素有“黑色金子”之称的石油是当今世界极其重要的能源和合成材料原料，这种黑棕色的，粘稠的液体，早已渗透在燃油、塑料、沥青、衣服、合成橡胶、制药、清洁用品、食品、润滑油化妆品等众多领域。这份自然的馈赠历时良久，却历久弥珍。因此地质、地球物理、地球化学和古生物学等相关领域的专家们纷纷上阵，想弄清几百万年、几千万年甚至几亿年前，在人类不曾参与的地球演化长河中，那些埋藏在地表几百、数千米以下的油气里究竟是怎么形成的。
石油
目前石油成因学说有两大类：
一类为有机成因说：地球的某些时间段，大量动植物死亡后遗体进入海洋或湖泊，在漫长的地质岁月，有机质与泥沙一起被压实并形成沉积岩。微粒沉积“淤泥”压实后形成的沉积岩称为泥岩，像书一样具有页理的叫页岩 ，砂粒沉积压实后形成的沉积岩叫砂岩 。有机质一般富集在泥岩或页岩中，所以，富含有机质的泥岩或页岩被称为生油岩 。砂岩层中有机质含量一般比较低，孔隙比泥岩大，通常是油气的储集层 。
生物沉积
随着时间的推移，海洋或湖泊中沉积的岩层越来越厚，有机淤泥随这些外在条件的改变而不得不承受逐渐增大的压力和温度，最终，经过生物化学、高催化、高压等条件下形成油气。随着油气在泥岩有机质中不断生成，它们在泥岩的微小孔隙中越积越多，积聚的压力也越来越大，最终突破泥岩阻力，通过泥岩的微小孔缝“逃逸”出来。在浮力的作用下，它们在砂岩的连通孔隙或断裂、裂缝等通道中不断向上运移 ，直至遇到致密地层不能再移动时，便在这些砂岩或裂缝中积聚起来，进入到比较致密的砂岩中便形成致密油气藏 （即我们所说的油田）。
石油成因
目前有机成因论为石油地质学的主导思想，几乎所有的石油天然气田都位于沉积盆地内，烃源岩是沉积岩，烃源于有机物干酪根。理论和实践均证明了烃的有机成因。有机成因论的科学依据在于，世界上已经发现的油气田99.9%都分布在沉积岩中。
二类为无机成因说：认为地幔深处的碳元素和氢元素在高温高压下形成甲烷，随着甲烷从地球深处往事运动，随后凝聚成烃，逐渐聚合形成了油气，此种说法至今没有油气田实例。
无机成因说的依据主要有以下几种：
1、加拿大阿尔伯塔省的阿塔巴斯河区和美国堪萨斯的克拉富特———普鲁斯油田，是约15亿年前生成的，当时的生物量并不足以生成如此巨大的油田。
2、为什么大型油气田的分布区内，往往地热值都较高？而且大油田的地层深部大多存在着一个地幔柱—那是油藏与地下深处相通的证据。
3、为什么在世界许多大型铅锌矿中都发现了大量碳质沥青？而铅锌矿富集的主要原因就是地壳深部的热液上涌。
4、世界上有些油田的石油似乎正在源源不断地得到补充；一些油气可能来自地壳深处；石油的生成、运移、聚集可能与地震有关，而地震恰恰是地壳运动的表征。
5、有机论无法解释巨大的石油资源量，有些油田的石油资源量远远超过沉积物的生烃量。目前勘探已证实，有些天然气确实来源于地幔。
6、世界上许多油田的汞含量都很高？其含量高于大气中含量的几十到几百倍。
7、有一些油气区中的的氦含量也高得惊人，比如我国四川南部天然气田中的氦的比例相当高，经过提纯后可以生产工业性氦。
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