石油到底是如何形成的？石油會不會枯竭？有機沉積化油說和無機石化油說到底哪個是真的？ 其實這些問題不僅困惑著普羅大眾，也困惑著整個學術界，關於石油成因的假說有很多種，主流且核心的還是有機沉積化油說和無機石化油說。另外塔里木盆地發現志留紀大油氣田，以及四川盆地50%的天然氣產量來自石炭系，為什麼油氣田的勘探也要依據地質時期的地層沉積相來判定？今天維達來一探究竟。
石油是當今世界經濟的核心能源
首先我們先來詳細介紹兩種石油成因學說。第一種有機沉積化油說，也是從小學到高中教科書中反覆被提到的一種學說。該學說認為，石油是史前生物的“遺產”，是經過二十幾億年前的地球地質時期，浮游生物、藻類以及動物的遺骸大量沉積在海底或湖底的缺氧環境中，經過漫長演化形成。演化過程是有機沉積物被成岩作用包裹在高溫、高壓的狀態中，先分解形成蠟狀的油母，而後被地殼深處的熱量進一步加熱生成液態或者氣態的烴類。後來隨板塊活動，碳氫化合物由於比岩石中的水輕，向上滲透到附近的岩層中，聚集到一起形成油田。
有機物沉積化油說的石油形成圖
有機沉積化油說的主要依據是：一是石油餾分具旋光性，而生物有機質普遍具有這種旋光性， 而無機質則普遍不具有這種旋光性；二是有機沉積物中都含有構成石油的各種烴類化合物（即由碳氫兩種元素構成的有機化合物，也稱碳氫化合物）。而石油就是由不同的碳氫化合物混合組成，組成石油的化學元素主要是碳（83% ~ 87%）、氫（11% ~ 14%），其餘為硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵、銻等）。由碳氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分，約佔95% ~ 99%，各種烴類按其結構分為：烷烴、環烷烴、芳香烴。
石油的組成成分，來自百科
維達找到《中國化工報》和《行業觀察者》對國內學者的採訪發現，如中國石油大學油氣工程學院院長陳勉說，根據有機沉積化油說理論，石油生成對溫度有著苛刻的要求，溫度太低原料無法從油母中滲出，溫度太高，烴類就會熱裂解，直接生成天然氣，一般認為成油的深度在地下4〜6千米處。而且另一位中國科學院院士、中石大資源與信息學院教授王鐵冠說，迄今為止，世界上95％以上的油田是在有機沉積成油理論的指導下勘探發現的。
無機石化油說概述流程圖
第二種無機石化油說的理論是由天文學家托馬斯·戈爾德在俄羅斯石油地質學家尼古萊·庫德里亞夫切夫的理論基礎上發展而來。認為地殼內存在有許多碳，自然地以碳氫化合物的形式存在，後在地殼運動下沿岩石縫隙向上滲透、聚集後形成油田，而石油中存在的生物標誌物是由居住在岩石中的喜熱微生物所導致，與有機物沉積無關。該學說解釋了一些油田中無法解釋的石油流入現象。
地幔烴鹼流體對流圈示意圖
而國內對無機石化油說又有了新的補充，如學者杜樂天認為，烴類是外地核液態鐵中射出的氫元素與地幔中的碳元素髮生氣化作用的產物，烴類是地幔烴鹼流體的必然組分，而形成幔源油氣的基本元素H和C是地球內部固有的。46億年來，壓力達到136萬個大氣壓以及溫度高達4000℃的地球外地核，一直在不斷地向外釋放強大的氫流，氫氣化碳形成烴類是地核排氫作用的必然結果。
美宇航局"卡西尼”號證實土衛六存在甲烷湖或海洋
對於無機石化油說的烴類地幔起源理論，化學熱力學計算和高壓試驗均支持。如俄美兩國科學家用地球上最普通、最不容易生成重烴的物質—大理石（CaCO3）、氧化亞鐵和蒸餾水（H2O）三種原料完成的高壓實驗表明，當壓力達到5萬個大氣壓、溫度達到1500℃時，試驗系統自發地產生具有天然石油分佈特徵的甲烷。還有例證就是降落到土衛六上的探測器發現了甲烷的湖泊和海洋，土衛六表面溫度在零下180℃，沒有生命存在，甲烷只能來自於土衛六的地核深處，說明烴類化合物的大規模存在並不以大規模生命存在為前提，換句話說石油的形成並不需要有大規模生物的存在。
門捷列夫的《元素週期表》
從19世紀的俄羅斯學者門捷列夫、索柯洛夫到20世紀的前蘇聯學者庫德里亞夫，無機石化油說的研究表明，石油只有在地幔的高溫高壓條件下才能生成，並逐漸把研究焦點放在幔源油氣上。地幔烴類鹼流體源源不斷地上升，其中的烴類化合物源源不斷地向儲存層和已發現油氣田補給的實例存在很多，如俄羅斯伏爾加-烏拉爾盆地的羅馬什金油田於1948年發現時預計可開採20億噸，到2002年已累計產油30億噸還沒有枯竭，表明原油一直有新的補給，油氣組分也有變化；還有加利福尼亞海灣的瓜伊馬斯盆地熱液噴口石油14C年齡平均僅為4692年，證明石油的生成並非幾百萬年前已經結束，而是在不斷進行之中。
頁岩油氣勘探的壓裂成套裝備-裂壓車
兩種學說各有自己的論據，就目前而言，石油的成因尚沒有最終定論。而對於油田勘探為什麼要根據地層沉積相老識別，主要跟石油的勘探手段有關。目前石油勘探技術種類很多，如地震勘探、重力勘探、磁力勘探、電法勘探以及地球化學勘探，其中主流的是地震勘探和重力勘探。
地震勘探在石油勘探中應用的原理圖
地震勘探就是運用包括“地震地層學”、“數值模擬技術”等原理，採用人工方法引起地殼振動，如利用炸藥爆炸產生人工地震。再用精密儀器記錄下爆炸後地面上各點的震動情況,把記錄下來的資料經過處理、分析。推斷地下地質構造的特點，尋找可能的儲油構造（即背斜構造），是石油勘探中一種最常見，也是最重要的找油方法。而對地下地質構造的命名就是根據岩層所形成的年代（依靠同位素衰變來判定）來命名，如前文所說的塔里木盆地發現志留紀大油氣田，就是塔里木盆地鑽探出來的大面積瀝青所在的油層，是處於志留紀時期，或因劇烈的地殼運動，如強烈的構造擠壓，導致油層被抬升，同時地面出現斷裂，油層與大氣和水接觸後，被生物降解破壞就形成瀝青層。
二疊紀前四川盆地的地質構造
同理經地震勘探表明，四川盆地誌留紀龍馬溪組是油氣生成的有利層系，發育具有良好的生烴層、儲層和封蓋層，但威遠氣田的油氣卻不知所蹤，直到美國頁岩氣革命爆發後，才明白，這些消失的志留紀油氣或許就藏在龍馬溪組的頁岩裡。所以正是石油的形成有其較長的時間週期和特殊性，到底是地球湧出的太初物質，還是後天億萬年地質時期有機物沉積而來，我們沒有最終的答案。
但我們期待最終答案！
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