。除了完成预先计划的工作外,在新区域启动新项目迫使我们必须不断解决以前从未遇到过的意外情况。现在我可以自信地说——我们的团队成功应对了所有挑战,为此衷心感谢所有队员!”——野外考察队队长阿列克谢·博利舒诺夫总结道。

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© Форпост Северо-Запад / Кадочников Вячеслав

目前,队伍已登上“费多罗夫院士”号科考船。他们将前往“青年”站和“新拉扎列夫”站,然后预计在2-3周后启程返航回家。