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1931年2月5日生于天津市。1956年毕业于北京地质学院。1997年当选为中国科学院院士。中国科学院青海盐湖研究所研究员。曾任中国科学院青海盐湖研究所所长。
从事柴达木盆地盐湖地球化学研究，揭示了自新生代以来柴达木古湖的发生、发展、衰亡的全过程，建立了内陆盆地盐湖成盐演化成矿模式，对古代“异常”钾盐蒸发岩的成因提出了深部CaCl2型水作用的观点，丰富了大陆盆地成钾理论。从事湖泊沉积古气候环境演变研究，建立了微量生物碳酸盐稳定同位素、单体生物壳微量元素、盐类矿物流质包裹体稳定同位素及物质成分分析，为高分辨率的古环境研究提供了有效方法。代表作有《中国盐湖自然资源及其开发利用》和《古代异常钾盐蒸发岩的成因》等。
中国共产党优秀党员、中国科学院院士、中国科学院青海盐湖研究所原所长张彭熹同志因病医治无效,于2014年7月12日15时26分在西安逝世，享年83岁。
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