科學無垠 行者無疆——記中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所張劉平研究員

本刊記者 李明麗

作為一個從中國傳統(tǒng)文化積淀的古老土地上走出的學者，他睿智、儒雅、有擔當，面對一系列世界級難題，他帶領(lǐng)他的科研團隊大膽探索，奮力拼搏，取得了油氣勘探技術(shù)多項創(chuàng)新性成果。接到記者的電話，張劉平謙遜地說：“應(yīng)該多采訪一些更年輕的專家，給他們更多的機會?！?/p>

一生的緣分從一個偶然開始

“我沒想過會和地質(zhì)科學打一輩子交道，上中學時我的數(shù)理化成績非常好，高考的時候沒有報這個專業(yè)，當時不了解地質(zhì)科學，不知道是怎么回事，談不上喜歡。” 他對記者說。

“得服從國家分配……”雖然沒有思想準備，但是張劉平還是在“國家需要”這個樸素的感召下，走上了一條后來他為之全心奮斗的油氣勘探研究之路。

“我慢慢對自己所學的專業(yè)產(chǎn)生了興趣，一件事情等你做長了以后，就會有感情。開始我不喜歡學習地質(zhì)，更不愿意看石頭，后來看石頭看出感情來了，越看越喜歡?！比缃褚咽悄赀^半百的張劉平博士，描述著他與地質(zhì)結(jié)下不解之緣的那些最初的日子。上世紀80年代初，他畢業(yè)于北京大學地質(zhì)系巖礦與地球化學專業(yè)，獲得理學學士學位。在學?！皭蹏M步，民主科學”的熏陶下，張劉平獲得了精細的系統(tǒng)化訓練。1983年，大學畢業(yè)的張劉平被分配到華北石油管理局勘探開發(fā)研究院。當時的研究院注重年青人的培養(yǎng)，他在26歲時便獨立承擔研究項目了。骨子里的那股子韌勁兒促使他在前人的基礎(chǔ)上不斷開拓創(chuàng)新。1995年，他晉升為高級工程師。這時的張劉平日趨成熟，隨著環(huán)境的變遷和生活的磨礪，執(zhí)著和堅韌成為他性格的一種特質(zhì)。

2000年，對知識的渴望促使他又完成了在中國地質(zhì)大學（武漢）地球化學專業(yè)的學習，其學位論文用英文撰寫，順利通過國際著名專家評審與答辯，獲得理學博士學位。與許多不斷求學的人一樣，張劉平?jīng)]有滿足，他把目光投向下一個目標，到中國石油大學（北京）攻讀博士后。在這兩個階段，他先后得到了阮天健、費琪和金之鈞教授嚴謹治學的教育，“君子治學處事，立志高遠卻又基礎(chǔ)扎實，胸襟開闊更能兼察微理”，導師們用自己的言行為這種君子之風做了很好的詮釋。

2002年博士后出站，他來到中科院地質(zhì)與地球物理研究所工作。具有多年基層實際工作經(jīng)驗的他在中科院嚴謹?shù)幕A(chǔ)研究氛圍中，更養(yǎng)成了實事求是、理論聯(lián)系實際、學術(shù)作風正派的良好素質(zhì)。定格在腦海中為國獻身的報國之志，在歲月的沖刷下，愈發(fā)亮眼。

張劉平的時間多是在實驗室里，在計算機旁，在論文的字里行間。對于近乎“苦行”的求學歷程，他其實是慶幸的，正是那些年辛苦的積累才成就了日后的厚積薄發(fā)。

30年間，張劉平從一個躊躇滿志的莘莘學子，到嶄露頭角的青年才俊，再到知識淵博的博士，在他背后留下的則是一行行閃耀著智慧光芒和奉獻精神的堅實腳印。他深邃的目光始終放眼未來，而那目光中的焦點，卻始終落在祖國石油科技的發(fā)展。

突破性成果從基本概念開始

來到中國科學院以后，他全身心地投入到科研中，也是張劉平突破性成果越來越豐碩的開始。

他以流體為主線，從殼幔物質(zhì)交換、殼內(nèi)盆地流體活動以及地殼與大氣圈的物質(zhì)交換三方面，研究油氣的生成、運移、儲集與散失及相應(yīng)的評價、預(yù)測理論與方法。今年，在他和團隊的努力下，中國油氣勘探技術(shù)再獲重大進展——

在油氣勘探技術(shù)系列中，地表油氣地球化學是一種廉價、快速和直接的勘探手段，也是應(yīng)用地球化學的一個重要分支。它要求以現(xiàn)代地球化學分析方法所取得的數(shù)據(jù)去幫助尋找油氣藏。其理論基礎(chǔ)是埋藏于地下幾千米的油氣藏中滲漏出的微量烴組分在周圍巖石和地表土壤及它們所含的流體中形成多種地球化學暈，造成其中的烴類和相關(guān)化合物及其元素含量和同位素比值的變化。含油氣盆地都會在地表或近地表呈現(xiàn)這種油氣滲漏信號，這些油氣信號在地表地球化學中被稱為油氣異常。

雖然經(jīng)過80多年的發(fā)展，但地表油氣地球化學仍然存在很多問題。一是地表干擾可造成“假異?！?；二是地質(zhì)條件的影響使得“真異常消失”；三是油氣異常的多樣性造成預(yù)測的多解性。這些問題的存在使得地表油氣地球化學并未得到廣泛應(yīng)用。

地表油氣地球化學的核心問題在于如何能夠正確地獲取油氣異常信號，若能成功獲取并應(yīng)用這些異常，則將會在油氣勘探領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。

張劉平團隊針對上述存在的問題提出了新的概念和方法，并取得了良好的應(yīng)用效果。他們首先對油氣異常開展研究，發(fā)現(xiàn)了多種形成機制和相應(yīng)的多種類型的油氣異常，對于不同類型的油氣異常，采用不同的預(yù)測方式。

“已有的理論與方法之所以不能解決實際問題，往往是在基本概念上存在問題，因此研究工作有時需要從基本概念入手?！睆垊⑵皆诓稍L時如是說。張劉平團隊發(fā)現(xiàn)，不區(qū)分異常類型的做法會造成異常解釋具有多解性，同時也是導致預(yù)測失敗的重要原因之一。為減少多解性，他們建立了微滲逸（低強度、垂直）和滲逸（高強度、旁側(cè)）兩類油氣異常的新概念和相應(yīng)的預(yù)測方法。如果改了一個學科的基本概念，就得對這個學科中的許多理論和方法重新進行系統(tǒng)的研究。張劉平團隊勇敢地承擔了這種艱難的任務(wù)。

提取油氣異常信號的重要環(huán)節(jié)是異常下限的確定。傳統(tǒng)的異常下限確定公式實際上僅僅是線性變換，需要人為確定異常下限值，更不能區(qū)分不同類型的異常。

張劉平團隊從油氣異常新概念出發(fā)，重新對異常下限和不同類型異常間的界限進行了定義，并通過嚴格的數(shù)學推導建立了異常下限和不同類型異常間界限的理論公式。進而，運用統(tǒng)計學、運籌學、分形幾何和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種方法，并且創(chuàng)建和應(yīng)用邏輯乘聚類分析這一新的數(shù)學方法，最終建立起分類識別油氣異常的新方法。

針對地表干擾和地質(zhì)條件對油氣異常的影響造成預(yù)測成功率低甚至不能預(yù)測這一難題，張劉平團隊通過研究機理，建立理論模型，采用小波分析等處理手段建立起消除干擾和影響的新方法。

這套新概念、新方法已在我國渤海灣、二連盆地、鄂爾多斯、吐哈和俄羅斯西西伯利亞盆地等十多個地區(qū)進行了應(yīng)用實踐，取得了良好的應(yīng)用效果。其中，渤海灣盆地東營凹陷南斜坡的應(yīng)用最為典型。其研究結(jié)果與地球物理和鉆探資料相吻合，使地表油氣地球化學實現(xiàn)了從不能預(yù)測到能夠預(yù)測油氣分布的轉(zhuǎn)變，揭示了三個油氣富集帶。

隨著油氣勘探開發(fā)行業(yè)走向更加偏遠和復(fù)雜的領(lǐng)域，行業(yè)發(fā)展對新技術(shù)的依賴程度將進一步提高。從張劉平——這位長年工作在油氣勘探研究一線的科研工作者的切身體會中，筆者也體會到了創(chuàng)新性研究要面臨的諸多困難，付出的諸多艱辛。

科學這塊豐潤的土壤，是最適合張劉平發(fā)展的空間。理想和奮斗、實踐與探索中的不斷開拓與創(chuàng)新，張劉平給自己永遠是無窮的力量。對事業(yè)、對真理執(zhí)著的追求和對祖國的熱愛，讓他將心中的科研熱情無私地奉獻出來。充實的工作、不竭的熱情，是從前和如今的張劉平。未來，這位學者，帶給我們的又將是怎樣一種震撼，我們期待著。