石油成因之謎

　　石油是當今世界使用最普遍的能源和最重要的化工原料。然而關于石油的起源，自從100～200 年前，俄國兩位有名的科學家分別提出了石油的有機成因和無機成因以來，學者們也就分成旗幟鮮明的兩大學派，各持一說，至今仍爭論不休，難分勝負。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：地下肥沃的物質，如油頁巖、碳、瀝青、石油和琥珀??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??樹脂和石油以它們的（重量）輕和樹脂的可燃性表明它們的成因也是同樣的。”

　　1876 年，俄國另一位著名人物、元素周期表的創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，遂生成碳氫化合物，而碳氫化合物類似于石油。已生成的碳氫化合物沿地殼裂縫上升到適當部位儲存冷凝，形成石油礦藏。“碳化說”在上世紀末和本世紀初曾流行一時，但不久因為在地球深處并沒有發現大量碳化鐵的跡象，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，天文學家利用光譜分析，發現太陽系某些行星大氣層和彗星核部都有碳氫化合物存在。它們顯然與生物作用無關。俄國的索柯洛夫即于1889 年推出石油成因“宇宙說”，認為地球在誕生伊始尚處于熔融的火球狀態時，吸收了原始大氣中的碳氫化合物。隨著地球不斷冷卻，被吸收的碳氫化合物也逐漸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代大氣差不多，不可能存在大量碳氫化合物；即使有的話，遇到高溫有熔融狀的地球也早就分解了。

　　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，他們認為石油是火山噴發作用的產物，但世界上位于火山帶的油礦畢竟是極少數，這種學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“發難”。他認為所有石油都是海生動物的脂肪經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，然后再轉化成石油的觀點，其中有的強調海生植物的重要性，有的則說陸生植物對石油生成更有利。本世紀30 年代，前蘇聯科學家古勃金綜合兩家意見，發表“動植物混合成說”，認為動植物的混合物經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境。隨著低洼地區不斷沉降，沉積物不斷加厚，有機淤泥承受的壓力和溫度也不斷加大，經過生物化學、熱催化、熱裂解、高溫度質等階段，逐漸轉化為石油和天然氣。

　　本世紀40～50 年代，人們普遍認為石油烴類是沉積巖中的分散有機質在成巖作用早期轉變而成的。有人在現代沉積物中發現了與沉積物幾乎同時形成的烴類物質，在此基礎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。晚期成油說認為，當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—一酐酪根，才達到成熟熱解而生成石油，因此又被稱為“酐酪根生油說”。然而，無機成因學派并未偃旗息鼓。1951 年，在過去40 年中一直是有機成因論者的蘇聯地質學家庫德梁采夫，突然180 度大轉彎，創立“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，自會發生一系列的化學反應，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，這些石油化合物在地殼內部的有利部位經運移和聚集而形成石油礦藏。美國康奈爾大學的天文學家高爾德，1977 年起，在宇宙說和巖漿說的基礎上，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生。他反駁有機說的理由是：世界上油礦的規模比其他任何沉積礦體大得多，已查明的油氣儲量也比原先根據生物成因說估計的高出數百倍之多；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，生物作用說明世界油田分布高度集中的現象（指中東）。另外，按照傳統理論，花崗巖是火成巖，不可能有油氣，可是高爾德預言，瑞典中部一個歐洲最大的隕石沖擊坑——呈環狀的錫利延地區，系由花崗巖構成，卻因有隕石撞擊產生巨大裂縫，足以使地下深處的碳氫化合物流到地殼表層。為此，瑞典國家能源局在隕石坑里鉆了7 口500 米左右深的探井，居然都見到了少量天然氣，似乎證實了高爾德的假說。