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寻找地球中年的"呼吸" ——走近石油地质与地球化学家张水昌
上传时间:2026-04-30



中国科学院院士 · 科学家精神
寻找地球中年的"呼吸"
走近石油地质与地球化学家张水昌
中国科学院院士 · 石油地质学家 · 地球化学家 · 张水昌

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张水昌
中国科学院院士 · 地质学家
石油地质学地球化学深层油气地球演化
出生:1961年11月,河南禹州
现任:中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师
当选:2023年11月当选中国科学院院士




14亿年
将真核藻类生态系统
的出现推至14亿年前
4%
发现中元古代大气
氧含量已达现今4%
200+篇
发表SCI收录论文
SCI他引7000余次
万米深地
理论成果支撑
万米深地油气科探工程




人物简介


张水昌,地质学家,1961年11月生于河南禹州,中国科学院院士,中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师、博士生导师,中国石油集团公司油气地球化学重点实验室主任。


他长期致力于海相深层油气基础理论研究与应用,探索油气形成的年代和深度极限。在地球圈层作用控制有机质富集和海相油气形成、高温环境有机-无机作用控制超深层天然气生成和分布方面,取得了系统性和原创性成果,解决了海相深层油气物质基础和成藏有效性的关键难题,创新发展了地球系统演化与油气系统形成的交叉研究方向。


他的研究成果推动了对地球早期环境和油气资源潜力的重新认识,助推中国古老海相油气勘探取得重大发现、油气勘探拓展至深层-超深层,直接支撑了万米深地油气科探工程的实施。




科研历程


1979 — 1983    就读于成都地质学院(现成都理工大学)石油系,获学士学位,踏上石油地质之路。                                       

1983 — 1986    就读于中国科学院兰州地质研究所,获理学硕士学位,深入地球化学研究领域。


1986 年起    进入中国石油勘探开发研究院工作,扎根科研一线,开启长达近四十年的深层油气研究。


1991 年    获中国地质大学石油地质与勘探专业博士学位,完成系统性学术训练。


2016 年    在《美国国家科学院院刊》发表重大成果:发现14亿年前大气氧含量为现今水平4%,颠覆传统认知。


2018 年    荣获何梁何利基金科学与技术进步奖,获中国石油天然气集团公司"杰出成就奖"。


2023 年    当选中国科学院院士,成为中国石油地质学和地球化学领域的学科带头人。




真实故事


Story 01

探秘14亿年前的地球"呼吸"


长期以来,科学界普遍认为中元古代(距今18亿至8亿年)缺乏烃源岩发育的基础——没有足够的有机质,就没有石油。然而,张水昌团队不信这个邪。他们将目光投向了华北克拉通下马岭组沉积,这是中元古代全球保存最好的一套地层,但地球化学研究程度相对较低。

 

通过对14亿年前沉积物中微量元素和生物分子化石的高精度分析,张水昌团队惊人地发现:中元古代大气氧含量最低可达现代水平的4%!这一数字远高于先前预测的0.1%,足以维持海绵等早期动物的生存,也足以使产氧光合作用生物大量发育,为黑色页岩发育提供有机质来源。这项成果不仅登上了美国《国家科学院院刊》,更被评为当期"亮点论文",入选美国地球化学协会"十大最值得关注论文",彻底突破了传统认知的藩篱。


Story 02

向"万米深地"进军的理论先锋


油气勘探的主战场集中在"一深一浅"两大领域。面对我国海相地层极端的温压环境——地下万米处温度高达210摄氏度、压力超过140兆帕——国外的成熟理论往往"水土不服"。张水昌迎难而上,致力于探索油气形成的年代和深度极限。

 

他发现了地质深埋高温环境下存在古油藏裂解和水-岩-烃相互作用,这正是深层-超深层天然气规模生成和高效聚集的关键机制。在他的理论支撑下,我国超深层钻探能力不断突破,塔里木盆地的深地塔科1井完钻深度达到10910米,成为亚洲第一、全球第二的超深层钻探工程。张水昌的原创性成果,直接为万米深地油气科探工程的实施提供了理论"底气"。


Story 03

"十年磨一剑":呼吁科研定力的院士


在谈及人才培养时,张水昌院士总是强调"基础研究"的重要性。他认为,人才建设是油气勘探事业发展的核心动力,必须推动青年人沉下心来做基础研究,践行"十年磨一剑"的理念。

 

"需要立足长远,从地球演化角度,开展人为干预力与自然演化力间尺度平衡关系的研究。"张水昌不仅关注地下的油气,更关注地球的未来与科研人才的成长。他提出要培育青年科研人员的五种核心能力:情绪复原力、屏蔽力、深耕能力、思考力、处变能力,以及全球视野、战略眼光、家国情怀、创新精神四位一体素养,为国家能源安全筑牢人才根基。




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深化基础研究攻关,筑牢能源发展根基。

我们需要立足长远,从地球演化角度,

开展人为干预力与自然演化力间

尺度平衡关系的研究。


—— 张水昌 院士




致敬深地探索者


从14亿年前的古老海洋,到地下万米的深邃地层;
从破译地球中年的"呼吸"密码,
到为国家寻找深层油气的"金钥匙"。
张水昌院士用四十年的坚守,
将地球演化与油气系统完美结合,
为中国能源安全筑牢了科学基石。



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