中國大陸科學鉆探工程是國家重大科學工程之一，是目前國際上正在實施的最深的科學鉆井，受到國內外地學界的高度關注。中國大陸科學鉆探工程的孔址位于蘇魯超高壓變質帶南部的東海縣，其穿過的巖石是曾位于板塊會聚邊界的地幔深處，是研究大陸深俯沖及地幔動力學的最佳選址。中國大陸科學鉆探的科學目標旨在通過對鉆孔中獲取的全部連續巖心、液態和氣態樣品及原位測井數據進行的全方位測量與綜合研究，建立5km孔深的各類多學科精細剖面，再造北中國板塊與揚子板塊會聚邊界深部三維物質的組成和分布及三維結構構造；闡明板塊會聚邊緣的深部流體作用、殼一幔相互作用及地幔中物質循環和流變學；尋找超深地幔條件下形成的特征礦物，揭示超高壓變質成礦機理：
 
  建立結晶巖地區地球物理理論模型和解釋標尺；揭示超高壓變質巖石的形成與折返模型及板塊會聚邊界的深部動力學機制。通過5 km深孔營造的特殊地下空間，研究現代地殼的物理、化學及生物作用，并將建立亞洲第一個大陸科學鉆探深孔長期觀察實驗站。中國大陸科學鉆探工程運用先進的鉆探和測井技術，首次在高難度的硬巖中鉆進3 636 m深度，鉆井斜度平均5度左右，取心率80%以上。通過初步研究，已建立了中國大陸鉆探工程主孔3 000 m的構造學、巖石學、地球化學、巖石物理、礦化、地球物理VSP、測井及微生物剖面，并進行了巖心的深度和方位準確歸位。初步揭示了超高壓變質帶三維物質組成、結構及研究了大陸深俯沖的動力學機制，發現了來自地下深部的特殊氣體異常和地下極端條件下的微生物，擴大了金紅石礦床的規模，取得了重要的理論與應用性研究成果。
 
  (1)揭示主孔2 000 m榴輝巖的厚度超過1 000 m，在原定的金紅石礦體下又發現了400 m厚的達工業品位的新的金紅石礦體，主孔和衛星孔巖心中揭示地幔巖厚620 m。
 
  (2)揭示了主孔2 000 m深度的各類巖石中均含有超高壓礦物柯石英，在主孔附近的榴輝巖薄片中發現金剛石，結合區域大面積范圍內普遍發現柯石英，證明了巨量物質深俯沖的重要論點。通過SHRIMP測年在同一鋯石不同微區中準確確定超高壓峰期240～ 220 Ma及退變質事件220-200 Ma的年齡。
 
  (3)在片麻巖和退變榴輝巖中發現與柯石英共存于同一變質增生鋯石微區中的C02氣-H20液兩相流體包裹體，提供了超高壓峰期變質階段處于“濕體系”環境的有利證據。
 
  (4)以鉆孔附近榴輝巖為實驗材料，通過高溫高壓的實驗和研究，發現榴輝巖結構水析出引起不穩定性和致裂作用，是一種新的斷裂機制，它成功地解釋了俯沖過程中發生的高溫地震成因，同時也為地幔轉換帶的深源地震機制提供了新的啟示。本文已在《自然》Nature雜志上（2004年，428卷）刊登。
 
  (5)氧同位素研究表明，巨量超高壓變質巖具有異常低的氧同位素值，平面面積達5 000 mz，深度達1 600 m，表明超高壓變質巖的原巖在近地表與大氣降水發生交換，花崗巖體的侵人為其提供熱源，為晚元古代全球性雪球事件提供重要證據。
 
  (6)在衛星孔CCSD-PP1東海芝麻坊地幔巖的單斜輝石包體中發現鈦斜硅鎂石和鈦粒硅鎂石出溶體；在石榴石中發現罕見的超高壓IOA礦物相；橄欖石優選方位的EBSD組構與阿爾卑斯阿拉米地幔巖相同，說明備受國內外地學界關注的芝麻坊地幔巖可能經過了超高壓變質作用，俯沖深度可能超過250 km。
 
  (7)劃分了構造巖片單元，確定了其邊界的韌性剪切帶性質，并發現早期超高壓變質巖石的流變學信息。
 
  (8)建立的隨巖性變化的彈性波速度和熱導率連續剖面，對地震反射和熱結構提供了巖石物性的制約；建立了鉆孔的VSP地震剖面。通過鉆孔驗證了孔區深部為向南東緩傾的構造巖片結構，以及強地震反射層和大型韌性剪切帶有關。地震反射資料還揭示地幔中層狀結構，地震層析資料揭示了郯廬斷裂和響水斷裂均為超巖石圈大于250 km斷裂。
 
  (9)從400多m深度開始，發現了甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烴類氣體、氦氣、二氧化碳、一氧化碳氣體及氮氣氬氣的異常，建立了地下流體系列異常剖面，發現氣體異常隨深度越來越頻繁出現，并且與裂隙有關。初步研究表明，一部分地下流體的來源可能是多樣的，有一部分可能來自深部地幔。
 
  (10)中美合作開展對2 000 m巖心的地下微生物研究，通過及時對巖心的低溫冷儲及DNA分析，首次在476m深度的榴輝巖中發現太古菌及細菌，繼后又對6個不同的深度、4種不同巖性的固體樣品及流體樣品進行DNA分析，發現了大量極端條件下形成的微生物：有嗜酸菌、嗜鐵菌、嘈甲烷菌等，并完成了嗜熱微生物的分離培養及鑒定的試驗性工作。設計了一系列培養基，已經分離得到兩株高溫菌株。另外，在衛星孔CCSD-PP1地幔巖中發現古菌，為地下生物圈及生命起源的研究提供了重要信息。