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黄汲清院士:突破理论束缚,摘掉“中国贫油”帽子(上)
发布时间:2024-05-07     作者:杨丽娟   来源:中国科学报   分享到:

黄汲清(1904—1995)

黄汲清,地质学家,我国近现代地质事业开拓者和奠基人之一,中国科学院院士。1924年进入北京大学地质系学习,1935年获瑞士浓霞台大学理学博士学位。发表《中国南部二叠纪地层》,提出了中国二叠纪的三分方案,建立了中国二叠纪地层划分的基础;撰写《新疆油田地质调查报告》,提出了陆相生油论和多期多层生储油论;出版《中国主要地质构造单位》,创立多旋回构造运动学说,奠定了中国大地构造学的基础;主编中国东部14幅1∶100万国际分幅地质图及1∶300万的中国地质图,对全国矿产普查起到重要作用。

20世纪50年代,指导与部署全国石油普查,为大庆油田的发现作出了重大贡献。曾获国家自然科学奖一、二等奖,1994年获何梁何利基金科学与技术成就奖。1955年被选聘为中国科学院学部委员(院士)。

1914年,美国美孚石油公司在陕北地区进行石油地质勘查,在延长、扶施(今延安)、安塞、中闻(今黄陵)、宜君庙钻井7口,耗资250万美元,一无所获。随后,美国斯坦福大学教授白卫德到中国作短期考察,归国后发表文章,认为中国没有中生代或新生代的海相沉积,即中国没有值得开采的油田,古生代沉积也大部分是不生油的,虽然西北地区生产少量石油,但不会找到一个具有经济价值的油田。他由此得出结论:中国绝不会产出大量石油。此后,“中国贫油”的论调在世界各地传开。

偏偏有一群“固执”的地质学家,对中国石油一直抱有希望,认为美孚的失败并不能说明中国没有石油,“中国贫油”的论断更是下得过早。他们“担斧入山,披荆斩棘榛莽”,经过多年实地考察和理论论证,发现了松辽盆地、渤海湾盆地等大油气田,摘掉了“中国贫油”的帽子。

地质学家、中国科学院院士黄汲清即为其中之一,他于20世纪30年代着手石油地质的考察研究工作,50年代后长期参与规划、部署并实地指导全国石油普查工作,为大庆油田等大型油田的发现作出了重大贡献。

黄汲清展示地质构造图

辗转多国取经验

早在青年时代,黄汲清就开始关注石油地质。1928年,黄汲清于北京大学地质系毕业后,随即进入地质调查所任调查员。1932年夏,他在中华教育文化基金会的资助下赴瑞士留学,并于1935年获得理学博士学位。同年10月,他利用在瑞士留学期间省吃俭用积攒的奖学金,在美国进行了约3个月的学术访问和地质旅行,重点是学习石油地质。

在美国地质学家舒各特和美国华盛顿联邦地质调查所所长门德霍尔的帮助下,他参观了美国重要的石油公司,访问了美国石油地质学家协会,考察了若干油田,并与石油生产基地的负责人和总地质师们交流,特别观察了油田开发以前的油苗、沥青。离开美国前,黄汲清还拜访了两位著名石油地质学家劳德巴克和白卫德,与他们进行了学术讨论。

1937年6月,黄汲清代表地质调查所和中国地质学会参加在莫斯科举行的第十七届国际地质学大会,在研究石炭系、二叠系地层中,黄汲清初步认识了俄罗斯地台和乌拉尔山前带的大地构造轮廓及其含油的可能性,这为日后勘查我国石油提供了宝贵经验。

大会结束后,黄汲清踏上回国路,1937年8月3日到达海参崴准备转轮船返回上海时,他惊闻七七事变,悲愤万分,不得已重返莫斯科,又辗转奔波,于10月方回到祖国。其时,抗日战争已全面爆发,黄汲清归国后随即主持地质调查所西迁工作。短短一年之内,地质调查所几度搬家,最后落脚重庆北碚,其中艰辛可想而知。

1948年8月,黄汲清应英国文化委员会之邀访问英国,参加在伦敦举行的第十八届国际地质学大会。其间,他出席构造地质小组和石油地质小组的会议,认识了一批英伊石油公司的地质学家,并和他们进行了讨论,初步了解中东地区的石油地质以及油田的开发和生产情况。之后,黄汲清在英国进行了两个多月的地质考察,特意拜访了石油地质学家、时任英国诺丁汉油田总地质师——斯特朗,听他详细解说了英国油田的地质构造、开发经过和生产情况,获益良多。

1949年初,黄汲清从英国搭船去美国,开始了第二次美国之行。此行依旧以研究石油地质为重,他再次访问了美国华盛顿联邦地质调查所,与该所专家进行座谈,特别关注美国的石油地质和石油工业发展情况,并参观了几个石油公司和当时的一批重要油田,了解了最新的石油勘探方法。

两种学说提供找油新思路

1943年1月,黄汲清(右三)等人在新疆独山子油田进行了石油地质调查。

20世纪20年代起,中国地质学家经多次勘察,认为中国有值得开采的油田。1921年,地质学家翁文灏、谢家荣到甘肃玉门作石油地质调查,于1922年发文指出玉门石油有开采价值。1923年地质学家王竹泉到陕北调查石油地质,1932年他又与地质学家潘钟祥再次前往陕北,考察扶施和延长两地的地下油层情况,这些调查均证明,陆相沉积可以生油。1928年,地质学家李四光在《燃料的问题》一文中亦指出“美孚的失败,并不能证明中国没有油田可办”。

1938年以前,黄汲清考察过的美国和苏联的油田,其石油和天然气都来自海相生油岩系,他阅读的石油地质文献也都强调海相地层,特别是浅海沉积的重要性。当时世界上还没有发现陆相地层形成的油田。然而,1941—1943年在我国西部的野外考察,彻底改变了黄汲清的想法,大量的野外调查资料让他认识到陆相地层也可以形成重要生油层。

1941年秋至1942年春,黄汲清率队去甘肃、青海进行以石油为重点的西北地质勘查。他们的工作集中在酒泉盆地一带,在考察老君庙构造的储油层时,发现出油层属于下第三系砂岩,但生油层则更老,一般显示出现在侏罗系和白垩系中,有时出现在二叠系和三叠系中,在龙首山东段的青土井等地侏罗系砂页岩中也存在大量的原油,这些地层均属陆相地层。基于这些考察事实,黄汲清已基本上认识到,陆相沉积也可能是生油层,并能形成有经济价值的油田。

西北地质考察结束后,1942年秋至1943年夏,黄汲清与杨钟健、程裕淇、周宗浚、卞美年、翁文波等学者在新疆进行了地质考察,同时研究了天山南麓的冰川地质。

他们以独山子油田为基地,详细研究了油田地质构造,并熟悉了钻探、开采和炼制工程。一行人调查了油田周围的地质和地貌特征,并几次入天山北麓,初步了解北天山地质,绘制成独山子油田地形地质图,划定了油田开采的“矿区”界限。在独山子停留52天后,考察队南行进入南疆,继续考察石油地质。

1943年10月,黄汲清执笔完成了《新疆油田地质调查报告》。就是在这份报告中,他提出了石油地质的两种学说——陆相生油论和多期多层生储油论,阐明陆相地层可以形成具有重大经济价值的油田。

报告着重指出,准噶尔盆地的生油层可能包括上二叠系的水磨沟组,侏罗系的黑色页岩组,三叠系的暗色层、白垩系的冒烟山组以及下第三系的独山子组。也就是说,准噶尔盆地的生油层是多期的。而三叠系、侏罗系、白垩系和第三系都是陆相地层,属于陆相盆地沉积。

通过对准噶尔盆地含油岩系的研究,黄汲清等学者得出初步结论:大型盆地的生油层是多期的,而沉积性质则往往是陆相的(当然也可以包括海相)。对塔里木盆地的观察显示侏罗系、白垩系和第三系都是陆相地层,而且都可能生油。

此后,中国以及国外许多重要油气田的勘探和开发,都证实了《新疆油田地质调查报告》中提出的两种学说的正确性。

1946年夏,黄汲清赴北京主持《中国地质学会志》和《丁文江先生地质调查报告》的出版工作,同时兼任北京大学地质系教授。其间有机会搜集和阅读日本地质工作者撰写的各种地质矿产报告,其中关于石油地质和石油勘探的研究,特别是东北三省的油苗调查报告和阜新煤田的石油勘探报告引起了黄汲清的注意,让他进一步思考在华北和东北寻找石油和天然气的可能性。

如果中国西部的陆相盆地可以形成有经济价值的油田,那么中国东部的陆相盆地,例如华北盆地和松辽盆地也可以形成同样的油田。黄汲清的这一“大胆”设想无疑是从理论上突破了“中国贫油论”的束缚,进而奠定了在第一轮中国石油普查中,把大型陆相沉积盆地摆在石油普查战略方向的理论基础。

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