金剛石有極高的硬度和導熱性，在工業上應用非常廣泛，可以用來切削和刻畫其他物質，因此在航空航天、國防軍工、高檔數控機床、芯片制造、汽車、石油與天然氣鉆井、地質勘探等國防、國民經濟和尖端科學技術領域都有廣泛應用。從某種意義上說，金剛石就是“工業的牙齒”。

       但這顆堅硬無比的牙齒，并不是哪個國家都能擁有的——至少在70年前，中國就是如此。

       世界上天然金剛石資源十分匱乏。各國科學家們因此紛紛投入人造金剛石的研究中。1954年，通用電氣的超壓計劃終于成功制造了一批人造金剛石。對西方國家來說，這一突破解決了一大難題。但在中國，問題卻依然在。天然金剛石資源匱乏，又無法引進人造金剛石技術，難道中國的工業就要就此被其他國家遠遠甩到身后了嗎？

       在這樣的時刻，一個人站了出來——他就是素有“中國鉆探之父”之稱的中國工程院院士、探礦工程專家劉廣志。

       立志報國

       不能上天就入地

       劉廣志1923年3月11日生于北平。幼年時，他曾目睹侵華日軍的狂轟濫炸，因此，他決心要學習造飛機，把侵略者趕出中國。高中一畢業，他就設法逃出了已經被日軍占領的北平，考進了西南聯合大學機械系。不久，劉廣志因參加學生運動，無法繼續在西南聯大就讀，于是轉入地處陜西漢中的國立西北工學院礦冶系就讀。

       “不能上天就入地”，自此，他也立下了新的志向——為祖國尋找地下寶藏。

       1947年，剛畢業的劉廣志便奔赴玉門關，在玉門油田做了近三年的工程實習員。

1947年，劉廣志在西北工學院留影

       甘肅玉門油礦是支撐中國堅持抗戰的唯一一座石油能源基地。在這里，劉廣志真正開始接觸到了鉆探。當時我國的石油鉆探技術還不夠成熟，在鉆探過程中，時常遭遇鉆桿斷折、鉆孔被堵之類的事故。有一次事故讓他印象最為深刻：當時，油井在提取鉆桿過程中突然發生了強烈井噴，噴出的油柱超過了40米。現場一片慌亂。好在，劉廣志第一時間行動起來。他一個箭步沖到設備旁，關閉了現場的采油機與泵機，成功地避免了一次重大事故。

       就這樣，劉廣志積極地參與現場工作，并實地解決問題，積累下豐富的經驗與心得。靠著這段在油田實習的日子，劉廣志打下了扎實的基本功，也將這些所學所思運用到了后來的探索中。

       1949年，他開始擔任中國地質計劃委員會勘探局鉆探組工程師。當年7月，他帶領著一批新老工人在北京門頭溝區耿王墳工地豎起一座鉆塔，用時3個月就鉆成了500米深的鉆孔。這就是中華人民共和國成立后，地質部門的第一座鉆塔。

劉廣志參加學術活動

       從這以后，劉廣志就在鉆探領域一路深耕了下去，迅速成為中國鉆探隊伍的中堅力量。為了解決新中國蓬勃發展的各項事業對礦產資源的急切需求，劉廣志克服種種困難，與同行們共同努力，很快就開啟了中國地質人此前從未嘗試過的多工種聯合找礦工作。

       尋找礦藏

       先解決金剛石問題

       然而，隨著工作的開展，一個棘手的問題漸漸浮出水面。探礦技術隊伍成立之初，全國只有10多臺鉆機。而到了1953年，全國開動鉆機，連同備用鉆機已經超過3000臺——猛增了300倍。鉆機數量猛增卻并未能帶來產量、效率、質量的同等提升。尤其是在邁入20世紀60年代后，新中國的鉆探工程施工更是陷入了效率低、質量差、成本高的困境。

       關鍵問題出在鉆頭上。當時的鉆探工作，在軟巖層主要使用硬合金鉆頭，而鉆探硬巖層主要使用特砂，后來又改用鋼絲切制的鋼粒，鉆速非常低，鋼材耗費也十分驚人。為了解決這個問題，劉廣志大膽提出：開展金剛石鉆探，是扭轉鉆探事業的關鍵。

       可金剛石從何而來呢？當時，中國尚未找到大型天然金剛石礦。上級領導指出：“必須立足于國內，立足于人造。”因此，劉廣志在廣泛征求意見后，開始著手領導并組織實施人造金剛石鉆頭的研制工作。

       在劉廣志的帶領下，全體攻關人員經過了無數次的試驗，終于在1963年11月合成了新中國的第一顆人造金剛石。此時，距離美國通用電氣公司做出第一顆人造金剛石僅僅過去了8年。

       經過對比試驗，我國自主研發的人造金剛石鉆頭的鉆進效率和質量都明顯超過了當時的日制金剛石鉆頭。這也使得我國的探礦事業由此開始迅速發展起來。依靠這樣有力的工具，中國先后探明了全國有儲量的礦種達103種，完全推翻了國外地質學家關于“中國貧鐵、缺銅、少油”的結論，為新中國的工業建設作出了巨大貢獻。

       探索深地

       推動“伸入地球的望遠鏡”

       為新中國解決了礦產資源的燃眉之急后，劉廣志并未止步。他的足跡遍布中國各地，研究的領域也不斷擴大，石油地質、海洋、水文、多種工程鉆探和掘進工程中都有他的身影。

       劉廣志也沒忘了自己的“老本行”——石油。他多次倡導關注非生物源油氣，為人類找到用之不竭的潔凈能源。

劉廣志（右2）在隧道施工現場

       他還為中國架起了一座通向地球內部的望遠鏡。那是在1973年，一個偶然的機會，劉廣志在《美國科學家》（American Scientist）雜志上看到一篇題為《深海鉆探十年》的文章。這篇文章講述了深海鉆探方面的工作：如何通過鉆探抵達上地幔，研究大洋洋底的沉積和演化，并進一步證實大地擴張說、板塊移動說……這個研究方法引起劉廣志的濃厚興趣。他敏銳地關注到了“大陸科學鉆探”這項處于世界科學前沿的新興學科。

       當時，美蘇等國都在深地探索方面取得了重大的進展。1974年，美國在俄克拉何馬州鉆成了伯沙羅杰斯鉆洞（Bertha Rogers hole），深9583米。這個世界紀錄一直保持到1980年，才被蘇聯科學家在科拉半島打出的科拉超深井（SG-3，深達12262米）打破。而SG-3更是成為了地質學上的一個里程碑事件——在其中發現的“不該出現的深部循環流體”，引發了地震、地電、地磁等方面的新發現，推倒了許多傳統理論。相關發現一經公布，便立即震動了全世界的科學家們。

       為了追蹤這門前沿學科的動態，1983年到1984年間，劉廣志先后發表了多篇文章，詳細介紹了深孔鉆探對于研究深部地質學的重要意義，并指出我國亟待籌備超深井鉆探工作。1988年，劉廣志更是組織了行業內鉆探和探礦機械方面的教授、專家、翻譯人員，編印出版了八冊《科學鉆探文集》。一石激起千層浪，這也讓科學鉆探成為了當時地學界的熱門話題。

       1989年，中國的超深鉆探終于由劉廣志的個人倡議，變成了地學家們的集體努力。2001年8月4日，被稱為“伸入地球的望遠鏡”的5000米深鉆孔在江蘇省東海縣開工。當時已經年近80歲的劉廣志噙著熱淚激動地說：“從我提出倡議到今天，已歷時8412天。我終于看到在我們國土上打自己的科研深井！”

鉆井設備和工具

       2005年3月9日，科鉆一井的鉆井終孔深度達到5158米，超額完成了既定的鉆井計劃。這一工程項目的實施，不僅對于我國鉆探技術的發展起到了巨大的推動作用，在地質科學上也收獲頗豐：不僅發現了連續400米的金紅石帶，還在1000多米處取得了地下液體，并獲得了巖心、測井、巖心對比和定位等三大剖面的信息。

       從打破我國鉆探技術的關鍵難題，到引領深地探究，為我國架起深入地球內部5000米的望遠鏡，劉廣志在鉆探事業中，始終保持著赤子熱忱之心，也成為了我國鉆探領域中不折不扣的領路人。

參考文獻：

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