石油成因之謎

1959年的9月26日大慶油田發(fā)現(xiàn)井———“松基三井”噴射出讓人喜極而泣的棕褐色原油

石油成因之謎1959年的9月26日大慶油田發(fā)現(xiàn)井———“松1

當(dāng)今世界所消費的全部能量中,有一半來自石油,所以人們稱當(dāng)代為“石油時代”。

人類認(rèn)識石油已有久遠(yuǎn)的歷史。據(jù)史料記載,早在公元前3世紀(jì),我國四川省已經(jīng)學(xué)會用石油和天然氣作燃料烹食、取暖和照明了。但是,大規(guī)模的工業(yè)開采石油卻只有100多年時間。由于石油的價值越來越被重視,石油需求量與日俱增,尋找新的油田已成為當(dāng)務(wù)之急,而石油成因的研究可以為找礦提供理論指導(dǎo),所以這一課題一向為國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家所關(guān)注。石油成因之謎

當(dāng)今世界所消費的全部能量中,有一半來自石2石油成因,總的可分為無機起源說和有機起源說兩大派。19世紀(jì)的德國地理學(xué)家洪堡、俄國化學(xué)家羅蒙諾索夫均設(shè)想石油源于無機物。1876年,門捷列夫明確提出,石油是地球形成時碳與鐵相互化合生成的碳化鐵與地表水反應(yīng)后的產(chǎn)物。由于無機起源說解釋不了石油的復(fù)雜化學(xué)成分和油田的實際地質(zhì)分布,所以20世紀(jì)以來這種觀點影響越來越小。

石油成因之謎

石油成因,總的可分為無機起源說和有機起源說兩大派。13有機起源說創(chuàng)立于19世紀(jì)中葉,隨著油田地質(zhì)和石油化學(xué)研究的深入,支持它的證據(jù)越來越多。例如,石油中含有的“卟啉”與植物的葉綠素和動物的血紅素相似;石油具有成因于生物的有機物質(zhì)才具有的旋光性;石油中碳12的豐度高于碳13也可以用生物的光合作用來說明……尤其有力的證據(jù)是,世界上99%以上的油田都產(chǎn)生在與生物作用關(guān)系密切的沉積巖中。因此,自50年代以來,有機起源說已被學(xué)術(shù)界公認(rèn)。石油成因之謎

有機起源說創(chuàng)立于19世紀(jì)中葉,隨著油田地質(zhì)和石油化學(xué)4但是,在有機起源說內(nèi)部,關(guān)于石油是成因于古代動物的災(zāi)變死亡,還是成因于被稱為“海洋牧草”的溝鞭藻一類浮游植物在地質(zhì)變遷中的高壓還原;是生成于海相地層,還是生成于陸相地層,今天尚未定論.在這方面我國地質(zhì)學(xué)家潘鐘祥等依據(jù)在發(fā)現(xiàn)大慶,勝利等油田過程中形成的理論,提出"陸相生油論",對一向占優(yōu)勢的"海相生油論"提出了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。石油成因之謎

但是,在有機起源說內(nèi)部,關(guān)于石油是成因于古代動物的災(zāi)5值得注意的是,由于近年來在宇宙中發(fā)現(xiàn)了幾十種復(fù)雜有機物,石油地質(zhì)勘探也證明地殼深處存在油氣補給源,所以“無機成因說”又重新提出,大有“卷土重來”之勢.自美國德克薩斯開鑿了世界上第一口油井至今一百余年里,開采出來的石油已有數(shù)千億噸,人類的吃穿用行樣樣離不開石油,但至今說不清石油的來龍去脈,這也算了知難行易吧!石油成因之謎

值得注意的是,由于近年來在宇宙中發(fā)現(xiàn)了幾十種復(fù)雜有機6關(guān)于石油的起源，早在100～200年前，俄國兩位有名的科學(xué)家分別提出了石油的有機成因和無機成因以來，學(xué)者們也就分成旗幟鮮明的兩大學(xué)派，各持一說，至今仍爭論不休，難分勝負(fù)。世界上第一個試圖探索石油成因的是俄國的羅蒙諾索夫。早在1763年，他就提出了以下觀點：石油成因之謎

關(guān)于石油的起源，早在石油成因之謎7地下肥沃的物質(zhì)，如油頁巖、碳、瀝青、石油和琥珀等等，都起源于植物。因為油頁巖不是什么別的東西，而是古代從結(jié)果實的地方和從樹林里被雨水沖刷下來的爛草和爛葉變成的黑土，它像淤泥般沉在湖底等環(huán)境，樹脂和石油以它們的（重量）輕和可燃性表明它們的成因也是同樣的。

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地下肥沃的物質(zhì)，如油頁巖、碳、瀝青、石油和琥珀等81876年，俄國另一位著名人物、元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫提出了一個截然不同的觀點：地球上有豐富的鐵和碳，在地球形成初期可能化合成大量碳化鐵以后又與過熱的地下水作用，遂生成碳?xì)浠衔?，而碳?xì)浠衔镱愃朴谑?。已生成的碳?xì)浠衔镅氐貧ち芽p上升到適當(dāng)部位儲存冷凝，形成石油礦藏。石油成因之謎

1876年，俄國另一位著名人物、元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫9“碳化說”在上世紀(jì)末和本世紀(jì)初曾流行一時，但不久因為在地球深處并沒有發(fā)現(xiàn)大量碳化鐵的跡象，而且地球深處也不可能有地下水存在，此說漸漸被人們所否定。這一期間，天文學(xué)家利用光譜分析，發(fā)現(xiàn)太陽系某些行星、大氣層和彗星核部都有碳?xì)浠衔锎嬖?。它們顯然與生物作用無關(guān)。石油成因之謎

“碳化說”在上世紀(jì)末和本世紀(jì)初曾流行一時，但不久因為10俄國的索柯洛夫即于1889年推出石油成因“宇宙說”，認(rèn)為地球在誕生伊始尚處于熔融的火球狀態(tài)時，吸收了原始大氣中的碳?xì)浠衔?。隨著地球不斷冷卻，被吸收的碳?xì)浠衔镆仓饾u冷凝埋藏在地殼中形成石油。反對者則指出，地球形成的大氣成分與現(xiàn)代大氣差不多，不可能存在大量碳?xì)浠衔铮患词褂械脑?，遇到高溫且熔融狀的地球也早就分解了?/p>

石油成因之謎

俄國的索柯洛夫即于1889年推出石油成因“宇宙說”，11人們把“碳化說”、“宇宙說”稱為無機成因說。還有一種無機成因說，叫“火山說”。持“火山說”的人不多，他們認(rèn)為石油是火山噴發(fā)作用的產(chǎn)物，但世界上位于火山帶的油礦畢竟是極少數(shù)，這種學(xué)說無法解釋大量的不存在于火山帶的油礦的形成。到了1888年，杰菲爾繼承羅蒙諾索夫的有機成因說，向無機成因說“發(fā)難”。他認(rèn)為所有石油都是海生動物的脂肪經(jīng)過一系列變化而形成。不久又有人提出植物殘骸在湖或海底受溫度壓力等影響生成有機質(zhì)，然后再轉(zhuǎn)化成石油的觀點，其中有的強調(diào)海生植物的重要性，有的則說陸生植物對石油生成更有利。石油成因之謎

人們把“碳化說”、“宇宙說”稱為無機成因說。還有一種12本世紀(jì)30年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家古勃金綜合兩家意見，發(fā)表“動植物混合成說”，認(rèn)為動植物的混合物經(jīng)一系列變化更有利于生成石油。石油有機形成的最新理論認(rèn)為，形成石油和天然氣的有機物包括陸生和水生的生物，而以繁殖量最大的浮游生物為主。它們同泥沙和其他礦物質(zhì)一起，在低洼的淺海、海灣或湖泊中沉積下來，首先形成有機淤泥，有機淤泥被新的沉積物所覆蓋，造成與空氣隔絕的還原環(huán)境。隨著低洼地區(qū)不斷沉降，沉積物不斷加厚，有機淤泥承受的壓力和溫度也不斷加大，經(jīng)過生物化學(xué)、熱催化、熱裂解、深部高溫等階段，逐漸轉(zhuǎn)化為石油和天然氣。

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本世紀(jì)30年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家古勃金綜合兩家意見，發(fā)13本世紀(jì)40～50年代，人們普遍認(rèn)為石油烴類是沉積巖中的分散有機質(zhì)在成巖作用早期轉(zhuǎn)變而成的。有人在現(xiàn)代沉積物中發(fā)現(xiàn)了與沉積物幾乎同時形成的烴類物質(zhì)，在此基礎(chǔ)上提出了有機成因早期成油說，又稱“分子生油說”。60年代，取代“分子生油說”的是晚期成油說。晚期成油說認(rèn)為，當(dāng)沉積物埋藏到較大深度，到了成巖作用的晚期、蘊藏在巖石中的不溶有機物質(zhì)----酐酪根，才達(dá)到成熟熱解而生成石油，因此又被稱為“酐酪根生油說”。石油成因之謎

本世紀(jì)40～50年代，人們普遍認(rèn)為石油烴類是沉積巖14然而，無機成因?qū)W派并未偃旗息鼓。1951年，在過去40年中一直是有機成因論者的蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家?guī)斓铝翰煞?，突?80度大轉(zhuǎn)彎，創(chuàng)立“巖漿說”。他深信地球深處的巖漿中不僅存在碳和氫，而且還有氧、硫、氮及石油中的其他微量元素。它們在巖漿由高溫到低溫的變化過程中，自會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而形成一系列石油中的化合物。然后伴隨著巖漿的侵入和噴發(fā)，這些石油化合物在地殼內(nèi)部的有利部位經(jīng)運移和聚集而形成石油礦藏。美國康奈爾大學(xué)的天文學(xué)家高爾德，1977年起，在宇宙說和巖漿說的基礎(chǔ)上，多次提出：石油來自地球深處，而且早在45億年前地球形成時就已產(chǎn)生。石油成因之謎

然而，無機成因?qū)W派并未偃旗息鼓。1951年，在過去4015他反駁有機說的理由是：世界上油礦的規(guī)模比其他任何沉積礦體都大得多，已查明的油氣儲量也比原先根據(jù)生物成因說估計的高出數(shù)百倍之多；最難以解釋的是許多油氣伴生氦，但生物對氦的濃集不起任何作用；再有，生物作用不能很好說明世界油田分布高度集中的現(xiàn)象（指中東）。另外，按照傳統(tǒng)理論，花崗巖是火成巖，不可能有油氣，可是高爾德預(yù)言，瑞典中部一個歐洲最