张鹏飞教授的主要研究领域为含煤岩系沉积环境和古地理演化。为此,他的足迹遍及祖国大江南北,研究课题涵盖古今地质领域。20世纪70年代以来,他以更加饱满的热情,与研究生们一起承担广西晚二叠世碳酸盐岩型煤系沉积相及聚煤模式、南方石炭纪沉积环境及聚煤模式、云贵川晚二叠世沉积环境及聚煤规律以及西北吐哈盆地早中侏罗世成煤环境及沉积古地理研究等多项科研任务。在对这些地区的含煤岩系沉积环境、沉积体系、成煤模式及成煤古地理演化等研究的基础上,对一些沉积学和煤田地质学理论问题进行了深入探讨,张鹏飞教授提出了“幕式聚煤作用”理论。他认为,煤层底板根土岩是基底暴露期间潮湿气候下的古土壤层,煤层是在基准面抬升过程中堆积而成的,煤层和根土岩之间的界面代表了一次间断面,可以作为层序地层学中的准层序界面;厚度较大的、大区域分布的煤层,是主要聚煤作用幕期形成的,而厚度较小的、局部分布的煤层,则是次要聚煤作用幕期形成的。
20世纪80年代,国内外加强了对碳酸岩岩石学及沉积相方面的工作,出现了碳酸岩沉积相和岩相古地理的研究高潮。陆表海碳酸岩型含煤系作为一种特殊的含煤岩系,引起了广大地质学者的重视。我国南方广西晚二叠世合山组及贵州东南部晚二叠世吴家坪组与长兴组是典型的碳酸岩型含煤岩系。经过多年研究,张鹏飞教授提出了包括台地总体变浅成煤、台内滩丘变浅成煤以及台地边缘浅滩变浅成煤等三种碳酸盐台地聚煤模式,并发现碳同位素在晚二叠世的吴家坪阶与长兴阶的界线处的突然降低事件。此外,他还对湖南石炭纪进行了沉积学及岩相古地理学研究,认为我国最早聚煤期湖南早石炭世煤层形成于障壁砂坝—泻湖—潮坪沉积体系,并对煤层形成的规律性进行了研究。
经过10余年的努力探索,张鹏飞教授等对中国扬子地台、华北地台南缘及吉黑海西褶皱系某些有代表性煤田进行了含煤岩系的沉积学研究,积累了丰富的第一性资料。20世纪90年代初,在著名地质学家冯增昭教授主编的《中国沉积学》一书中,张鹏飞教授以滇东、黔西、淮南、黑龙江鹤岗、湘中及桂中等地区的晚古生代和中生代含煤岩系为例,着重介绍了煤层和沉积体系,包括冲积扇三角洲、河流、复合型三角洲平原、湖泊、障壁砂坝和碳酸盐台地,并探讨了不同沉积体系下的聚煤特征和含煤性。
高岭岩(土)资源理论研究及其开发应用构成了近代固体地球科学领域中一个重要组成部分,已逐渐形成一个研究热点。20世纪90年代中后期,张鹏飞教授对我国煤系高岭岩物质组成及成矿机理进行了系统研究,并提出了鲁西A层高岭岩、夹矸及底板型高岭岩、木节土型软质高岭土、淮南下石盒子组B层高岭岩等四种成因模式。他认为,生物和有机质在高岭岩成矿过程中起重要作用。
“严谨求实,追求卓越”是张鹏飞教授60多年来从事地质工作的体会,而“活到老,学到老”是他晚年生活的真实写照。退休以后,他仍然积极参与科研活动,依然时刻关心年轻教师的成长,关注年轻教师的教学与科研活动和研究生培养工作。同时,他还继续对我国古地理学和沉积学的发展以及《古地理学报》的创建和发展辛勤工作和献计献策。
老骥伏枥,志在千里;桃李成言,下自成蹊。如果先生是一本书,那最精彩的篇章一定写着“园丁”二字;如果先生是一卷画,那最壮美的一幅就是一支蜡烛,始终放射出燃烧自己和照亮别人的光辉。张鹏飞教授就是这么一位平凡又不平凡的老人,他对国家和人民的赤子之心,对青年学子的拳拳爱心,可谓是学之良师、德之楷模,永远滋润着我们的心田。