關(guān)于石油成因的另一種說法

　　○眾所周知，石油成因的權(quán)威說法是古代生物生成石油，教科書上也是一直這么寫的

　　○實際上在地質(zhì)界有關(guān)石油的成因一直存在著激烈的爭論

　　○有科學(xué)根據(jù)的不同學(xué)說的爭論，體現(xiàn)著科學(xué)精神

　　在日常生活中，我們常用“化石燃料”來稱呼石油、煤炭、天然氣等經(jīng)過千百萬年才形成的，埋藏在地層中的能源。在煤層中，人們早已發(fā)現(xiàn)了樹木的性狀和由樹木的脂類物質(zhì)形成的琥珀等直接證據(jù)，表明煤炭確是由死去的植物變成的；對于天然氣，石油地質(zhì)工作者們也已證明，它們可以由石油、甲烷細菌的生物化學(xué)作用、煤炭的分解作用而形成，還可以從地下深處的巖漿中釋放出來富含甲烷的“無機成因天然氣”。石油是由古代生物(包括動物與植物，尤以浮游生物為主)生成的，既有機成因，這一點也被大多數(shù)學(xué)者認同。然而，隨著全球范圍內(nèi)石油勘探難度的增加和人們對油田的認識加深，越來越多的現(xiàn)象用“石油有機成因”的理論無法解釋，長期失寵的無機成油理論又重新受到世界石油地質(zhì)家的普遍重視。

　　與傳統(tǒng)石油有機成因理論相悖的現(xiàn)象

　　近年來，傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論和長期從事油氣勘探的專家學(xué)者們遇到的許多問題，難以用傳統(tǒng)的石油“有機成因理論”圓滿地解釋：

　　一、一些地區(qū)為什么找到了大約15億年前形成的石油？而按照傳統(tǒng)的石油地質(zhì)與生物學(xué)理論，當時的生物量似乎并不足以形成石油。為什么在不含生物的地層中也能找到石油？比如加拿大阿爾伯塔省的阿塔巴斯河區(qū)和美國堪薩斯的克拉富特———普魯斯油田，都是在沒有富含生物的沉積巖層。

　　二、為什么許多大型油氣田都分布在地殼的大型線狀斷裂帶上？

　　它們的分布顯然受地球板塊的邊界控制，比如美國在洛杉磯的逆掩斷裂帶上就發(fā)現(xiàn)了19個油田。為什么一些油氣田都與大山脈相鄰——那里大多是板塊或者地塊的結(jié)合帶。我國新疆克拉瑪依油田在著名的“克——烏大斷裂帶”附近就找到了十余個油氣田，而離開這條斷裂帶就很難發(fā)現(xiàn)油氣田。

　　三、為什么世界上的大型、超大型油氣田大多集中分布？比如中東地區(qū)，這僅僅用“那里的海相地層可以更多地富集有機質(zhì)”的觀點解釋恐怕難以令人信服。

　　四、為什么大型油氣田的分布區(qū)內(nèi)，往往地熱值都較高？而且大油田的地層深部大多存在著一個地幔柱—那是油藏與地下深處相通的證據(jù)。

　　五、為什么世界上許多油田的汞含量都很高？其含量高于大氣中含量的幾十到幾百倍。為什么一些油氣區(qū)中的的氦含量也高得驚人(比如我國四川南部天然氣田中的氦的比例相當高，經(jīng)過提純后可以生產(chǎn)工業(yè)性氦)？為什么在世界許多大型鉛鋅礦中都發(fā)現(xiàn)了大量碳質(zhì)瀝青？而鉛鋅礦富集的主要原因就是地殼深部的熱液上涌。

　　六、1973年遼寧省大地震后，遼河油田的石油勘探形勢突然好轉(zhuǎn)，1986年產(chǎn)量突破1000萬噸，一躍成為繼大慶、勝利油田之后我國第三大油田。而且，遼河盆地內(nèi)平均每平方公里年產(chǎn)原油近一萬噸；山東勝利油田的面積僅為3000平方公里，但采出的原油已達3000萬噸；玉門老君廟油田經(jīng)過60年的開采以后，已經(jīng)采出了幾倍于原來探明的地質(zhì)儲量，這些都是用常規(guī)的石油地質(zhì)理論難以解釋的。

　　七、傳統(tǒng)的石油地質(zhì)理論認為，石油的生成至少需要數(shù)百萬年以上的時間，但是，最新的實驗室內(nèi)熱模擬試驗表明，石油的生成并不需要太高的溫度和壓力，人們對美國黃石公園內(nèi)熱泉的有機質(zhì)研究也表明，生成石油的時間有幾千年足矣！更有甚者，墨西哥灣水域漂浮的藻類經(jīng)太陽暴曬數(shù)周后，竟有液態(tài)的油滴生成。

　　面對這些向傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論挑戰(zhàn)的現(xiàn)象，人們似乎有理由認為：世界上有些油田的石油似乎正在源源不斷地得到補充；一些油氣可能來自地殼深處；石油的生成、運移、聚集可能與地震有關(guān)，而地震恰恰是地殼運動的表征，它能把地下深處的油氣“送”上來嗎？

　　由來已久的“石油無機生成理論”

　　油氣生成可能是20世紀地質(zhì)科學(xué)中爭論得最為激烈的問題之一，而且是一個古老而敏感的問題，從俄羅斯著名化學(xué)家門捷列夫算起，油氣無機成因的假說提出已有100多年了。

　　從20世紀初開始，一批又一批的俄羅斯科學(xué)家不斷地提出“石油無機生成”的理論和生成機制，其中影響較大的有庫德良采夫、克魯泡特金、薩爾基索夫、波爾菲里也夫和波實卡雷夫等；西方則有羅賓遜、古德、阿布拉加諾、薩特馬里等。

　　盡管持“石油無機生成”觀點的學(xué)者也不少，但他們提出的“原理”歸納起來就是：石油來源于地幔，是地幔沿著地殼裂隙上涌過程中的衍生物。任何物體都是在特定的內(nèi)力和外力作用下，處于力的動態(tài)平衡而顯現(xiàn)的一種物質(zhì)形態(tài)。在超高壓和高溫的條件下，地幔的原子、原子核、直至基本粒子等層次上的物質(zhì)都是地殼中的任何物質(zhì)無與倫比的，而且都是與地殼中的元素呈現(xiàn)出的性狀不同的。所以地殼中不存在什么構(gòu)成原油的碳氫化合物。但是在地殼裂開以后，那里地幔的超高壓狀態(tài)被打破，原來的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被破壞，使之發(fā)生熱膨脹，不斷地釋放內(nèi)能而蛻變?yōu)閹r漿。沿著裂縫上涌的巖漿由于發(fā)生熱膨脹而不斷耗散內(nèi)能，在特定的壓強和溫度下，重新達到內(nèi)和外力平衡，進而演化出100多種元素。石油就是地幔發(fā)生熱膨脹時，在特定的環(huán)境中形成的一種新物質(zhì)形態(tài)。

　　在石油的形成過程中，率先上涌的巖漿，由于在地殼裂縫中所受的壓強極小而大幅度地發(fā)生熱膨脹，形成大量的巖漿氣，按照一定的組分組成氣體分子，比如乙炔、水等。

　　巖漿中不斷地析出的氣體，不僅使裂隙中的壓強和溫度不斷升高，而且使裂隙中形成的烴類分子的密度連續(xù)增大，它們的內(nèi)聚力不斷加強，導(dǎo)致烴類分子趨向于形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。即乙炔→乙烯→甲烷→乙烷→丙烷→丁烷。當裂隙中碳氫化合物氣體濃度以及裂隙中的壓強進一步升高時，就會使低碳類烴聚合為高碳烴烷，進而發(fā)生相態(tài)變化，也就是說，氣體的烴類變成了液體的烴類——石油。(這種)石油在形成的初期，因為顆粒極小，可以隨著熱而向上運動，它們到裂隙的上方大量聚合，就可以融合成更大的油珠。當密度大的油珠進一步融合，其重量將大于巖漿氣體熱膨脹時的所產(chǎn)生的推力，于是紛紛墜落或沿著裂隙壁面流向裂隙的底部并溢出巖漿。

　　由于裂隙中的壓強、溫度和碳氫化合物的氣體濃度達到相當高的標準后，才會形成石油，所以，石油淹沒的巖漿析出的氣體剛剛脫離巖漿就會遇到很高的壓強，不僅在原子的層次上形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，而且迅速化合為碳氫化合物。于是，巖漿氣體的一部分在石油里上浮的過程中，就化合為石油，而且會不斷地增加，漸漸地就可能形成油藏。