石油从何而来
发布时间:2019-07-12

 

转自: 杨凡 中科院地质地球所 

石油从何而来
 
 
油对于我们来说不是那么陌生,毕竟生活就是油盐酱醋嘛。
 
 
我们知道,菜籽油是从油菜籽里榨出来的;
 
 
 
花生油是从花生里榨出来的;
 
 
 
 
芝麻油是从芝麻里榨出来的;
 
 
酱油是打出来的;
 
 
 
 
综上所述,石油是从石头里榨出来的。
 
 
归纳证明完结
 
 
我们都知道石油是深藏不露的,埋藏在地表数公里以下。那么石油是怎么从石头里榨出来的呢?
我们来一起看看石油前世与今生。
 
 
Tips:在学术界,石油和天然气是一体的,统称为油气“oil”,石油是“petroleum”,天然气是“gas”。这里我只讨论石油(petroleum),它是储藏在地下岩石空隙内的不可再生的天然矿产资源,它主要是以气相、液相烃类为主的、并含有少量非烃类物质的混合物,具可燃性。
 
 
储油岩石空隙(图片来自网络)
 
 
石油的成因在学术界有三种:
1、石油的无机成因。
2、石油的有机成因。
3、石油成因的二元论(有机和无机的混合)。
1石油无机成因说:
形成时间:18世纪后期至20世纪中叶 ;
大概分支:碳化说、宇宙说、岩浆说和陨石说;
 
 
无机成因的核心是:石油是与生命活动无关的无机物生成的,是宇宙天体中简单的碳、氢化合物或地下深处岩浆中所含的碳、氢以无机方式合成的。
 
 
碳化说代表:俄国化学家门捷列夫提出来的,他认为在地球形成初期,碳和铁是液态,相互作用形成碳化铁,保存在地球深处。地表水沿着地壳裂缝向下渗透与碳化铁作用,形成了石油类烃。
 
重金属碳化物+水-高温合成→金属氧化物+石油蒸气
 
 
随着石油工业的发展和科学的进步,发现石油绝大部分是从沉积盆地发现而开采出来的。对石油化学组成的详细分析也发现,石油化学组分中存在着大量的只有生物体内部才有的有机物。沉积盆地是蓄水的地方,而水是生物存活的必须物质之一。大量有机质的存在就是石油生成的物质基础。无机成因的石油数量有限,因此产生了有机成因学说。
2石油有机成因说:
形成时间:较无机成因学说稍晚
大概分支:
早期生油说<石油形成于成岩之前>               
晚期生油说<石油形成于成岩之后>
有机成因说的核心是:普遍认为低等生物是形成石油沉积有机质的主要贡献者。生物遗体的软体部分除了一部分腐烂变成二氧化碳逸散后,剩下的部分一起随泥沙沉积下来形成有机质。其中有一种特殊的有机质叫干酪根,它既不溶于酸,也不溶于碱,又不溶于水和有机溶剂,性能特别稳定,是一种高分子有机化合物。
干酪根就是生成石油和天然气的物质源泉,其赋存于生油层之中,在特定温度、压力、催化剂等条件下就转化成为石油和天然气,即石油是沉积物的干酪根在成岩过程的晚期经过热解生成的(石油的确是石头里面榨出来的)。
 
 
3石油成因的二元论
尽管晚期有机成因学说被大多数人所接受,但在目前已经开发的石油田中,确实找到了无机成因的石油和天然气,于是诞生了石油成因的二元论。
 石油成因的二元论:指石油既可以是由有机物转变而来,也可以是由无机物转变而来的。二元论拓展了人们的思维天地,但目前还处于科学研究的初期阶段,它也正被越来越多的人所接受。
 
大多数研究还是集中在石油的有机成因
 
内因:丰富的有机质
 
 
 
外因:还原环境、温度、压力、时间、催化作用等。其中,还原环境是石油生成过程中最重要的条件
 
(1)还原环境
还原环境即缺氧环境。如果是氧化环境,有机物就会被氧化生成
CO2和水,就不会形成石油了,因此石油生成的基本前提是具有丰富的有机质堆积、保存和其周围所处为还原环境。
地点:浅海区和内陆较大的封闭或半封闭的湖
特点:水域水体较宁静,矿物养料丰富,生物体大量繁殖并大量死亡后生物遗体能够连续堆积并被保存。
还原环境保证了堆积的有机质免受或少受分解破坏,同时又有新的沉积物连续覆盖,这就形成了有利于向烃类转化的条件。
 
 
大量动植物的死亡
 
 
(2)温度
温度是有机质向石油转化的又一重要条件。温度到一定数值,有机质才能大量向石油转化,这个温度称为生油门限。一般认为生油门限为60℃,最适宜有机质转化的温度范围为 60~210℃,各地均不同。
地温梯度:地球内部是个巨大的热源体,深度每增加100米,地层相应增高的温度,3℃/100米。
成熟点:生油门限所在的深度。东部的松辽盆地生油门限深度仅1200米,西部达2000~3000米。
在温度与时间的综合作用下,有利于石油生成并保存的盆地是年轻的热盆地(地温梯度高)和古老的冷盆地;否则,或未达成熟阶段,或已达破坏阶段,均为石油勘探不利区。
 
(3)压力
 一定的压力对形成石油有促进作用。
 
 
(4)时间
有机质转化成石油的速度较慢,所需时间以百万年计,所以石油一般认为是不可再生资源。一般说来,温度越高,有机质转化成石油所需的时间较短;温度较低,所需的时间较长。
 
(5)催化作用
细菌和粘土岩中的粘土矿物是加速有机质向石油转化的催化剂。
在催化剂作用下加速生物遗体分解,并使分散有机质成为结构稳定的烃类。细菌在石油生成过程中的作用实质是将有机质中的O、S、N、P等元素分离出来,使C、H特别是H富集起来,并且细菌作用时间愈长这种作用进行得就愈彻底。
 
 
(6)放射性作用
粘土岩中富集大量放射性物质:铀、钍 等,沉积物所含水在α射线轰击产生大量游离氢,产生提供给石油转化时的所需的富氢作用。另外3个作用为:促进地壳的形成和演化;促进生物体发展、进化和灭绝;加速石油转化过程。
 
的确,石油就是石头里榨出来的