石油到底是如何形成的？石油会不会枯竭？有机沉积化油说和无机石化油说到底哪个是真的？ 其实这些问题不仅困惑着普罗大众，也困惑着整个学术界，关于石油成因的假说有很多种，主流且核心的还是有机沉积化油说和无机石化油说。另外塔里木盆地发现志留纪大油气田，以及四川盆地50%的天然气产量来自石炭系，为什么油气田的勘探也要依据地质时期的地层沉积相来判定？今天维达来一探究竟。
石油是当今世界经济的核心能源
首先我们先来详细介绍两种石油成因学说。第一种有机沉积化油说，也是从小学到高中教科书中反复被提到的一种学说。该学说认为，石油是史前生物的“遗产”，是经过二十几亿年前的地球地质时期，浮游生物、藻类以及动物的遗骸大量沉积在海底或湖底的缺氧环境中，经过漫长演化形成。演化过程是有机沉积物被成岩作用包裹在高温、高压的状态中，先分解形成蜡状的油母，而后被地壳深处的热量进一步加热生成液态或者气态的烃类。后来随板块活动，碳氢化合物由于比岩石中的水轻，向上渗透到附近的岩层中，聚集到一起形成油田。
有机物沉积化油说的石油形成图
有机沉积化油说的主要依据是：一是石油馏分具旋光性，而生物有机质普遍具有这种旋光性， 而无机质则普遍不具有这种旋光性；二是有机沉积物中都含有构成石油的各种烃类化合物（即由碳氢两种元素构成的有机化合物，也称碳氢化合物）。而石油就是由不同的碳氢化合物混合组成，组成石油的化学元素主要是碳（83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。由碳氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，各种烃类按其结构分为：烷烃、环烷烃、芳香烃。
石油的组成成分，来自百科
维达找到《中国化工报》和《行业观察者》对国内学者的采访发现，如中国石油大学油气工程学院院长陈勉说，根据有机沉积化油说理论，石油生成对温度有着苛刻的要求，温度太低原料无法从油母中渗出，温度太高，烃类就会热裂解，直接生成天然气，一般认为成油的深度在地下4〜6千米处。而且另一位中国科学院院士、中石大资源与信息学院教授王铁冠说，迄今为止，世界上95％以上的油田是在有机沉积成油理论的指导下勘探发现的。
无机石化油说概述流程图
第二种无机石化油说的理论是由天文学家托马斯·戈尔德在俄罗斯石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫的理论基础上发展而来。认为地壳内存在有许多碳，自然地以碳氢化合物的形式存在，后在地壳运动下沿岩石缝隙向上渗透、聚集后形成油田，而石油中存在的生物标志物是由居住在岩石中的喜热微生物所导致，与有机物沉积无关。该学说解释了一些油田中无法解释的石油流入现象。
地幔烃碱流体对流圈示意图
而国内对无机石化油说又有了新的补充，如学者杜乐天认为，烃类是外地核液态铁中射出的氢元素与地幔中的碳元素发生气化作用的产物，烃类是地幔烃碱流体的必然组分，而形成幔源油气的基本元素H和C是地球内部固有的。46亿年来，压力达到136万个大气压以及温度高达4000℃的地球外地核，一直在不断地向外释放强大的氢流，氢气化碳形成烃类是地核排氢作用的必然结果。
美宇航局"卡西尼”号证实土卫六存在甲烷湖或海洋
对于无机石化油说的烃类地幔起源理论，化学热力学计算和高压试验均支持。如俄美两国科学家用地球上最普通、最不容易生成重烃的物质—大理石（CaCO3）、氧化亚铁和蒸馏水（H2O）三种原料完成的高压实验表明，当压力达到5万个大气压、温度达到1500℃时，试验系统自发地产生具有天然石油分布特征的甲烷。还有例证就是降落到土卫六上的探测器发现了甲烷的湖泊和海洋，土卫六表面温度在零下180℃，没有生命存在，甲烷只能来自于土卫六的地核深处，说明烃类化合物的大规模存在并不以大规模生命存在为前提，换句话说石油的形成并不需要有大规模生物的存在。
门捷列夫的《元素周期表》
从19世纪的俄罗斯学者门捷列夫、索柯洛夫到20世纪的前苏联学者库德里亚夫，无机石化油说的研究表明，石油只有在地幔的高温高压条件下才能生成，并逐渐把研究焦点放在幔源油气上。地幔烃类碱流体源源不断地上升，其中的烃类化合物源源不断地向储存层和已发现油气田补给的实例存在很多，如俄罗斯伏尔加-乌拉尔盆地的罗马什金油田于1948年发现时预计可开采20亿吨，到2002年已累计产油30亿吨还没有枯竭，表明原油一直有新的补给，油气组分也有变化；还有加利福尼亚海湾的瓜伊马斯盆地热液喷口石油14C年龄平均仅为4692年，证明石油的生成并非几百万年前已经结束，而是在不断进行之中。
页岩油气勘探的压裂成套装备-裂压车
两种学说各有自己的论据，就目前而言，石油的成因尚没有最终定论。而对于油田勘探为什么要根据地层沉积相老识别，主要跟石油的勘探手段有关。目前石油勘探技术种类很多，如地震勘探、重力勘探、磁力勘探、电法勘探以及地球化学勘探，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应用的原理图
地震勘探就是运用包括“地震地层学”、“数值模拟技术”等原理，采用人工方法引起地壳振动，如利用炸药爆炸产生人工地震。再用精密仪器记录下爆炸后地面上各点的震动情况,把记录下来的资料经过处理、分析。推断地下地质构造的特点，寻找可能的储油构造（即背斜构造），是石油勘探中一种最常见，也是最重要的找油方法。而对地下地质构造的命名就是根据岩层所形成的年代（依靠同位素衰变来判定）来命名，如前文所说的塔里木盆地发现志留纪大油气田，就是塔里木盆地钻探出来的大面积沥青所在的油层，是处于志留纪时期，或因剧烈的地壳运动，如强烈的构造挤压，导致油层被抬升，同时地面出现断裂，油层与大气和水接触后，被生物降解破坏就形成沥青层。
二叠纪前四川盆地的地质构造
同理经地震勘探表明，四川盆地志留纪龙马溪组是油气生成的有利层系，发育具有良好的生烃层、储层和封盖层，但威远气田的油气却不知所踪，直到美国页岩气革命爆发后，才明白，这些消失的志留纪油气或许就藏在龙马溪组的页岩里。所以正是石油的形成有其较长的时间周期和特殊性，到底是地球涌出的太初物质，还是后天亿万年地质时期有机物沉积而来，我们没有最终的答案。
但我们期待最终答案！
閱讀更多 維達說 的文章
