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1、石油、天然气的成因小探究姓名肖雄新学院地球科学与技术学院班级11级测绘1班学号11016104摘要本文对石油天然气的两种生成说做了总结归纳，并对这两种成因说具体的阐述。其一是无机成因说,其中的两种主流理论学说做了总结，对无机成因说的目前理论发展做了介绍；其二是有机成因说，对有机成因的理论依据作了总结。关键词石油天然气无机成因有机成因石油和天然气的成因是石油地质学中一个根本性的问题，只有油气生产以后，才会有运移聚集等一系列的地质现象。研究油气成因不仅具有理论的意义，而且只有搞清了油气的成因，才能进一步的认识有关油气的形成和分布规律，对于油气勘探的指导也具有很好的现实应用价值。对于石油的有机成因理
2、论和无机成因理论这个问题之间的争论由来已久，已经争论了1个多世纪，而且，到现在也不能说已经得到很好的解决。有机成因理论一直占据主流地位，之所以如此是因为以有机生油理论指导石油勘探获得了巨大的成功。牛顿建立的经典力学物理学理论体系在当时获得了巨大的成功，但是之后爱因斯坦创立了相对论纠正了牛顿绝对时空观的错误：同样地，无机生油理论更符合事实，它将很快取代有机生油理论。为未来石油勘探技术的发展带来更好的理论依据。19世纪70年代以来，对油气成因方面的问题的认识，基本上可以归纳为无机成因和有机成因两个学派。前者认为石油和天然气在地下深处高温、高压条件下有无机物通过化学反应形成的；后者主张油气在地球上生
3、物起源之后，在地质历史发展过程中，由保存在沉积岩中的有机物逐渐转化而成的。一、 油气无机成因说通常认为俄国化学家门捷列夫于1876年提出的油气无机成因说，有关油气的无机成因成因的研究，研究者一直在不断地探索。综合不同研究人员的成因说，以及在国外影响较大的无机生油理论归纳起来有两个。（一） 地幔脱气说T.Gold等依据太阳系、地球形成演化的模型，认为地球深部存在着大量的甲烷及其他的非烃资源。大最还原状态的碳是在地壳深部被加热而释放出来的。经过地质历史时期的重重的变化，这些甲烷向上移动，当存在地幔柱并有深大断裂（裂谷）时，这些气体便可通过断裂、火山活动或在地壳中释放。这种释放贯穿与整个地质历史时期
4、的，地幔脱气释放的气体，大部分逸散到了空气中，仅有小部分形成了天然气藏。就目前来说，这种气藏多与沉积岩层有关，但是火山岩气藏正越来越多的被发现。东太平洋海隆、红海、冰岛及中国的五大连池、云南腾冲火山岩区均有这类成因的天然气。（二） 费-托地质合成说前伦敦皇家学会主席，化学家R.Robinson（1963,1966）注意到原油正构烷烃的分布与费托合成“临氢重整”油中的相同，据此，他提出了地球上原始的石油可能是20108年前通过费托反应生成的。费托地质合成反应即是幔源的二氧化碳和氢在高温高压及地质催化剂的作用下生成烃和水的地质化学反应【1】。其反应过程可以用下式表示： nCO+2nH2【CH2】n
5、+nH2O传统费托合成法是以铁、钴、镍、钒等金属为催化剂，在300400 0C所得产品组成复杂，选择性差，轻质液体烃少，重质石蜡烃较多。其主要成分是直链烷烃、烯烃、少量芳烃及副产水和二氧化碳。例如：加拿大近海，北美东部、中部、西部，北海及沙特阿拉伯等含油气盆地的基底均存在与板块俯冲作用有关的深大断裂【1】。张景濂2001年写的沦石油的无机成因一书“宣告了油气有机成因学说的终结”。李庆忠对“有机生油理论提出了22点质疑 ”，其中有理论方面的，也有实例方面的。每个质疑都切中要害，令人信服，杜乐天教授是最早倡导地球排气作用的人他于1987年提出了幔汁说，认为“幔汁来自地核强大的氢流向外辐射。在此基础
6、上他于1993年提出了地球有5个气圈的新假设。该假设认为：地球是一个充气的球，它内部存在压力极大而且温度和密度都很高的气体这些气体构成了从地球表面一直到地核的至少5个气圈。其中地壳气圈蕴藏着可供人类大规模开发利用的巨大天然气资源。尤其是杜乐天提出的地球排氢、排烃理论合理地解释了很多地质灾害和自然灾害4。总的来说油气的无机成因说的基本论点是：石油的成因是非生物成因，石油是由碳和氢或者是碳和氢的化合物在高温和高压下形成的。其根据为：（1）在实验室的一定的条件下，用碳和氢或者是碳和氢的化合物做实验可以形成烃类；（2）在岩浆岩内曾发现过石油沥青；（3）在其他星球的大气层中也发现了有碳氢化合物的存在；（
7、4）在陨石中发现有碳氢化合物及氨基酸多达100多种；（5）认为有机对世界上有些大的沥青矿藏（如加拿大的阿萨巴斯卡沥青矿，储量达856亿吨以上）不能做出令人满意的解释。油气无机成因说的代表人物是前苏联的H.A库得梁采夫、B.B.贝尔菲利耶夫、.H.克鲁泡特金和美国的L.高契尔、T.戈尔得。无机成因说的主要理论宇宙说；碳化物说；高温生成说；岩浆说；蛇纹石化生油说。一项新的研究认为，石油不是由死亡的植物和动物而是由简单的古老岩石形成的。休斯顿一家石油勘探公司的杰弗肯尼说，石油是由地下公里的无机碳和水在高温和高压下产生的碳氢化合物5。仅仅有理论当然不可能找到石油，没有先进的勘探技术，一切都只能是停留在
8、纸上的理论而已，太龙集团几年前成立的深层资源开发公司，经过多年的研究，已经取得大量成果，超深度探矿技术已经成熟，在新理论，高新装备的共同作用下，中国在大庆，胜利，中原几大油田的深部发现了新的油气层，在新疆塔里木盆地更是探出一个地下油海，在以前地质理论认为不可能有油的地区也有重大突破1。二、 有机成因说早在18世纪中叶，俄国著名科学家罗蒙诺索夫提出了蒸馏说，认为石油是煤在在地下经过高温蒸馏的产物，这是石油成因的最早假说，也是最早的有机成因说，今天占主导地位的油气有机成因理论，主要在是油气勘探及开采的大量生产实践和科学研究中产生的、深化和不断完善，并反过来卓有成效地指导了世界油气勘探实践1。油气成
9、因的主要依据是：（1）世界上已经发现的油气田99.9%都分布在沉积岩中。（2）从前寒武纪至第四纪更新世的各时代岩层中都找到了石油。（3）石油灰分与岩石圈相比，大大富集了钒、镍、铜等。煤与石油的灰分在微量元素的组成上具有相似性。（4）从大量油田测试结果都证明石油是在低温条件下生成的。（5）除卟啉外，在石油中还发现了许多生物标志化合物。（6）从现代沉积物和古代沉积岩中检测出了石油中所含的所有烃类。研究表明，在近代沉积物中确实存在着油气生成过程，至今还在进行着，而且生成的油气数量也很可观。 (7)石油馏分具有旋光性。生物有机质普遍具有旋光性，而无机质则不具有旋光性有机成因说认为：石油是由地质时期中的
10、生物有机质形成的；在油气有机生成学说中，存在着早期生油说与晚期生油说两种观点：早期成油说、晚期成油说。早期成油说：认为石油烃类是地壳浅处，沉积物成岩作用早期，由沉积岩中的分散有机质在生物化学作用下生成的。晚期成油说：认为石油是有机物质被埋藏后，达到一定深度、一定温度，在热力作用和催化剂作用下，由有机物质转化而来的。有机生油理论相对比较完善的是美国的PH埃布尔森等一些学者提出的石油有机成因晚期成油理论也即是干酪根生油理论。认为石油是沉积岩中的不溶有机质，在成岩作用晚期经过热解生成。 干酪根是指沉积岩所有不溶于碱、非氧化性酸和非极性有机溶剂的分散有机质。干酪根成三维网状系统，由多个核被桥健和各种官
11、能团联接而成A微弱演化B强烈演化绿河页岩干酪根结构图解1(据法B.P.Tissot等，1978)干酪根数量与化石燃料最大资源的比较1(据B.Durand,1980) 如今干酪根的形成与演化是一个重要的研究方向，干酪根的演化物质的进一步分析对于石油的有机成因说的支持度就会更大，而且对于我国的石油勘探技术的发展也是至关重要。石油和天然气的成因是一个非常复杂的理论问题，尽管目前有机成因理论日臻完善，再有勘探实践中发挥着重要的作用，并不能因此而否认无机成因理论的科学价值。随着宇宙化学和地球形成理论的兴起，板块构造理论、同位素地球化学等研究为油气无机成因理论提供更新的理论依据。现在越来越多的研究者注意到
12、，地球深部的来源物质对沉积有机质转化为油气所起的重要作用（加氢和催化），这可以说油气的无机和有成因说的相互融合。如今很多石油地质学家抱残守缺地不肯舍弃有机生油理论，就是因为人们找到并开采了大量的石油。来源于地球深部的氢和烃沿着深大断裂带往上运移，赋存与利于储存地质流体的沉积岩中，形成油气田，并处于运移、散逸 补充的动态平衡之中 。如果当初以无机生油理沦为指导矧样可以找到它们。有机生油理论否认无机生油理论，无机生油理沦并没有否认有机生油理论，相反而是包括了有机生油理论。石油的生成既有无机的也有有机的，但是无机成因形成的石油占绝大部分。到目前为止人类已开采的石油粗略估计无机成因形成的石油占90以上
13、，况且无机生油的过程仍然持续着随着时问的这个比例会趋向于100。而有机生油理沦认为石油的形成周期很长，至少儿百万年的时问才能形成石油相对于人类文明的时问尺度而言太大，石油因此被定义为不可再生的一次性能源。而在无机生油理沧下，石油是持续性能源【1】。无机生油理论的正确性已经无容置疑了，只是在实践上需要更多的突破，煤炭的有机成因几乎没有争论。总之，无论是油气的有机成因理论还是无机成因理论假说，都还有很多问题尚待进一步深入研究。参考文献：【1】 蒋有录 查明 主编 石油天然气地质与勘探 石油工业出版社【2】黎文清 主编 油气田开发与基础石油工业出版社【3】张景廉 张平中 易锡敏 关银录 廖天纯 张正刚油气无机成因新进展地球科学进展1998年2月 第13卷第1期【4】王浩 张新亮 杨国涛对两种石油生成理论的一点思考内肛科技 2011年第7期【5】 辛 力石油形成的新理论引起争议【6】李庆国打破思想禁锢，重新审视生油理论新疆石油地质2003年2月 第24卷第1期
