科學(xué)無(wú)垠 行者無(wú)疆——記中國(guó)科學(xué)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(gè)從中國(guó)傳統(tǒng)文化積淀的古老土地上走出的學(xué)者，他睿智、儒雅、有擔(dān)當(dāng)，面對(duì)一系列世界級(jí)難題，他帶領(lǐng)他的科研團(tuán)隊(duì)大膽探索，奮力拼搏，取得了油氣勘探技術(shù)多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。接到記者的電話，張劉平謙遜地說(shuō)：“應(yīng)該多采訪一些更年輕的專家，給他們更多的機(jī)會(huì)?！?/p>

一生的緣分從一個(gè)偶然開(kāi)始

“我沒(méi)想過(guò)會(huì)和地質(zhì)科學(xué)打一輩子交道，上中學(xué)時(shí)我的數(shù)理化成績(jī)非常好，高考的時(shí)候沒(méi)有報(bào)這個(gè)專業(yè)，當(dāng)時(shí)不了解地質(zhì)科學(xué)，不知道是怎么回事，談不上喜歡?！?他對(duì)記者說(shuō)。

“得服從國(guó)家分配……”雖然沒(méi)有思想準(zhǔn)備，但是張劉平還是在“國(guó)家需要”這個(gè)樸素的感召下，走上了一條后來(lái)他為之全心奮斗的油氣勘探研究之路。

“我慢慢對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)產(chǎn)生了興趣，一件事情等你做長(zhǎng)了以后，就會(huì)有感情。開(kāi)始我不喜歡學(xué)習(xí)地質(zhì)，更不愿意看石頭，后來(lái)看石頭看出感情來(lái)了，越看越喜歡。”如今已是年過(guò)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(jì)80年代初，他畢業(yè)于北京大學(xué)地質(zhì)系巖礦與地球化學(xué)專業(yè)，獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位。在學(xué)?！皭?ài)國(guó)進(jìn)步，民主科學(xué)”的熏陶下，張劉平獲得了精細(xì)的系統(tǒng)化訓(xùn)練。1983年，大學(xué)畢業(yè)的張劉平被分配到華北石油管理局勘探開(kāi)發(fā)研究院。當(dāng)時(shí)的研究院注重年青人的培養(yǎng)，他在26歲時(shí)便獨(dú)立承擔(dān)研究項(xiàng)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(kāi)拓創(chuàng)新。1995年，他晉升為高級(jí)工程師。這時(shí)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(jiān)韌成為他性格的一種特質(zhì)。

2000年，對(duì)知識(shí)的渴望促使他又完成了在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球化學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)，其學(xué)位論文用英文撰寫(xiě)，順利通過(guò)國(guó)際著名專家評(píng)審與答辯，獲得理學(xué)博士學(xué)位。與許多不斷求學(xué)的人一樣，張劉平?jīng)]有滿足，他把目光投向下一個(gè)目標(biāo)，到中國(guó)石油大學(xué)（北京）攻讀博士后。在這兩個(gè)階段，他先后得到了阮天健、費(fèi)琪和金之鈞教授嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的教育，“君子治學(xué)處事，立志高遠(yuǎn)卻又基礎(chǔ)扎實(shí)，胸襟開(kāi)闊更能兼察微理”，導(dǎo)師們用自己的言行為這種君子之風(fēng)做了很好的詮釋。

2002年博士后出站，他來(lái)到中科院地質(zhì)與地球物理研究所工作。具有多年基層實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的他在中科院嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)研究氛圍中，更養(yǎng)成了實(shí)事求是、理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)術(shù)作風(fēng)正派的良好素質(zhì)。定格在腦海中為國(guó)獻(xiàn)身的報(bào)國(guó)之志，在歲月的沖刷下，愈發(fā)亮眼。

張劉平的時(shí)間多是在實(shí)驗(yàn)室里，在計(jì)算機(jī)旁，在論文的字里行間。對(duì)于近乎“苦行”的求學(xué)歷程，他其實(shí)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(gè)躊躇滿志的莘莘學(xué)子，到嶄露頭角的青年才俊，再到知識(shí)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(xiàn)精神的堅(jiān)實(shí)腳印。他深邃的目光始終放眼未來(lái)，而那目光中的焦點(diǎn)，卻始終落在祖國(guó)石油科技的發(fā)展。

突破性成果從基本概念開(kāi)始

來(lái)到中國(guó)科學(xué)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(lái)越豐碩的開(kāi)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(dòng)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(yùn)移、儲(chǔ)集與散失及相應(yīng)的評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)理論與方法。今年，在他和團(tuán)隊(duì)的努力下，中國(guó)油氣勘探技術(shù)再獲重大進(jìn)展——

在油氣勘探技術(shù)系列中，地表油氣地球化學(xué)是一種廉價(jià)、快速和直接的勘探手段，也是應(yīng)用地球化學(xué)的一個(gè)重要分支。它要求以現(xiàn)代地球化學(xué)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?chē)鷰r石和地表土壤及它們所含的流體中形成多種地球化學(xué)暈，造成其中的烴類(lèi)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(huì)在地表或近地表呈現(xiàn)這種油氣滲漏信號(hào)，這些油氣信號(hào)在地表地球化學(xué)中被稱為油氣異常。

雖然經(jīng)過(guò)80多年的發(fā)展，但地表油氣地球化學(xué)仍然存在很多問(wèn)題。一是地表干擾可造成“假異?！保欢堑刭|(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(cè)的多解性。這些問(wèn)題的存在使得地表油氣地球化學(xué)并未得到廣泛應(yīng)用。

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

張劉平團(tuán)隊(duì)針對(duì)上述存在的問(wèn)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(duì)油氣異常開(kāi)展研究，發(fā)現(xiàn)了多種形成機(jī)制和相應(yīng)的多種類(lèi)型的油氣異常，對(duì)于不同類(lèi)型的油氣異常，采用不同的預(yù)測(cè)方式。

“已有的理論與方法之所以不能解決實(shí)際問(wèn)題，往往是在基本概念上存在問(wèn)題，因此研究工作有時(shí)需要從基本概念入手。”張劉平在采訪時(shí)如是說(shuō)。張劉平團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，不區(qū)分異常類(lèi)型的做法會(huì)造成異常解釋具有多解性，同時(shí)也是導(dǎo)致預(yù)測(cè)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(qiáng)度、垂直）和滲逸（高強(qiáng)度、旁側(cè)）兩類(lèi)油氣異常的新概念和相應(yīng)的預(yù)測(cè)方法。如果改了一個(gè)學(xué)科的基本概念，就得對(duì)這個(gè)學(xué)科中的許多理論和方法重新進(jìn)行系統(tǒng)的研究。張劉平團(tuán)隊(duì)勇敢地承擔(dān)了這種艱難的任務(wù)。

提取油氣異常信號(hào)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(shí)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(lèi)型的異常。

張劉平團(tuán)隊(duì)從油氣異常新概念出發(fā)，重新對(duì)異常下限和不同類(lèi)型異常間的界限進(jìn)行了定義，并通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)建立了異常下限和不同類(lèi)型異常間界限的理論公式。進(jìn)而，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、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(lèi)分析這一新的數(shù)學(xué)方法，最終建立起分類(lèi)識(shí)別油氣異常的新方法。

針對(duì)地表干擾和地質(zhì)條件對(duì)油氣異常的影響造成預(yù)測(cè)成功率低甚至不能預(yù)測(cè)這一難題，張劉平團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究機(jī)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(guó)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(gè)地區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐，取得了良好的應(yīng)用效果。其中，渤海灣盆地東營(yíng)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(xué)實(shí)現(xiàn)了從不能預(yù)測(cè)到能夠預(yù)測(cè)油氣分布的轉(zhuǎn)變，揭示了三個(gè)油氣富集帶。

隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)行業(yè)走向更加偏遠(yuǎn)和復(fù)雜的領(lǐng)域，行業(yè)發(fā)展對(duì)新技術(shù)的依賴程度將進(jìn)一步提高。從張劉平——這位長(zhǎng)年工作在油氣勘探研究一線的科研工作者的切身體會(huì)中，筆者也體會(huì)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(xué)這塊豐潤(rùn)的土壤，是最適合張劉平發(fā)展的空間。理想和奮斗、實(shí)踐與探索中的不斷開(kāi)拓與創(chuàng)新，張劉平給自己永遠(yuǎn)是無(wú)窮的力量。對(duì)事業(yè)、對(duì)真理執(zhí)著的追求和對(duì)祖國(guó)的熱愛(ài)，讓他將心中的科研熱情無(wú)私地奉獻(xiàn)出來(lái)。充實(shí)的工作、不竭的熱情，是從前和如今的張劉平。未來(lái)，這位學(xué)者，帶給我們的又將是怎樣一種震撼，我們期待著。