专家走进造岩矿物学课堂

2021-09-08

整理人：蒋蕾茵

专家信息：

王铁冠 院士

中国石油大学（北京）教授

中国科学院院士

研究方向：

分子有机地球化学家与石油地质学家

主要成果：

1、发现和命名13α（正烷基）－三环萜烷等三个新生物标志物系列；

2、阐明低熟油气成因理论；

3、完善油气成藏期次与时间的厘定方法。

孙老师：

欢迎来到岩浆岩与变质岩、孙晶的课堂，我是孙晶，你们的孙老师。大家学过普地，有知道三大岩类有哪些吗？

同学：岩浆岩，变质岩和沉积岩。

孙老师：那你们知道岩浆岩和变质岩在地壳上的分布，谁最多吗？

同学：岩浆岩最多。

孙老师：

看来大家普地学得不错。那在地球上，其实三大岩类之间是可以相互转换的，可以通过构造运动、一些变质事件、一些热事件之间相互转换。在这其中呢，岩浆岩占到地壳体积的65%，变质岩占到地壳体积的27%，而沉积岩只占了8%。但是我们知道他们之间是可以相互转换的，而我们这门课呢，是岩浆岩和变质岩放在一起去给大家讲，大家全部都是资源勘查工程专业的学生对吧，我想大家一定会有一个疑问，我想这个疑问很多同学已经问过我了，既然岩浆岩和变质岩里面找到石油的可能性不是特别大，我们为什么还要花这么长的时间去学这门课呢？为了解答这个疑问，我今天请到了一位石油地质学家——王铁冠院士，在开课的第一节课，我想让王院士把这个疑问给解惑，我们现在有请王院士。

王院士：

很高兴啊，孙老师约我来分享这个经验。确实嘛，我们资源勘查工程，资源是很多的，包括人力都是资源，但是需要勘查的资源有哪些呢？一个就是矿产，一个就是能源，还有水。我指的水是地下的水，不是表面的水，地表面的水不是我们搞地质的人管的，是搞水利的人管的。那么能源这里头来讲的话，确实，孙老师刚才所说的，石油是在沉积盆地里形成，我们勘探一般都在沉积岩地区，但不等于说这个岩浆岩、变质岩我们就不了解。

从第一个意义上来讲，我给你们讲几个我自己感受到的问题吧。1970年，五十年前了，我那时候是33岁，文化大革命的中期，我们去参加石油会战。在哪里呢？在南襄盆地，就是河南的南阳、湖北的襄阳，中间是一个两万多平方公里的盆地，在那进行勘探，打的第一口井。我那时候干什么呢？我那时候的工作和任务就是搞地层，就是刨井，一开始配备两部钻机，一部在南阳打，一部在襄阳打，后来配备了四部钻机，每个月我经常背个小包跑各个井，看看这井打到什么程度了，打到什么地层了。那么大概在打了两个多月之后，在南襄盆地的第一口井，叫南1井，本来我应该定期去看的，正好那时候有事，给我一个任务给南阳地区的领导汇报一下我们的勘探情况，就耽误了几天。等我到井上一看，怎么了解底下情况呢，钻头就把底下的岩石打破碎了，通过泥浆把它循环上来。地质人员就把这些岩石碎屑捞起来，洗干净，再看它底下是什么地层。我一去看呢，一包包岩屑就放在那里，亮晶晶的，好多云母片。云母片实际是变质岩，就是说这口井已经把沉积岩打穿了，打到基底里去了，刚才大家讲了底下基底是岩浆岩和变质岩。但是这个变质岩的基质，是隐晶质的，肉眼看不见矿物，显晶质主要是云母片，当时主要的地质人员已经工作了大概四五年了，还有一个二把手呢是北京石油地质学校毕业，已经工作十二年了，还有一个刨井的一个人是58年成都理工毕业的，第一号地质技术人员也是成都理工的，搞石油的。他们一看，叫云母泥岩，还要往深了打，我一看不行啊，打穿基底，打到底下就不是我们勘探专业了，但我跟他们没有隶属关系，我说话不算数的，钻井队正赶着地层软硬合适，钻井任务有个指标叫进尺，一天打多少米，工程上是这样的。我跟他们说不要再往下打了，人家不干，责任也大。一个钻机是三千米的钻机，打了两千七百多米了，要停一天窝工，要很多钱的，谁负得了责任呢？那没办法，我看完了回来跟我的领导汇报，再打电话到会战总部，总部再到他那，几天时间，在基底里打了二百六十米。你想一想，一台钻机，五个大型的柴油机，一台钻机就相当于一个中等的工厂，就咕咚咕咚往下打，再跟他讲的时候打了二百六十米，这就是个事故。最后呢，就把他们钻井系指挥部里研究这个的组长给撤职了。不就是变质岩，你不找油，但找油碰到它，这是一个故事，你需不需要学变质岩？

再讲个岩浆岩的事，（刚才的故事）是五十年前了，这是五六年前，一几年的事。现在的生态资源部，那个时候叫国土资源部，有一个地调局，他们就在燕山地区，在河北承德地区，他们定了一口井。河北不是叫冀吗，冀元1井，定那口井井位的时候没有找我去，因为我在燕山地区工作了几十年了，七八年我就在做我的工作，没有找我去。他们设计井的时候，找我去了，我就一直对这井位提出问题。它井位根据地震（定的），你们学过普地的，构造地质在学吧，背斜知道吧？是不是石油在背斜上？它是个断背斜，就是一个背斜断层切开了，断的背斜。当时我就跟他说，你的构造要落实，我觉得构造资料不太落实，但是会上找我去的是审查钻井的设计。人家后来说，王老师啊，这个不是我们这个会要讨论的问题，井位问题上次会议就定了，这我也无能为力。我说那就打吧，讨论完了以后打（井）。过了大概一两个月吧，就找我去了，这个井没那么深，但是也要一千八百米，找我去以后呢，到井上看看去。我在这个地方，七八年我组织过两次队伍在这个地方做地质勘查，地层什么我都熟悉的，我也打过三口浅井，我去看的话呢，它得汇报，把地层画柱状图，一看这是什么组的这是什么组的，说得头头是道。等到一看岩心，我心里就没底了，因为这些岩心都是隐晶质的，看不见矿物，他们就定这个组那个组，我心里不托底，我就没说话。我说那不对，我也没根据，我上上下下采了五块岩样，回来一磨，全是岩浆岩。其中有一个我记得，是叫橄榄辉长岩。以后你要学的，是基性岩。这口井、这个断背斜，地震解释不对，地质有多解性，实际是个岩体，在岩浆上白打个一千多米，最后怎么处理我就不知道了。人家也不说，说起来是丑闻了。这个损失就更大了。这口井我不知道多少钱，我不是搞经济的，恐怕单位是千万元，所以你说岩浆岩和变质岩要不要学啊？是不是啊？我们地质工作干的就是这个。你最基本的数据可能，在井上去就是录井，就是记录（这是）什么岩石（那是）什么岩石，都要记录下来。我那个时候去不是干这个事儿，我是搞地层对比的。从这个意义上，你需要学好它。

第二个事情，从研究意义上，也是很重要的。我举个例子来说，还是70年，我刚上南阳盆地的时候，我们刚准备打第一口井还没打井的时候，我们首先在地面跑。可那个时候呢是70年，在五十年代后期，至少十多年前，当时在地质部有个普查大队，打了24口浅井，都是二三百米的浅井，那个岩心就弄破庙里头。我什么资料都没有啊，都到盆地周边去跑来认识地层，我听说有这个就办了个手续，当时我们有学生，都是工农兵，不是大学考来的，是部队推荐来的工农兵，就发动学生把这个岩心抬出来。完了以后，一看有些砂岩什么，你们学过造岩矿物，造岩矿物里形成岩浆岩变质岩的主要矿物是石英、长石、云母这些东西。除了这些矿物，还有次要矿物。当时我们就这些资料，采了一些样品去分析。我就用了重矿物，听说过没有？就是说沉积岩的母岩，它的妈妈，是在围岩里头，在山上风化来的，不是说岩浆岩是在大部分地方分布最多吗，岩浆岩变质岩搬过来的。那么这些矿物当中，重矿物比如说石榴子石、角闪石还有磁铁矿等。这些东西可以指示物源方向，物质来源，可以知道沉积岩和岩浆岩是从哪儿来的，还可以知道河流搬运的方向。我们把它鉴定出来就画等值线图。当时在文化大革命中间，我们出去参加会战，没带那么多书，你买书也买不到。但是我记得我上大学学过这个，重矿物里有稳定的也有不稳定的，不稳定的一风化就风化没了，重矿物里一个稳定一个不稳定，那么往前搬运的时候会出现什么现象的？是不是稳定的百分比越来越高，不稳定的越来越低。我还记得几个重矿物，像石榴子石是稳定矿物。我一看石榴子石是这么走的，画出等值线图往这个方向，从西北方向来的，往东南方向去的。那么同样的，凡是往前走含量逐渐增加的是稳定的，减少是不稳定的。用了几种矿物，画了几张图之后，就确定南阳盆地的话是两千多平方公里，北部叫南阳凹陷，是三千平方公里，那到哪里去打井啊？哪里都可以打井，就发现物质方向是从西北来的。迎着物源方向去储层好，但是恐怕泥岩、有机质少，油不会在那生成，所以根据其它资料，第二口井我们就提议往东打。这个基本信息很重要就是重矿物，也是造岩矿物。当时我很着急，我记不住哪个矿物是稳定的不稳定的，书到用时方恨少，可我又处找去，但就凭我学的时候对几个矿物的了解，它按照稳定的方向，那么其它的就配套弄出来了。那么我们第二口井，后来我们就知道打到了凹陷的中心，打出了七百多米厚的生油地层。第三口井就见到油气。所以说矿物岩石这些东西，你不要以为学这些东西好像就是（没用），我打个比方说吧，人吃饭，吃第一个馒头没吃饱，吃第二个馒头没吃饱，吃第三个吃饱了，就说这个馒头管用，那两个都没用，是吧？上课也是这样啊，你没有造岩矿物，就学不了岩石，岩石学你学不好，你就搞不了地层。所以对我们本科生来讲，我认为基本的三个点：1、基础理论；2、基本知识；3、基本技能。你能鉴定这些矿物岩石，这是你的基本技能。所以你说要不要学啊？对不对。就像你要写文章，要学英语，要看书，你就要词汇量，你没有这个后面怎么看书啊？我想就是这个问题。先说这点吧。

孙老师：谢谢王老师。我想大家平时见到院士的机会也会少一些，那看看大家有没有机会向王老师提问。

同学：王老师我想问一下您当时是怎么通过地震波知道它是一个断了的地层？

王院士：

这不是我做的工作，这是地震资料解释。我们研究组里有搞构造的，有出来一条剖面解释一条剖面的，我是搞地层的。

同学：那能不能通过打出来的岩心认识地层？

王院士：

可以，这是最原始的、最基础的搞地质构造的办法。完全靠打井，靠地面也可以，地面的叫地质测量，都可以做。现在覆盖区，地表都第四纪覆盖，底下看不见，所以要做地震。现在我们越凿越深了，我那时候在70年打井三千米就是深井了，最近这两年打的井都是八千多米、九千米了，那地表面看不见了，完全靠物探资料和地震资料来解释。

同学：谢谢王老师。

孙老师：

还有同学有问题吗？那如果没有的话，我想问王老师一个八卦性的问题。我们都知道院士是科学的最顶峰，那我想问一下王老师，当院士之前和当院士之后，您的生活和科研上面发生了什么变化吗？

王院士：

没什么变化，我还是我。我当选院士之后，钟教授，咱们学校老师，我们在一起很长时间了，跟我好多年了。他从江苏油田过来，他说王老师啊，江苏油田给你起了个外号。起个外号不是个好事儿啊？我说我得罪谁了，给我起个外号啊。我说起什么外号啊，他说（他们）管你叫平民院士。为什么呢？因为人家介绍某某某，我的介绍王铁冠，教授，就是个圈了，就是个句号了，人家都是什么主任，什么长，我没有。我当过最大的官，就是勘探系的副主任，就相当于地质系的主任。因为我们那个勘探系包括物探、测井、地质还有仪器四个大专业，我对行政工作不太感兴趣。所以我照样干我的科研，而且科研我也不大喜欢去搞很大的项目，当个什么项目长底下管多少人，我的课题都是直接搞的课题。就搞过一次就是燕山的会战，受中石化的委托，我拿一个两千六百多万项目，在零几年，因为我搞的是燕山，干了三年，项目长带个长的。剩下的就是我的具体课题，原来干什么我还干什么，而且在一个油田一干，从90年到00年，我一直在搞大港（油田），从01年到我退休以前——15年，15年我一直在搞塔里木（油田）。这有什么好处呢？熟悉，可以一年一年搞得深入，基本上我不开口，搞完这个项目，别人就说王老师你来搞这个吧这个地区，我就没处去说我搞什么项目啊，没有的事。这样的话就比较好，而且同学的话干的我心里都有数。所以我说本质上没什么差别，就是当选院士以后，有的会多了一些，经常需要去参加评审。这些工作是社会义务，下礼拜一就要去评个奖项，李四光奖。现在少了一点，因为我今年84了，恐怕是你们年龄的四倍吧，你们也就二十来岁，四倍还有余。我是81岁按照国家规定，以前没有退休的事，第一批退休，18年，退休之后我们学校又返聘我了，退休前干的工作我还接着在干，没什么区别。

孙老师：马上就是教师节了，我们提前祝您教师节快乐，祝王老师健康长寿。

王院士：谢谢。以后有机会咱们再谈。