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【中國科學(xué)報】黃汲清院士:突破理論束縛,摘掉“中國貧油”帽子

日期:2024-05-15

|  來源:中國科學(xué)報【字號:

黃汲清(1904—1995)

地質(zhì)學(xué)家,我國近現(xiàn)代地質(zhì)事業(yè)開拓者和奠基人之一,中國科學(xué)院院士。1924年進(jìn)入北京大學(xué)地質(zhì)系學(xué)習(xí),1935年獲瑞士濃霞臺大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。發(fā)表《中國南部二疊紀(jì)地層》,提出了中國二疊紀(jì)的三分方案,建立了中國二疊紀(jì)地層劃分的基礎(chǔ);撰寫《新疆油田地質(zhì)調(diào)查報告》,提出了陸相生油論和多期多層生儲油論;出版《中國主要地質(zhì)構(gòu)造單位》,創(chuàng)立多旋回構(gòu)造運動學(xué)說,奠定了中國大地構(gòu)造學(xué)的基礎(chǔ);主編中國東部14幅1:100萬國際分幅地質(zhì)圖及1:300萬的中國地質(zhì)圖,對全國礦產(chǎn)普查起到重要作用。

20世紀(jì)50年代,指導(dǎo)與部署全國石油普查,為大慶油田的發(fā)現(xiàn)作出了重大貢獻(xiàn)。曾獲國家自然科學(xué)獎一、二等獎,1994年獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)成就獎。1955年被選聘為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)

1986年8月,黃汲清(坐者左一)在大慶與研究人員進(jìn)行座談。

1955年,黃汲清(中)帶領(lǐng)北京地質(zhì)學(xué)院學(xué)生到北京西山野外考察。

1943年1月,黃汲清(右三)等人在新疆獨山子油田做石油地質(zhì)調(diào)查。

黃汲清展示地質(zhì)構(gòu)造圖。

《松遼平原找油方向》手稿。

1914年,美國美孚石油公司在陜北地區(qū)進(jìn)行石油地質(zhì)勘查,在延長、扶施(今延安)、安塞、中聞(今黃陵)、宜君廟鉆井7口,耗資250萬美元,一無所獲。隨后,美國斯坦福大學(xué)教授白衛(wèi)德到中國作短期考察,歸國后發(fā)表文章,認(rèn)為中國沒有中生代或新生代的海相沉積,即中國沒有值得開采的油田,古生代沉積也大部分是不生油的,雖然西北地區(qū)生產(chǎn)少量石油,但不會找到一個具有經(jīng)濟(jì)價值的油田。他由此得出結(jié)論:中國絕不會產(chǎn)出大量石油。此后,“中國貧油”的論調(diào)在世界各地傳開。

偏偏有一群“固執(zhí)”的地質(zhì)學(xué)家,對中國石油一直抱有希望,認(rèn)為美孚的失敗并不能說明中國沒有石油,“中國貧油”的論斷更是下得過早。他們“擔(dān)斧入山,劈荊斬棘榛莽”,經(jīng)過多年實地考察和理論論證,發(fā)現(xiàn)了松遼盆地、渤海灣盆地等大油氣田,摘掉了“中國貧油”的帽子。

地質(zhì)學(xué)家、中國科學(xué)院院士黃汲清即為其中之一,他于20世紀(jì)30年代著手石油地質(zhì)的考察研究工作,50年代后長期參與規(guī)劃、部署并實地指導(dǎo)全國石油普查工作,為大慶油田等大型油田的發(fā)現(xiàn)作出了重大貢獻(xiàn)。

? ?輾轉(zhuǎn)多國取經(jīng)驗

早在青年時代,黃汲清即開始關(guān)注石油地質(zhì)。1928年黃汲清于北京大學(xué)地質(zhì)系畢業(yè)后,隨即進(jìn)入地質(zhì)調(diào)查所任調(diào)查員。1932年夏,他在中華教育文化基金會的資助下赴瑞士留學(xué),并于1935年獲得理學(xué)博士學(xué)位。同年10月,他利用在瑞士留學(xué)期間省吃儉用積攢的獎學(xué)金,在美國進(jìn)行了約3個月的學(xué)術(shù)訪問和地質(zhì)旅行,重點是學(xué)習(xí)石油地質(zhì)。

在美國地質(zhì)學(xué)家舒各特和美國華盛頓聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查所所長門德霍爾的幫助下,他參觀了美國重要的石油公司,訪問了美國石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會,考察了若干油田,并與石油生產(chǎn)基地的負(fù)責(zé)人和總地質(zhì)師們交流,特別觀察了油田開發(fā)以前的油苗、瀝青。離開美國前,黃汲清還拜訪了兩位著名石油地質(zhì)學(xué)家勞德巴克和白衛(wèi)德,與他們進(jìn)行了學(xué)術(shù)討論。

1937年6月,黃汲清代表地質(zhì)調(diào)查所和中國地質(zhì)學(xué)會參加在莫斯科舉行的第十七屆國際地質(zhì)學(xué)大會,在研究石炭系、二疊系地層中,黃汲清初步認(rèn)識了俄羅斯地臺和烏拉爾山前帶的大地構(gòu)造輪廓及其含油的可能性,這為日后勘查我國石油提供了寶貴經(jīng)驗。

大會結(jié)束后,黃汲清踏上回國路,8月3日到達(dá)海參崴準(zhǔn)備轉(zhuǎn)輪船返回上海時,驚聞七七事變,悲憤萬分,不得已重返莫斯科,又輾轉(zhuǎn)奔波,于10月方回到祖國。其時,抗日戰(zhàn)爭已全面爆發(fā),黃汲清歸國后隨即主持地質(zhì)調(diào)查所西遷工作。短短一年之內(nèi),地質(zhì)調(diào)查所幾度搬家,最后落腳重慶北碚,其中艱辛可想而知。

1948年8月,黃汲清應(yīng)英國文化委員會之邀訪問英國,參加在倫敦舉行的第十八屆國際地質(zhì)學(xué)大會。其間他出席構(gòu)造地質(zhì)小組和石油地質(zhì)小組的會議,認(rèn)識了一批英伊石油公司的地質(zhì)學(xué)家,并和他們進(jìn)行了討論,初步了解中東地區(qū)的石油地質(zhì)以及油田的開發(fā)和生產(chǎn)情況。之后,黃汲清在英國進(jìn)行了兩個多月的地質(zhì)考察,特意拜訪了石油地質(zhì)學(xué)家、時任英國諾丁漢油田總地質(zhì)師斯特朗,聽他詳細(xì)解說了英國油田的地質(zhì)構(gòu)造、開發(fā)經(jīng)過和生產(chǎn)情況,獲益良多。

1949年初,黃汲清從英國搭船去美國,開始了第二次美國之行。此行依舊以研究石油地質(zhì)為重,他再次訪問了美國華盛頓聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查所,與該所專家進(jìn)行座談,特別關(guān)注美國的石油地質(zhì)和石油工業(yè)發(fā)展情況,并參觀了幾個石油公司和當(dāng)時的一批重要油田,了解了最新的石油勘探方法。

? ?兩種學(xué)說提供找油新思路

上世紀(jì)20年代起,中國地質(zhì)學(xué)家經(jīng)多次勘察,認(rèn)為中國有值得開采的油田。1921年,地質(zhì)學(xué)家翁文灝、謝家榮到甘肅玉門作石油地質(zhì)調(diào)查,于1922年發(fā)文指出玉門石油有開采價值。1923年地質(zhì)學(xué)家王竹泉到陜北調(diào)查石油地質(zhì),1932年他又與地質(zhì)學(xué)家潘鐘祥再次前往陜北,考察扶施和延長兩地的地下油層情況,這些調(diào)查均證明,陸相沉積可以生油。1928年,地質(zhì)學(xué)家李四光在《燃料的問題》一文中亦指出“美孚的失敗,并不能證明中國沒有油田可辦”。

1938年以前,黃汲清考察過的美國和蘇聯(lián)的油田,其石油和天然氣都來自海相生油巖系,他閱讀的石油地質(zhì)文獻(xiàn)也都強(qiáng)調(diào)海相地層,特別是淺海沉積的重要性。當(dāng)時世界上還沒有發(fā)現(xiàn)陸相地層形成的油田。然而,1941—1943年在我國西部的野外考察,徹底改變了黃汲清的認(rèn)識,大量的野外調(diào)查資料讓他認(rèn)識到陸相地層也可以形成重要生油層。

1941年秋至1942年春,黃汲清率隊去甘肅、青海進(jìn)行以石油為重點的西北地質(zhì)勘查。他們的工作集中在酒泉盆地一帶,在考察老君廟構(gòu)造的儲油層時,發(fā)現(xiàn)出油層屬于下第三系砂巖,但生油層則更老,一般顯示出現(xiàn)在侏羅系和白堊系中,有時出現(xiàn)在二疊系和三疊系中,在龍首山東段的青土井等地侏羅系砂頁巖中也存在大量的原油,這些地層均屬陸相地層。基于這些考察事實,黃汲清已基本上認(rèn)識到,陸相沉積也可能是生油層,并能形成有經(jīng)濟(jì)價值的油田。

西北地質(zhì)考察結(jié)束后,1942年秋至1943年夏,黃汲清與楊鐘健、程裕淇、周宗浚、卞美年、翁文波等學(xué)者在新疆進(jìn)行了地質(zhì)考察,同時研究了天山南麓的冰川地質(zhì)。

他們以獨山子油田為基地,詳細(xì)研究了油田地質(zhì)構(gòu)造,并熟悉了鉆探、開采和煉制工程。一行人調(diào)查了油田周圍的地質(zhì)和地貌特征,并幾次入天山北麓,初步了解北天山地質(zhì),繪制成獨山子油田地形地質(zhì)圖,劃定了油田開采的“礦區(qū)”界限。在獨山子停留52天后,考察隊南行進(jìn)入南疆,繼續(xù)考察石油地質(zhì)。

1943年10月,黃汲清執(zhí)筆完成了《新疆油田地質(zhì)調(diào)查報告》。就是在這份報告中,他提出了石油地質(zhì)的兩種學(xué)說——陸相生油論和多期多層生儲油論,闡明陸相地層可以形成具有重大經(jīng)濟(jì)價值的油田。

報告著重指出,準(zhǔn)噶爾盆地的生油層可能包括上二疊系的水磨溝組,侏羅系的黑色頁巖組,三疊系的暗色層、白堊系的冒煙山組以及下第三系的獨山子組。也就是說,準(zhǔn)噶爾盆地的生油層是多期的。而三疊系、侏羅系、白堊系和第三系都是陸相地層,屬于陸相盆地沉積。

通過對準(zhǔn)噶爾盆地含油巖系的研究,黃汲清等學(xué)者得出初步結(jié)論:大型盆地的生油層是多期的,而沉積性質(zhì)則往往是陸相的(當(dāng)然也可以包括海相)。對塔里木盆地的觀察顯示侏羅系、白堊系和第三系都是陸相地層,而且都可能生油。

此后,中國以及國外許多重要油氣田的勘探和開發(fā),都證實了《新疆油田地質(zhì)調(diào)查報告》中提出的兩種學(xué)說的正確性。

1946年夏,黃汲清赴北京主持《中國地質(zhì)學(xué)會志》和《丁文江先生地質(zhì)調(diào)查報告》的出版工作,同時兼任北京大學(xué)地質(zhì)系教授。其間有機(jī)會搜集和閱讀日本地質(zhì)工作者撰寫的各種地質(zhì)礦產(chǎn)報告,其中關(guān)于石油地質(zhì)和石油勘探的研究,特別是東北三省的油苗調(diào)查報告和阜新煤田的石油勘探報告引起了黃汲清的注意,讓他進(jìn)一步思考在華北和東北尋找石油和天然氣的可能性。

如果中國西部的陸相盆地可以形成有經(jīng)濟(jì)價值的油田,那么中國東部的陸相盆地,例如華北盆地和松遼盆地也可以形成同樣的油田。黃汲清的這一“大膽”設(shè)想無疑是從理論上突破了“中國貧油論”的束縛,進(jìn)而奠定了在第一輪中國石油普查中,把大型陸相沉積盆地擺在石油普查戰(zhàn)略方向的理論基礎(chǔ)。

? ?石油普查蓬勃開展

石油與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)密切相關(guān),新中國急需發(fā)展石油工業(yè)。1954年5月,地質(zhì)部成立礦產(chǎn)普查委員會(以下簡稱普委),李四光任主任委員,黃汲清、謝家榮任常務(wù)委員,負(fù)責(zé)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)。普委的任務(wù)原本是指導(dǎo)全國性的各種礦產(chǎn)普查勘探。12月,地質(zhì)部將石油普查列為重點任務(wù),普委改為石油普查的主管部門。1955年起,普委的工作重心轉(zhuǎn)為全國性的石油、天然氣普查勘探,不再承擔(dān)其他礦產(chǎn)的普查工作。

1954年底至1955年初,為了準(zhǔn)備第一次石油普查會議,黃汲清組織普委和地礦司燃料室的技術(shù)人員收集并討論分析資料。他認(rèn)為找油工作應(yīng)在全國范圍內(nèi)進(jìn)行,在四川省、鄂爾多斯地區(qū)、華北地區(qū)以及松遼、準(zhǔn)噶爾、吐魯番、塔里木、柴達(dá)木等盆地均部署了普查隊伍。

根據(jù)陸相地層適宜于生油、儲油的理論和對中國大地構(gòu)造的深入研究,黃汲清強(qiáng)調(diào)中、新生代大型盆地應(yīng)是主要的找油對象。

1955年1月20日至2月11日,地質(zhì)部在北京召開了第一次石油普查工作會議,歷時20天。會議確定地質(zhì)部的主要任務(wù)是加強(qiáng)地質(zhì)普查,提出含油遠(yuǎn)景,圈定最有希望的油區(qū),提供勘探后備基地,并決定組建新疆、柴達(dá)木、鄂爾多斯、四川、華北5個石油普查大隊。全國范圍的大規(guī)模石油普查工作由此展開。

1955年5月22日至10月10日,黃汲清到新疆、柴達(dá)木、鄂爾多斯西緣等地進(jìn)行了為期4個半月的野外檢查和指導(dǎo),其間在西北大學(xué)作了《從西北地區(qū)大地構(gòu)造特征談石油遠(yuǎn)景》的報告。11月1日至12月2日,黃汲清到四川石油普查大隊指導(dǎo)野外工作,在四川石油勘探局會議上,作《對四川盆地找油的探油方向和方針的一些意見》的報告。

1956年1月20日,地質(zhì)部在北京召開第二次石油普查工作會議,黃汲清作《一年來石油普查地質(zhì)工作中的經(jīng)驗教訓(xùn)及對今后工作的一些建議》的報告,主要講解野外工作的各種方法,供實際測圖、填圖和找油的地質(zhì)人員參考。

也就是在這一年,普委進(jìn)一步擴(kuò)大了油氣勘查的規(guī)模和范圍,新組成9個石油普查大隊,在西起新疆戈壁沙漠,東至東海、黃海之濱,北達(dá)松遼盆地,南抵滇、黔、桂高原的范圍內(nèi)蓬勃地開展油氣普查。

1956年9月,普委改組為石油地質(zhì)局,黃汲清任總工程師,兼任新成立的地質(zhì)部地質(zhì)礦產(chǎn)研究所副所長。他深感責(zé)任重大,故決定編制一幅《中國含油遠(yuǎn)景分區(qū)圖》。圖紙以他主編的1:300萬中國地質(zhì)圖為基礎(chǔ),劃出含油遠(yuǎn)景分區(qū),輔以詳細(xì)說明書,以作為石油普查勘探工作之參考。

1957年2月遠(yuǎn)景圖繪制完成,3月8日,黃汲清在地質(zhì)部石油地質(zhì)專業(yè)會議上展示了這幅《中國含油遠(yuǎn)景分區(qū)圖》,并作了《對我國含油氣遠(yuǎn)景分區(qū)的初步意見》的學(xué)術(shù)報告。

在各大盆地的石油普查中,黃汲清特別關(guān)注四川、鄂爾多斯、松遼、華北四大盆地,指出華北盆地主要是尋找中、新生代的含油氣層,松遼盆地應(yīng)沿松花江進(jìn)行路線調(diào)查,鄂爾多斯盆地應(yīng)把重點放在西部邊緣,四川盆地要在川中及川南進(jìn)行勘查。

因此,在《中國含油遠(yuǎn)景分區(qū)圖》中,他特意將這四大盆地用醒目的深橙紅色圈出,說明這是最有遠(yuǎn)景的地區(qū)。塔里木、準(zhǔn)噶爾和柴達(dá)木三大盆地也用專門顏色圈出,表明它們是含油的重要地區(qū)。

? ?世界石油史上的奇跡

第一次石油普查會議后,作為普委的技術(shù)負(fù)責(zé)人之一,黃汲清將松遼盆地作為重要遺留課題,授意技術(shù)員蘇云山查閱資料,起草了《松遼平原石油地質(zhì)踏勘設(shè)計任務(wù)書》,并親自修改,后由普委下達(dá)東北地質(zhì)局。

1955年8月,由韓景行等組成的踏勘組開始了松遼盆地的石油普查。他們沿松花江兩岸和沈哈鐵路附近進(jìn)行勘查,發(fā)現(xiàn)松花江群的大片陸相砂頁巖露頭,其中包含有可能生油的灰黑色頁巖和微體化石,后者被證明屬白堊紀(jì)。

1956—1957年間,地質(zhì)部加強(qiáng)了對松遼盆地的地面地質(zhì)和物探工作,了解白堊系地層層序的構(gòu)造特征以及可能的含油巖系。到1958年初已初步斷定松遼盆地是一個遠(yuǎn)景很大的含油盆地。1958年4月17日,在吉林前郭縣達(dá)里巴村的南17井中、白堊系姚家組的467米井段,發(fā)現(xiàn)厚達(dá)70厘米和50厘米的含油砂巖,之后,在其他許多地點先后鉆到富含原油的砂頁巖系,顯示出松遼盆地具有良好的油氣遠(yuǎn)景。

1959年春節(jié)期間,時任地質(zhì)部副部長的何長工主持召開重要會議,時任石油工業(yè)部部長余秋里、副部長康世恩等參加會議。鑒于松遼盆地很可能是一個大型含油氣盆地,會議決定地質(zhì)部與石油工業(yè)部在該盆地的油氣勘探中協(xié)同作戰(zhàn),聯(lián)合對松遼盆地進(jìn)行石油勘探,以全面了解松遼盆地全部地層層序和深部構(gòu)造。

春節(jié)后,黃汲清到長春與李奔、韓景行、呂華等地學(xué)工作者會面,收集并研究松遼盆地的地質(zhì)、物探和鉆探資料。2月15日,黃汲清作了《松遼平原找油方向》的發(fā)言,給出了松遼平原生油層、儲油層和儲油構(gòu)造以及找油的意見,認(rèn)為含油層系可能不是一層而是多層,應(yīng)使用深鉆開展深部石油地質(zhì)研究,并敦促布置基準(zhǔn)井。

9月26日,松基三井噴出大量原油,證實了松遼盆地是具有經(jīng)濟(jì)價值的大型含油地區(qū)。時值國慶十周年的大喜日子,經(jīng)黑龍江省委第一書記歐陽欽建議,石油工業(yè)部決定將這個改變中國石油工業(yè)落后面貌的大油田命名為“大慶油田”。

1964年,第三屆全國人民代表大會第一次會議在北京召開,時任國務(wù)院副總理李富春在會上宣布,中國人使用洋油的時代即將一去不復(fù)返。黃汲清作為全國人大代表從地球科學(xué)的角度,向代表們講解了大慶油田的發(fā)現(xiàn)經(jīng)過。

松遼盆地從1955年石油地質(zhì)勘查到1959年出油,僅用4年時間,從開始布置野外工作到油田的初步建成,也不過8年,這樣的速度不但在中國是第一次,在世界石油勘查歷史上也是創(chuàng)記錄的。

大慶油田的發(fā)現(xiàn)是地學(xué)界集體合作的結(jié)晶、多個部門的協(xié)同合作、學(xué)術(shù)權(quán)威的頂層設(shè)計和現(xiàn)場指導(dǎo)、技術(shù)骨干和一線工人的埋頭苦干,一起創(chuàng)造了這個世界石油史上的奇跡。

1982年,“大慶油田發(fā)現(xiàn)過程中的地球科學(xué)工作”獲國家自然科學(xué)獎一等獎,23名在大慶油田發(fā)現(xiàn)過程中作出重要貢獻(xiàn)的地學(xué)工作者獲獎。黃汲清代表全體獲獎人員接受了證書。

? ?科學(xué)要直接為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)

晚年的黃汲清依舊未停下探索的腳步,始終心系我國的石油開發(fā)。1984年7月,中國石油學(xué)會在北京召開座談會,在“對增長我國油氣儲量的建議”中,黃汲清再度強(qiáng)調(diào),大型盆地沉積的多層生油、多層儲油,并指出要特別注意松遼盆地、華北盆地和蘇北盆地。

1984年9月,黃汲清赴烏魯木齊參加第三次塔里木油氣資源座談會,就塔里木盆地的構(gòu)造,主要生油氣層系、儲油氣層系,以及油氣田類型和勘探方向等發(fā)表了長篇演講。

他認(rèn)為,生油地層可能有早古生代、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)(海相為主)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、第三紀(jì)(陸相及海陸交替相)。主要找油地帶是中央隆起帶(即巴楚隆起)、塔北隆起帶、且末隆起帶以及它們的兩側(cè),在這些隆起帶有可能找到大油田。令人驚喜的是,在黃汲清作報告后不到一周,西北石油地質(zhì)局就在塔北隆起帶的沙參2井鉆出工業(yè)油氣流。

1986年,已82歲的黃汲清再次赴大慶油田考察,在詳細(xì)了解油田勘探、開發(fā)的基礎(chǔ)上,對大慶油田工作提出了詳細(xì)的書面意見和建議。

1991年4月,在全國政協(xié)七屆四次會議上,黃汲清作了《建設(shè)以開發(fā)塔里木盆地石油天然氣為重點的新疆維吾爾自治區(qū)經(jīng)濟(jì)特區(qū),促進(jìn)國家的現(xiàn)代化》的發(fā)言,對塔里木盆地油氣遠(yuǎn)景、地質(zhì)儲量進(jìn)行了估計,從地質(zhì)、水文等方面對開發(fā)區(qū)的工作提出了多項建議。

1994年,黃汲清與錢學(xué)森、王淦昌、王大珩一起榮獲首屆何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)成就獎。獲獎發(fā)言中,他說“科學(xué)要直接為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)”,希望塔里木及中國西部的石油勘探和開發(fā)能夠加快進(jìn)行,為21世紀(jì)國家的現(xiàn)代化找到“石油接班人”。值得一提的是,近年來,中國石油天然氣總公司(原石油工業(yè)部)和中國石化集團(tuán)公司在塔北、塔中多處獲得工業(yè)油氣流,實現(xiàn)了塔里木找油的重大突破。

近70年的地質(zhì)生涯,黃汲清心懷“敲遍天下每一塊石頭”的愿望,“手把錘子出大門,上高坡,下深谷,越大山,爬峻嶺”,徒步萬里,踏遍祖國河山,憑借嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、扎實專業(yè)的理論基礎(chǔ)、成熟豐富的實踐經(jīng)驗,為我國石油資源的勘查和開發(fā),為松遼盆地、渤海灣盆地等大油氣田的發(fā)現(xiàn)作出了卓越貢獻(xiàn),取得了舉世矚目的成就,在國際地質(zhì)學(xué)界影響深遠(yuǎn)。

為紀(jì)念黃汲清對中國大地構(gòu)造和石油地質(zhì)作出的卓越貢獻(xiàn),國際小行星委員會批準(zhǔn)將編號“215023”的小行星正式命名為“黃汲清星”。從此,浩瀚的宇宙中多了一顆“黃汲清星”,在歷史的長河中閃閃發(fā)光。

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