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王铁冠(一)
2014-05-06 16:41:00 来源: 作者: 【 】 浏览:21224次 评论:0


   
 

   王铁冠,1937年12月生,广东澄海人,中国科学院院士,现任中国石油大学(北京)教授、博士生导师。1956年毕业于北京石油地质学校(江汉石油学院前身)地质专业,1978-1994年在江汉石油学院任教(其中1983—1986年在美国特拉华大学地质系和俄勒冈州立大学任研究学者、客座副研究员),1994年起在中国石油大学(北京)任教。国家自然科学基金委评审专家组成员,教育部石油天然气成藏机理、煤炭资源两个重点实验室的学术委员,中油股份公司油气地球化学重点实验室学术委员会副主任,《地质学报(英文版)》、《地质论评》、《地球化学》、《石油实验地质》、《海相油气地质》编委。发表论文177篇,出版专著13部,完成科研报告40份。荣获李四光地质科学奖(地质研究者奖)、中国科学技术发展基金会孙越崎能源大奖、中国石油天然气总公司铁人科技成就奖银奖,获得国家自然科学奖二等奖和国家科技进步奖三等奖各1 项,部级科技进步奖8项。

开拓油气科学新领域
——地质科学家王铁冠院士专访摘编

     在地球的50亿年历史中,隐藏了无数的科学奥秘。地球科学因此而学科众多,峰峦林立。探寻这一领域的科学家成千上万,各领风骚。王铁冠教授就是其中之一。他选择的是一条称之为“分子有机地球化学”的道路。这是一门探寻石油天然气新兴的边缘学科,是一条崎岖而艰辛的开拓之路,在这条地质科学的道路上,王铁冠教授已经默默的跋涉了40多年,如同他的名字一样,“以铁人精神奋勇夺冠”,既取得了丰硕的科研成果,又培养了一代又一代科学人才。2005年,他在众多的地质科学家中脱颖而出,当选为中国科学院院士,这就是对他科学贡献的最好诠释。

                    我国命名新生物标志的第一人

  •他对一个新的化合物系列作出结论性的鉴定,将其命名为“13α(正烷基)三环萜烷”,这是迄今为止由中国学者鉴定与命名的唯一生物标志化合物
   •他非常注重探索分子标志物在地质科学相关领域的应用,对于从事油气成因理论和技术方法研究的科研和生产人员都是值得借鉴的
   分子有机地球化学以地球上沉积有机物质的化学组成、演化为研究对象。在沉积物中,凡是反映有机物质来源及其演化过程的化合物都是“分子标志物”;其中可以指示某种特定生物来源的分子,还称作“生物标志物”或“分子化石”。探索这些有机分子,可以为研究地质科学与环境科学中的基础理论与实际应用问题提供分子级水平的依据。
   1978年,王铁冠老师参加燕山野外地质勘察,一次在元古地层出露区,意外的捡到一块砂岩滚石,放大镜下见砂粒间充填着沥青颗粒。因为石油地质学家常把天然沥青看作是油苗,所以他当即选点进行人工槽探,终于挖出了黑色的含沥青石英砂岩层。通过有机地球化学分析和同位素年龄测定,王铁冠确定这个沥青砂岩层原来是晚元古代时期的油藏,在6.73亿年前因遭受岩浆活动的高温烘烤而蚀变成固体沥青。这是在国内发现的最老的古油藏。
   回到实验室后,王铁冠教授还用气相色谱—质谱仪,从这个沥青砂岩中检测到一个国际文献中尚未报道的新化合物系列。他按照国际惯例,运用阿根廷化学家Rurede合成的标样,在国内实验室条件下,首次实现了人工标样的色谱—质谱共注分析,对这个新化合物系列作出结论性的鉴定,将其命名为“13α(正烷基)—三环萜烷”。迄今为止,这仍然是由中国学者发现与命名的唯一生物标志化合物。1991年,王铁冠教授在《中国科学》发表了这一鉴定成果后,收到美国科学信息研究所(ISI)来函,告知该所文献库拟收录这种新发现的化合物,以供国际同行检索,还要求王铁冠对录入资料进行审核,并签名确认。此外,王铁冠教授还在贵州水城的藻煤中,发现、鉴定出前人未知的甲基三环萜烷和甲基四环萜烷两个新的生物标志物系列。有关的论文在国际上发表后,被SCI等几大国际检索系统所收录。
   在对化石燃料分子组成的探索中,王铁冠教授检测出98个新的异构体或同系物,从而补充、发展和完善了文献中已知的7个生物标志物系列。这些工作,均属国际有机地球化学界的前沿性科研成果。
   在分子标志物理论研究中,王铁冠先后在国际上建立了树脂二萜类,13α(正基烷)—三环萜烷,8β(H)—补身烷以及8,14—断藿烷等4类生物标志物的成因机理模式。这方面的论文发表后,单篇论文的SCI最高他人引文数达103篇次。
在方法学研究上,上世纪80年代后期,王铁冠教授首创了运用生物标志物组合,确定沉积有机质生源构成百分比的方法,从一个岩石或原油样品中,可以获得多达550个化合物的综合信息。1997年《科学通报》的署名文章认为,这“无疑对于从事油气成因理论和技术方法研究的科研和生产人员都是值得借鉴的”。
   王铁冠教授非常注重探索分子标志物在地质科学相关领域的应用前景。例如,李四光先生1931年在南京命名上、下二叠统之间的地壳运动为“东吴运动”。1990年,王铁冠教授在苏北,通过对古生代地层沉积有机物的系统研究,不仅为“东吴运动”事件地层学的研究提供了分子级水平的可靠证据,而且首次提出“东吴运动”期间,存在着岩浆热液活动的地内热事件。研究华南二叠系事件地层学的专家、中国科学院院士殷鸿福认为:王铁冠的研究成果“为东吴运动的研究补充了岩浆活动的研究内容”。同时,这项研究又开拓了运用有机地球化学手段,研究地内事件地层学的先例。

                           非常规油气成因理论的探索者
   •他发扬分子有机地球化学与煤岩学两个学科的优势,得出了一系列富有创见的研究成果,其中《煤成油的形成和成烃机理》专著,获国家自然科学二等奖
   •他领导的课题组探索完成的“低熟油气形成与分布”理论,拓展了我国石油地质学和有机地球化学的研究领域
   二十世纪50年代至80年代前期,传统的石油地质学观念认为,煤和石油又是两种不同类型的沉积环境下不同演化过程的产物。1975年,王铁冠教授到湖北秭归作野外地质调查,在侏罗纪煤系地层中发现众多固体沥青产地,而且在砂岩中见到沥青脉分叉、穿插现象,表明这些沥青曾经是呈液态流动状态的石油。王铁冠教授研究煤系固体沥青的成因后,明确提出“成煤过程中也可伴随有‘生油’过程”,这些沥青是“煤或高等植物成因的液态烃类衍生物”,沥青脉的“分叉与合并现象”正是“具有次生流动运移的确证”等论点,对煤成油做出了重要的论证。
   “七五”期间,王铁冠教授发扬分子有机地球化学与煤岩学两个学科的优势,最早发展了一套生物标志物分析与煤岩显微组分镜鉴相互渗透、紧密结合的烃源岩研究方法。通过全国55个矿区130个代表性烃源岩样品的精细剖析,得出了一系列富有创见的研究成果。他在此基础上参与撰写的《煤成油的形成和成烃机理》专著,获国家自然科学二等奖。
在石油地质学中,经典的“干酪根晚期生烃理论”揭示了“成熟”烃源岩晚期生成常规石油与天然气的机理,有效的指导了世界各地的油气勘探实践。但是,在相当长的一段时间内,人们忽略了烃源岩早期生烃的贡献,这些早期的烃类即为“低熟油气”。在国内外油气勘探中,确实不断有低熟油气的发现。
   “七五”至“八五”期间,王铁冠教授的课题组对9个典型沉积凹陷和5个中小型盆地的原油、岩石样品,作了系统的剖析,从显微层次和分子级水平上,成功地确立了木栓质体、树脂体、细菌改造陆源有机质、生物类脂物以及富硫大分子等五种原始母质早期生烃的机理和模式,1995年撰写出版了《低熟油气形成与分布》理论专著,弥补了国际上盛行25年之久的“干酪根晚期热降解生烃理论”在早期生烃研究方面的缺憾。著名石油地质学家李德生院士在专著的序言中指出:该书“发展了我国陆相生油和煤成烃的理论和工作水平”,“拓展了我国石油地质学和有机地球化学的研究领域,也为(油气)勘探工作者提供新的思路和机遇”。



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