院士刘光鼎写真：中国油气的二次创业

　　本刊记者　陈英华

　　2001年8月17日, 刘光鼎院士给国务院领导写了一份关于中国油气资源第二次创业的报告。这份报告的背景是：上世纪90年代以来，我国的石油消费年平均递增6.7%，而同期国内石油生产的年均增长率仅为1.6%。从1993年中国开始进口石油，当年进口石油3000万吨，近几年来我国石油天然气的进口量逐年增加，石油已成为国家经济建设持续发展的瓶颈。如

何保持能源有效供给，我们面临的挑战是十分严峻的。半个世纪以来，我国经历了油气资源的第一次创业，使原油年产量达1.67亿吨，天然气产量达241亿立方米，分别位居世界第五位和第十五位。但截止到2004年我国石油进口量达到了1.2亿吨。而上个世纪末我国预测的石油、天然气资源量都很大，其中石油是940亿吨，却只探明了22%；天然气是38万亿立方米，仅找到了7%。中国油气的出路在二次创业。

　　此报告发出十天之后，时任国务院副总理的温家宝同志就做出了“要重视油气资源战略勘察工作，争取在前新生代海相碳酸盐岩地层中有新的突破”的批示。

　　新中国石油的第一次创业

　　作为新中国石油勘探的经历者，刘光鼎告诉记者，在中国的找油历史中孙建初和潘钟祥两位先生是不应该被忘记的。在20世纪三四十年代之前，全世界的石油都是在海相沉积地层里找到的。海相生油理论认为，在海洋环境里面沉积下来的地层蕴藏着丰富的石油，地质上管它叫做海相生油。中国广泛分布着的是陆相沉积地层，而当时认为陆相生油是不可能的。1937年孙建初先生从国外回来，他跑到了河西走廊去找油，因为他认为河西走廊是一个会有海相地层的山间盆地。他果然在石油沟和白杨河里头看到了油苗，于是他就追踪这个油苗，从而发现了玉门油矿，这就是解放前年产12万吨原油的玉门油矿。但是孙建初发现的石油，却并不是蕴藏在海相地层，而是陆相地层，是在陆相碎屑岩的老第三纪地层里找到的。另一位潘钟祥先生在陕北、四川工作时，就发现中国的湖泊、河流里头的沉积同样也可以生油。潘钟祥先生1941年去美国，才把他的陆相生油理论的文章发表，引起了很大的轰动。潘钟祥的陆相生油理论是说海水从大陆退出去以后，在中国大陆上的河流、湖泊和沼泽中也可以生油。他的文章在亲身实践的基础上论述了陕北和四川的陆相生油，这是中国在世界石油史上的一个极大的贡献。

　　全国解放以后，开展了大规模的油气勘探，李四光、黄汲清先生应用潘钟祥先生首先提出来的陆相生油理论推动了全国的油气勘探工作，取得了巨大的成绩。1959年，在东北松辽平原上发现了大庆油田，1960年《人民日报》的头版头条上发表了一条消息叫《洋油的时代一去不复返了》。大庆油田后来发展到年产5000万吨，而且是稳产、高产30年。1963年，又发现了胜利油田，后来产量达到每年3000万吨，最好的时候达到了3300万吨。1965年又发现辽河油田，后来产量达到2000万吨。到20世纪六七十年代，东部这些油田就有1亿吨的产量。到20世纪80年代，中国的原油年产量已经达到了1.67亿吨，占世界第5位。这是我国油气的第一次创业，陆相生油给中国的石油、天然气的发展奠定了基础。

　　刘光鼎说：“但陆相生油理论也造成了中国油气勘探上的思想禁锢和认识误区，半个世纪以来，我们一直在陆相地层里找油，甚至还把陆相找油的方法和思路应用于海相地层勘探。过去50年来我们只是在新老第三纪里找油，只有大庆是中生代白垩纪的，其他的地层都没有涉及到，那么我们今天是不是应该向前新生代，就是向中生代、古生代，甚至于元古代地层来寻找石油呢？”

　　第二次创业的依据

　　近年，刘光鼎院士从地球物理场出发探讨“中国大陆构造宏观构架”以及“矿产资源的地球物理预测”的问题，在此基础上他提出了前新生代海相残留盆地的认识，为中国油气资源的二次创业提供了理论依据。

　　刘光鼎说：“中国的石油和天然气的资源潜力都很大。解放以来，做过几次石油预测，上个世纪末对石油的评价是我国石油的总资源量达到了940亿吨，而现在只发现了22%，还有78%没找到。天然气总的资源量有38亿万立方米，现在仅仅探明了7%，绝大多数的天然气还没有发现。所以应该说还有很大的潜力可以挖。因此摆在我们面前的任务是两条，第一条就是新生代油气藏应该继续深化，来发掘隐蔽的地层岩性油气藏。过去我们都是找构造油气藏，就是所谓的背斜或断块，我们找到它，打钻，来发现油气。现在在这种构造油气藏之外，还要找古代的河道，古河道砂里面也会含油气。胜利油田应用高分辨率地震资料和层序地层学，帮助把河道砂找出来了。近年胜利油田的增产，主要是找到了河道砂，在河道砂里发现了新的油气。”

　　其实早在“六·五”期间，刘光鼎就曾经有过向前新生代找油的实验。当时刘光鼎提出了几个课题，其中一个就是在南方碳酸盐岩，也就是在海相地层里寻找油气，但经过10年的奋战没有突破。

　　“七·五”期间，刘光鼎在东海的油气调查中，来到一个名字叫灵峰1井的探井，该井在2800米的深度上，打到了花岗片麻岩，发现了有1桶的原油。在花岗片麻岩里能够有油，这是过去地质学家、地球物理学家都没敢想的问题。这个地层经过同位素测定是17.6亿年，是元古代地层。在地质上认为元古代，就是前寒武纪那个时候还没有生物呢，怎么会有油呢？但是，这却为刘光鼎向前新生代找油的理论提供了现实的佐证。

　　有一次刘光鼎去贵州考察，地质队的同志常跟他去贵阳东面100公里左右一个叫麻江的地方，那里有个10亿吨储量的古油藏，现在已经破坏了。刘光鼎说，当时咱们国家的石油拿到手的储量只有14亿吨，而麻江古油藏，如果没有破坏，一个油藏就有10亿吨的储量。虽然这个油藏被破坏了，但是不是可以启发我们应该往古生代探索呢？麻江古油藏已经被抬升暴露到地表而破坏了，所有油气都挥发了，这确实是很遗憾的一个事儿，但是，中国960万平方公里的陆地，近300万平方公里的海域，是不是所有的古生代油气藏都破坏了？古油藏会不会还有没有遭受破坏的？反过来再认识，就发现了破坏的时期，主要是在中生代，就是印支期、燕山期、喜马拉雅期，这三期构造运动破坏得很厉害，但是刘光鼎深信还有残留下来的，所以他就给这种地质构造起名字叫海相残留盆地。“我经过了10年才开始认识了这么一点儿。” 刘光鼎说。

　　油气二次创业提出的这几年，海相残留盆地勘探已经取得许多成绩，如日产1059吨的胜利油田“胜海古2井”，日产天然气106立方米的大港千米桥“板深7井”，初估储量近10亿吨的塔河古生代油田，都证实了中国海相残留盆地有丰富的油气藏。

　　“三横、两竖、两个三角”

　　和新生代海相残留理论

　　经过几十年的地球物理实践，刘光鼎在重力、磁力和地震分析成像等的基础上，认识中国大地构造的宏观构架及其演化历史，他将中国大地构造的格架简单地概括为三横、两竖、两个三角，并解释说：第一横是天山——阴山——燕山，基本是一个东西方向，在这个地方以北是蒙古，以南西边是塔里木，东边是华北。这个地方在古生代以前有个蒙古洋，蒙古洋闭合，南北两面儿碰撞到一块儿，形成天山——阴山——燕山结合带。第二横是昆仑山——秦岭——大别山，又是一个东西方向，塔里木、青藏、柴达木、松潘、华北以及扬子都在这一带，所以这又是一个不同块体的结合带。第三横，就是扬子跟南华的界限，就是南岭，基本上也是一个东西方向。所以，三横是不同块体的结合部位。两竖，一个是大兴安岭——太行山——武陵山这条线，这条线在重力图里，它是一个陡变的梯阶带，就是地壳厚度变化很快的一个地带；另一个是贺兰山——龙门山。这两条竖的，就把中国分成了三块。当间儿这一块是鄂尔多斯和四川，地壳厚度都在45公里左右，非常稳定。贺兰山——龙门山以西，地壳厚度从50公里增加到70公里，世界上地壳最厚的喜马拉雅就在这个地方，也就是世界的第三极，完成了这个地壳增厚是在中生代时期内。然后，大兴安岭——太行山——武陵山以东，地壳是减薄的，地壳的厚度从38公里向东逐渐减低，到冲绳海槽变成了18公里，这样子一个减薄的过程，是在新生代完成的。两个三角包括，柴达木、祁连山和松潘、甘孜地区。所以，对中国大地构造的格架用最宏观、最简洁的表达就是三横、两竖、两个三角。

　　刘光鼎指着地图告诉记者，第一次创业集中工作的地方在三横、两竖、两个三角的当间儿，而第二次创业，就要在三横、两竖、两个三角当间儿的新生代沉积盆地的下面来找，只是要搞清楚不同时期的盆地原型与造山带之间的关系。

　　刘光鼎说，在太古代和元古代的时候，中国有四个陆核，即华北、扬子、南华、塔里木，其中以华北最老，基底可以达到38亿年，是属于太古代，扬子、南华跟塔里木，都是十几亿年元古代形成的。也就是说当时海水里冒出来了这么几个陆核。然后就向块体过渡。在古生代末印支期前后，中国古大陆形成，但当时还没有青藏。青藏形成过程中，对于整个中国大陆是一个强烈的挤压改造的过程，使地壳明显增厚。到晚白垩——中渐新世的时候，东部太平洋这边开始起作用了，太平洋板块逐渐往中国大陆靠近，在中国的东部就出来了一些箕状的坳陷，并沉积下来了陆相地层。在菲律宾板块向欧亚大陆聚敛过程中，在中国东部及海域里形成拉张的环境，使地壳减薄沉降并形成盆地，等到晚渐新世到第四纪的时候，菲律宾板块俯冲到欧亚板块之下，而板内有沉降，所以在中国东部这些油气盆地上面都盖了一层第四纪的“被子”。这就是中国大地构造的演化历史。在这里刘光鼎强调了两条，第一条就是陆核之间，为海水覆盖，因此有海相地层存在。也就是说，在古全球构造的时候，中国有广泛的海相沉积。第二，中国古陆形成，海水退出，河流、湖泊沉积下来了陆相地层，而陆相地层主要是新生代时形成的。

　　从中晚元古代到古生代，海相碳酸盐岩是有广泛分布的，其中有机质生烃的条件，要比湖泊、河流、沼泽的陆相沉积优越，至少生物繁殖要比湖泊丰富得多；同时，古生代海相地层遭受中生代多期造山运动的破坏，挤压改造，其中油气藏受到了剥蚀和破坏，麻江古油藏就是一例。但是肯定会有残留盆地，或者没有受到破坏的部分，其中仍旧蕴藏有大量的油气资源，所以只要保存条件好，古生代海相残留盆地，就会比新生代陆相碎屑岩盆地更有利于油气的生成和储集。刘光鼎说，最近在四川的东部，湖北的西部，找到鲕粒灰岩的生物礁滩就有天然气，而且天然气量非常丰富。古生代风化壳油气藏在渤海周围，在塔里木都已经有所发现。

　　刘光鼎说：“一般来讲，陆相的油藏，打一口井，日出油也就十吨、八吨，等到海相地层里却往往出现千吨井。例如在河西走廊，2000年的冬天打到了海相古潜山油气藏。再如1982年在塔里木，沙参2井打到5800米的白云岩风化壳上，一天产原油1000吨，天然气100万立方米。我们过去解决油气主要靠反射地震，但是在陆相地层里头，所有的地震的前提条件都是水平层状介质，而海相地层是个复杂地质体，前提条件改变了，因此就需要创新。目前，科学院在环渤海地区设立了区域地质、地球物理的综合研究课题，希望在这里能够有所突破，取得经验，在其他地区来推广。这个课题想把前新生代主要构造事件的界面起伏和分布搞清楚，想把断裂体系搞清楚，希望能从规律上来认识岩浆活动、应力场、残留盆地的分布以及构造演化史，这样，我们就可以解决一串儿的问题。前新生代海相残留盆地是我们21世纪中国油气勘探的一个新的领域，现在已经开始取得了很多成绩，前途也是非常广阔的。中国油气的二次创业已经来临。”

　　丰富传奇的经历

　　今年76岁的刘光鼎院士拿出他的工作日志一页一页地翻看，上面记录着他每一天的工作情况。尽管工作繁忙，但他每天早晨都要坚持练太极拳。刘光鼎在太极拳领域有着极高的造诣，曾出版过太极拳方面的专著，并且产生了很大的影响。他说太极拳并不难，难的是一辈子坚持锻炼。长期的锻炼使他具有健壮的体魄和豁达的性格。刘光鼎还爱好写诗，曾出版《渔樵之歌》诗集。同时刘光鼎还是一个武侠小说迷，他的公文包里总是要放上一本武侠小说，在出差的路上看上一看，是一件惬意的事。

　　刘光鼎1929年12月29日生于北京，祖籍山东蓬莱。父亲刘本钊，字康甫，早年曾先后在清华大学、青岛大学、昆明西南联合大学工作。抗日战争胜利后，自昆明返回青岛，任职于山东大学。全国解放前夕，受胁迫去台湾，就职于新竹清华大学，1968年4月逝世于台北。母亲董德玉，擅长书法、医术。抗日战争前夕，因丈夫去昆明西南联合大学教书，遂携众子女从青岛返回蓬莱，悬壶行医，并积极支持子女们参加革命，先是二女儿刘光运去延安，继尔送三女儿光荣、四女儿光耀参加八路军。1940年，日寇攻占蓬莱，对抗日家属实行严酷迫害，以私通八路军的罪名将刘光鼎的大哥刘光斗逮捕，在监狱里严刑毒打，最后将刘光斗摧残至疯，下落不明；刘光鼎的母亲则被逼自杀，年仅48岁。

　　刘光鼎1948年9月参加革命，1952年7月毕业于北京大学物理系，随后在北京地质学院任教12年。1958年组建中国第一个海洋物探队，任队长。1964年至1970年任地质部海洋地质所地球物理研究室主任；1970年至1973年任第二海洋地质调查大队技术负责人；1973年至1980年任海洋地质调查局副总工程师、综合研究大队长；1980年至1989年任地质矿产部海洋地质司副司长，石油地质海洋地质局副局长；1989年至1993年任中国科学院地球物理研究所所长；1993年当选为中国地球物理学会理事长，同年当选为中国海洋学会副理事长、中国地质学会石油专业委员会主任。1980年当选为中国科学院院士；1993年当选为第三世界科学院院士；曾任第八届、第九届全国政协委员。现任中国科学院地质与地球物理研究所研究员、所学术指导委员会主任、中国地球物理学会名誉理事长、中国海洋学会名誉理事长、中国岩石圈委员会主席。

　　在长达半个多世纪的地球物理工作中，刘光鼎参与领导了多次的地球物理领域的调查研究。早在北京大学学习期间，他即参加燃料工业部组织的实习队，任队长，率领物理系师生10人，先去西安、四郎庙学习石油地质与钻井技术，最后，经延安到延长。这次实习，他极大地开阔了眼界，提高了思想认识，也决定了他献身于应用物理学和地质事业的志向。

　　“文革”期间，刘光鼎痛心于中国海洋地质与地球物理工作刚刚起步即遭受挫折，在处境艰辛，精神和思想上压力巨大的情况下，在牛棚里先后写成《海洋地球物理勘探》(1978年由地质出版社出版)和《太极拳架与推手》(1980年由上海人民教育出版社出版，先后五版，达33万册)。《太极拳架与推手》后又经刘光鼎修改、补充，于1992年由科学出版社重新出版，定名为《太极拳术——理论与实践》。

　　1974年，上海海洋地质调查局成立，任命刘光鼎为副总工程师，兼综合研究大队长。刘光鼎和一批地质学家联合起来，一再地向中央提出建议，并首先在东海进行区域地球物理调查，发现东海海底具有三隆两盆的构造格局，即在西部浙闽隆褶带、中部钓鱼岛隆褶带和东部琉球隆褶带之间有陆架盆地和冲绳海槽盆地，其中东海陆架盆地又有3个沉积中心。于是，集中力量调查位于浙江东部的西湖坳陷，发现其局部构造发育、油气性良好。在进一步地震详查的基础上，勘探二号桩脚式平台终于在平湖构造的第三系地层中钻探到工业油气流，实现了中国东海油气资源的突破。

　　1980年，刘光鼎当选为中国科学院学部委员及地学部常委。1984年刘光鼎着手组织国家重点攻关项目85—054“寻找大油气田的理论与方法技术研究”，该项目下设有“中国的天然气”、“南方碳酸盐岩的油气”、“塔里木油气”、“东海油气”四大课题，刘光鼎为项目负责人。与此同时，他还在地质矿产部石油地质海洋地质局系统内部组织编绘《中国海区及邻域地质地球物理系列图》，系统地总结了中国海30年的地质地球物理工作，编绘出海底地形图、立体地貌图、空间重力异常图、布格重力异常图、磁力异常平面剖面图、地球动力学图、地质图、大地构造图以及新生代沉积盆地图，统称为《系列图》。并在该系列图的说明书中探索总结了规律性认识，指出中国海经历了五幕演化史。1992年，该《系列图》和《中国海区及邻域地质地球物理特征》由地质出版社出版，1993年获地质矿产部科技成果一等奖。1995年《中国海区及邻域地质地球物理图册》由科学出版社出版，同年，获国家自然科学二等奖。由于刘光鼎对于中国海的长期研究与贡献，1995年，由美国、加拿大提名，刘光鼎当选联合国大陆架界限专家委员会成员。

　　1989年6月，地质矿产部安排刘光鼎到亚洲近海联合勘探组织任高级专家，与此同时，中国科学院要求刘光鼎出任中国科学院地球物理研究所所长。他不顾亲友的阻拦，一周后即赴地球物理研究所上任。“我是中国地球物理学家，首先要为中国地球物理干事!”这是他舍弃高薪的唯一理由。那时，地球物理研究所的状况不佳，科研条件与职工生活也很困难。刘光鼎经过认真的调查研究，首先提出研究所基础建设的四大中心，即成像中心、高温高压岩石物性中心、地磁台链中心以及资料信息中心。确定了应用开发的四大课题，即沉积盆地综合研究、油储地球物理、岩石圈层研究以及地球磁场与空间电磁环境。他强调地球物理应与地质相结合，并亲自领导“陆相薄互层油储地球物理学理论与方法研究”，该项目被列为国家自然科学基金重大项目；主持并建立“高温高压地球动力学”开放实验室；设立“沉积盆地动态模拟系统”研究项目；提出“浅层地球物理工程”，建立一个崭新的前期工程咨询产业，伸及地矿、石油、煤炭、冶金、建工、铁道、交通、水电等行业，以进入国民经济主战场。经过三年多的努力，地球物理所聚集了一批人才，大任务源源不断，科研项目顺利进展，成效显著。《地质报》称刘光鼎是“拿大项目的所长”。时任中国科学院院长的周光召称誉他：“一个人救活一个所。”随后，国家科委确定中国科学院地球物理研究所为全国科研单位改革试点单位之一。

　　重振地球物理学的学科地位

　　在关注中国

　　刘光鼎认为，我国经济发展的很多基础工作都需要地球物理学的支撑，如三峡工程、西气东输、

　　近年，刘光鼎还提出了军事地球物理的概念，高科技战争也要依赖地球物理学。地球物理学可以给视距外航母和水下潜艇定位；发射导弹要掌握空间重力异常情况；潜艇航行需要了解海底地形。在这些涉及到国家安全的问题上也需要我们发展地球物理学去缩短与先进国家的差距。因此，需要未雨绸缪迅速建立军事地球物理学，进一步拓展地球物理学的研究和应用领域，更好地开展军事地球物理学的研究，为国防建设服务。

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