南极冰下基岩钻探工程技术是研究极地地质科学的重要方向之一。通过解决南极冰下基岩岩心获取工程的技术问题,可为深入探究南极冰下地质体的物质成分、岩石组成及性质等基础地质学问题提供样本。由于南极大陆被平均几千米厚的冰盖覆盖,因此,对冰下地质体的物质成分和岩石组成等了解十分困难,详细资料更加缺乏。为此,本文介绍了南极冰下基岩钻探概况,分别从南极冰下基岩钻探装备及相关工艺方法进行综述分析,从中探寻能够实现在南极内陆快速钻穿冰层,获取更长的冰下基岩岩心的南极冰下基岩钻探装备。结果表明:(1)空气/钻井液反循环技术、连续管技术和热水钻技术是冰层快速钻进的重要发展方向之一;(2)提钻取心技术、绳索取心技术和钻井液反循环连续取心技术将是未来南极冰下基岩取心钻探的重要方向之一。本文还基于电缆悬吊式电动机械钻及岩心回转钻机,提出了多工艺融合的冰下基岩快速钻探技术,并对未来南极冰下基岩多工艺钻探装备及配套工艺技术具体研究方向进行探讨,指出南极冰下多工艺钻探技术在未来冰下基岩钻探有着极大的发展潜力,是未来获取更长冰下基岩岩心的必经之途。
在极地开展中深及深冰芯钻探项目，对获取古气候信息、揭示冰盖运动规律以及预测未来全球环境变化等方面均具有重要意义。从20世纪60年代开始，世界各国已经在极地完成了26个中深冰芯钻探项目和14个深冰芯钻探项目。目前，仍有Dome A、Beyond EPICA、MYIC、Dome Fuji和Hercules Dome等5个深冰芯钻探项目正在实施中，且俄罗斯正在筹划Dome B的深冰芯钻探项目。目前，我国仅实施过1个中深冰芯钻探项目，而深冰芯钻探项目的深度刚突破800 m。与欧洲、美国、日本和俄罗斯相比，我国在中深和深冰芯钻探技术领域施工经验少，装备自主化程度低，技术水平落后。为此，我国应积极研发具有自主知识产权的深冰芯电动机械钻具，加快实施Dome A深冰芯钻探工程，开展中深冰芯钻探及古老蓝冰钻探项目，突破冰层快速钻探和定向取芯钻探等关键技术，从而促进我国极地冰芯钻探技术的发展，提高在极地冰芯科学领域的影响力。
在极地开展中深及深冰芯钻探项目，对获取古气候信息、揭示冰盖运动规律以及预测未来全球环境变化等方面均具有重要意义。从20世纪60年代开始，世界各国已经在极地完成了26个中深冰芯钻探项目和14个深冰芯钻探项目。目前，仍有Dome A、Beyond EPICA、MYIC、Dome Fuji和Hercules Dome等5个深冰芯钻探项目正在实施中，且俄罗斯正在筹划Dome B的深冰芯钻探项目。目前，我国仅实施过1个中深冰芯钻探项目，而深冰芯钻探项目的深度刚突破800 m。与欧洲、美国、日本和俄罗斯相比，我国在中深和深冰芯钻探技术领域施工经验少，装备自主化程度低，技术水平落后。为此，我国应积极研发具有自主知识产权的深冰芯电动机械钻具，加快实施Dome A深冰芯钻探工程，开展中深冰芯钻探及古老蓝冰钻探项目，突破冰层快速钻探和定向取芯钻探等关键技术，从而促进我国极地冰芯钻探技术的发展，提高在极地冰芯科学领域的影响力。
内蒙古东北部拉布达林盆地是我国陆域高纬度冻土型天然气水合物重要潜在分布区，有望成为祁连山木里高海拔冻土型天然气水合物的互补类型，具重要调查研究价值。目前该区天然气水合物调查研究程度较低，2023年内蒙古自治区地质调查研究院首次在该区部署两口天然气水合物探井。以资料较为齐全的ST-1井为例开展综合分析与区域对比研究，旨在总结各种可能与天然气水合物相关的异常现象，分析天然气水合物形成的有利条件，指出研究区天然气水合物-浅层气系统的共生模式。研究显示：（1）本次钻探中发现岩心表面冒泡现象、井涌现象、烃类气测和岩心解吸气高含量异常现象、自生方解石伴生产出现象等，可能与天然气水合物直接或间接相关。（2）岩心解吸气组成主要为CH4,次为CO2,还含少量C2H6,主要以煤型气来源为主，可能还含少部分微生物成因气及热解成因混合气。（3）钻遇的下白垩统大磨拐河组（K1d）有机碳含量在3.16%～31.19%间，平均12.48%,生烃潜量在1.50～113.78 mg/g间，平均45.50 mg/...
内蒙古东北部拉布达林盆地是我国陆域高纬度冻土型天然气水合物重要潜在分布区，有望成为祁连山木里高海拔冻土型天然气水合物的互补类型，具重要调查研究价值。目前该区天然气水合物调查研究程度较低，2023年内蒙古自治区地质调查研究院首次在该区部署两口天然气水合物探井。以资料较为齐全的ST-1井为例开展综合分析与区域对比研究，旨在总结各种可能与天然气水合物相关的异常现象，分析天然气水合物形成的有利条件，指出研究区天然气水合物-浅层气系统的共生模式。研究显示：（1）本次钻探中发现岩心表面冒泡现象、井涌现象、烃类气测和岩心解吸气高含量异常现象、自生方解石伴生产出现象等，可能与天然气水合物直接或间接相关。（2）岩心解吸气组成主要为CH4,次为CO2,还含少量C2H6,主要以煤型气来源为主，可能还含少部分微生物成因气及热解成因混合气。（3）钻遇的下白垩统大磨拐河组（K1d）有机碳含量在3.16%～31.19%间，平均12.48%,生烃潜量在1.50～113.78 mg/g间，平均45.50 mg/...
西藏尼洋河流域水能资源丰富，然而存在超300 m厚度的覆盖层，探明深厚覆盖层的成因对开发水能资源有十分重要的意义。通过对多布水电站坝址深厚覆盖层进行钻探分析、物探解译和综合分析，发现青藏高原特殊的地质环境与气候变迁是多布水电站深厚覆盖层形成的直接原因。研究结果表明，尼洋河流域深厚覆盖层成因主要包含“气候型”加积型、河流冲积层、崩滑流加积层、堰塞湖相沉积、“构造型”加积层等5种类型。本文可为含深厚覆盖层地区水电工程选址和开发提供参考和指导。
西藏尼洋河流域水能资源丰富，然而存在超300 m厚度的覆盖层，探明深厚覆盖层的成因对开发水能资源有十分重要的意义。通过对多布水电站坝址深厚覆盖层进行钻探分析、物探解译和综合分析，发现青藏高原特殊的地质环境与气候变迁是多布水电站深厚覆盖层形成的直接原因。研究结果表明，尼洋河流域深厚覆盖层成因主要包含“气候型”加积型、河流冲积层、崩滑流加积层、堰塞湖相沉积、“构造型”加积层等5种类型。本文可为含深厚覆盖层地区水电工程选址和开发提供参考和指导。
在冰层钻进时，热融钻具往往会发生倾斜，导致其偏离目标冰层，无法完成既定钻探任务，因此必须对热融钻具的倾斜进行预防和纠正。为此，本文首先分析了热融钻具发生倾斜的原因，并将其归纳为热融钻头底部冰层受热不均、热融钻具结构稳定性差、放缆速度高于钻进速度、钻孔直径过大等；然后，从热力法、重力法、浮力法、推靠法、扶正器法、导向杆嫁接法、钻孔直径减小法等方面归纳总结了热融钻具的防/纠斜方法，从而为进一步开展热融钻具防/纠斜研究奠定了基础。
在冰层钻进时，热融钻具往往会发生倾斜，导致其偏离目标冰层，无法完成既定钻探任务，因此必须对热融钻具的倾斜进行预防和纠正。为此，本文首先分析了热融钻具发生倾斜的原因，并将其归纳为热融钻头底部冰层受热不均、热融钻具结构稳定性差、放缆速度高于钻进速度、钻孔直径过大等；然后，从热力法、重力法、浮力法、推靠法、扶正器法、导向杆嫁接法、钻孔直径减小法等方面归纳总结了热融钻具的防/纠斜方法，从而为进一步开展热融钻具防/纠斜研究奠定了基础。
为查明人类活动对木里冻土区水文环境造成的影响，选取高寒冻土区人类活动最为显著的木里煤田聚乎更矿区，以区内大通河支流水系河水为研究对象，基于水化学组成空间特征，利用氢、氧、碳、氮、硫、锶等多元同位素开展示踪研究.研究表明：（1）冻结层上水是河水的主要补给来源，煤矿开采、天然气水合物钻探等人类活动破坏原有冻土结构，增加了冻结层上水对河水的贡献比例；（2）河水中主要溶解性营养物质(SO42-、NO3-和DOC)浓度的增加源于人类活动的影响：硫氧同位素揭示了大规模的煤矿露天开采促进还原硫氧化，是导致冻结层上水和河水中SO42-升高的主要原因；氮氧同位素表明河水中高浓度的NO3-来源于散养式放牧的牲畜粪便；DOC主要来源于高寒草甸植物降解产生的土壤有机质，人类活动影响下增加了DOC和DIC的输出，增强了源区河水中的微生物活动；（3）除H2CO3风化碳酸盐岩外，受人类活动煤矿开采影...