首先,根据过去教科书上的说法,石油是由古代生物的尸体,在一定的特殊条件下,经历上万年的时间形成的,期间还经历了一系列的化学变化,因其形成过程十分漫长,故将其视为一种不可再生的能源。
这种能源会越用越少,直至枯竭,现在的能源危机也是基于这种说法。可是仔细推敲就会发现,这个说法存在很多漏洞,既然是由动物尸体演变而来,为什么会埋在地下深处,而不是地表呢;为什么石油会集中的存在某个区域而不是散落在各处呢?但是无论怎样,生物形成论仍是目前西方社会和科学界的主流说法,并且得到了广泛宣传。
此外,还有另一种截然不同的说法,他们认为石油是由非生物形成,是由源于地壳本身的碳形成的,与生物尸体无关。这一理论认为,石油是一种黑色的可燃性的液体,主要成分是碳氢化合物,地壳里存在的碳元素在高温高压的特殊条件下形成了石油,类似于钻石的形成过程。因此,它是一种可再生资源,能不断产生,不需担心石油耗尽的问题。
为了证实这一假说,科学家们做了大量研究。他们发现,以前曾经开采完的废气油田,有一些能有“自充式”的修复功能,过一段时间又再次发现石油,这个发现在一定程度上证实了石油源自地球本身而非由生物形成的这一论断。
随着科学研究的深入,越来越多的科学家认为,石油总量与生物的尸体无关系,而与地壳深处的碳氢化合物的总量有关,它和天然气一样,是由于地幔燃烧而产生的一种化合物,可以供人类长期使用,这也解释了为什么在地壳浅层存在大量的石油和天然气。到底真相如何,还有待于科学家们寻找更多的证据,做进一步研究。
石油是如何产生的
一、地球
地球是太阳系中的一个成员,是一个赤道半径较长、两极半径较短,北极略微突出、南极略微扁平的旋转椭球体。
据地震波的传播特征,可将地球内部分为三大圈层构造,从地表到地心依次为地壳、地幔、地核,见图2-1。地壳处于地球的最外部,主要是由岩石组成的固体圈层。石油和天然气就存在于地壳岩石的孔隙和裂缝之中。
图2-1 地球的圈层构造
二、矿物
地壳的岩石是由矿物所组成。矿物是由一种或几种化学元素组成的天然产物,在日常生活中经常见到,例如,石盐、煤、石膏、金、石英、长石、云母、石油、天然气等都是矿物。矿物是一定地质条件作用的产物,如石盐是在高温炎热的环境下形成的,金刚石是在高温高压条件下形成的。
矿物都具有一定的化学组成和内部结构,如石盐是由Na+和Cl-组成,其内部结构是Na+和Cl-相间排列而形成的立方体。
矿物具有一定的物理性质和化学性质。矿物的物理性质主要有矿物的形状、颜色、条痕、透明度、光泽、解理、断口、硬度、密度、放射性和磁性等。矿物的化学性质主要有遇酸反应能力、染色性等。矿物的物理性质和化学性质主要取决于它的化学组成和内部结构。如石盐是白色立方体,具有玻璃光泽,并有咸味;煤是黑色的且可燃烧;石墨和金刚石虽都是由C原子所组成,但由于内部结构不同,石墨是层状结构,金刚石是四面体结构,二者的硬度相差极大;方解石和白云石同属碳酸盐岩,前者遇冷稀盐酸剧烈反应,而后者反应微弱。矿物的物理和化学性质是鉴定矿物的重要依据。
目前,世界上已经发现了三千多种矿物,但常见的造岩矿物只有二三十种,如石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、方解石、白云石以及各种黏土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石等)等等,它们的不同组合便形成了各种各样的岩石。
三、岩石
岩石是由矿物组成的集合体,据其成因可将地壳岩石分为三大类,即岩浆岩、变质岩和沉积岩。
(一)岩浆岩
岩浆岩是由地下深处(地幔软流圈中)处于高温高压状态下、富含挥发性组分的硅酸盐熔浆(称为岩浆),沿着地壳的破碎带向上侵入到上覆地层(称为侵入活动)或喷出到地表(称为喷出活动或火山活动),并冷却凝固形成的岩石。侵入活动形成的岩石称为侵入岩,如花岗岩;喷出活动或火山活动形成的岩石称为喷出岩或火山岩,如玄武岩。由于岩浆岩是在高温、高压状态下形成的,不含有机质,且岩性致密,因此它们不可能生成油气。然而由于后期受地壳构造运动的影响使岩石产生裂缝,它们可以储藏油气。勘探实践表明,在岩浆岩中发现的油气藏极少,由于形成条件、内部组成和结构的不同,与油气的关系也极不相同。
(二)变质岩
变质岩是由变质作用形成的。变质作用是早先形成的岩浆岩、变质岩、沉积岩在地下深处由于高温、高压、岩浆热液或地壳构造运动的作用,使岩石的内部矿物成分、结构、构造发生了变化,而生成了新岩石的作用。由沉积岩经变质作用形成的变质岩称为副变质岩;由岩浆岩经变质作用形成的变质岩称为正变质岩。大理岩、花岗片麻岩、各种片岩都是变质岩。变质岩和岩浆岩形成条件相近,因此与油气关系也不大。
(三)沉积岩
沉积岩是在地表条件下,由于温度变化,以及风、水、生物、冰川等自然力(地质营力)对母岩(指早先形成的各种岩浆岩、变质岩或沉积岩)风化剥蚀,其产物经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的岩石。
与岩浆岩、变质岩相比较,沉积岩形成的地质作用有如下特点:常温常压形成;有生物的参与,可具有生物化石或生物遗体转化成的石油、天然气、煤、油页岩等;有丰富的水、二氧化碳、氧气参与作用。
沉积岩主要分布于地表,其深度一般很少超过8~10km,下伏岩石均为古老的岩浆岩或变质岩组成的结晶基底。
沉积岩中有着丰富的矿产资源:可燃有机矿物(石油、天然气、页岩油和煤)和化肥、化工生产原料(磷、钾、盐类)几乎都形成于沉积岩中;大量的耐火材料、建筑材料、玻璃与陶瓷、化纤原料都取自沉积岩;大部分铁、锰等黑色金属矿物和一部分有色金属(铝、锌及稀有金属元素)也都产自沉积岩中。
1.沉积岩的形成
沉积岩的形成经历了母岩的风化作用、剥蚀作用、搬运和沉积作用、成岩和后生作用。
1)风化作用
风化作用是指组成地壳的岩石在常温、常压条件下,由于气温变化、气体、水溶液和生物活动等因素的作用,促使岩石在原地遭受破坏作用的过程。
气温的昼夜和四季变化,使岩石的表面和内部交替膨胀与收缩;岩石的孔隙裂缝中的水结冰,体积膨胀,产生巨大的压力;岩石孔隙中含潮解性盐类的吸水和结晶等都可以使出露地表的岩石内部产生裂隙而剥离,发生机械崩解,但并不改变岩石的矿物成分,这种作用称为物理风化作用。
水、游离氧及二氧化碳是化学风化作用的重要因素。水可以溶解岩石中可溶性的矿物(如碱金属、碱土金属盐类矿物),可以发生水合作用(如硬石膏变为石膏),也可以发生水解作用(长石水解成为高岭土)。空气和水中的游离氧可以与岩石中含有变价元素(如Fe、Mn)的矿物(如FeS2)发生氧化还原反应,形成高价金属氧化物(如赤铁矿、褐铁矿)。二氧化碳溶于水形成碳酸,与碳酸盐岩(如石灰岩)作用形成碳酸氢钙。
风化作用的产物有三种:碎屑物质、溶解物质和残余物质,它们一部分被介质转移到别处,一部分残留在原地,形成风化残积物。这种风化残积物覆盖于地表构成一层不连续的薄壳,称之为风化壳。形成于第四纪以前的风化壳称之为“古风化壳”。研究古风化壳有着重要的地质意义:
第一,古风化壳代表一个长期的沉积间断,是当时地壳上升经受过强烈风化作用的标志,是地层不整合接触的证据之一。
第二,研究风化作用可以恢复古地理环境及古气候。
第三,风化作用可以形成重要的沉积矿产,如铁矿、铝土矿、黏土矿物等。
第四,古风化壳上岩层疏松多孔,可以储集油气,形成地层不整合油气藏。
2)剥蚀作用
剥蚀作用是指各种地质营力(水、风、冰川等)把岩石的风化产物搬开,同时还破坏岩石并改造原有地形的作用。
流水(包括河流水、湖浪、海浪、潮汐、地下水)对地表岩石可以产生溶蚀、磨蚀作用;风对地表岩石产生吹蚀和磨蚀作用;冰川是固体运动,对岩石产生刨蚀和磨蚀作用。它们使地表形成了千姿百态的地形地貌,如弯曲的河流、陡峭的海崖、百孔千疮的海岸、形态逼真的石蘑菇、宏伟壮观的瀑布、广袤无垠的沙漠,还有婀娜多姿的喀斯特地貌,等等。
3)搬运和沉积作用
母岩风化剥蚀的产物,除少部分残留在原地外,大部分物质在水、风、冰川等外力的作用下被搬运到合适的地方沉积下来。不同的物质其搬运和沉积作用的方式及在搬运和沉积过程中所遵循的物理、化学规律也不同。
碎屑物质包括砾(粒度大于1mm)、砂(粒度0.1~1mm)、粉砂(粒度0.1~0.01mm)、黏土(粒度小于0.01mm),都是机械方式搬运。被搬运的物质,在一定条件下,当搬运介质的动力不足以克服碎屑的重力时便沉积下来。随着搬运距离的增加,碎屑颗粒会因其自身的特性不同而按一定的顺序有规律地沉积下来:颗粒粗、密度大、球形的颗粒先沉积,而颗粒细、密度小、片状和鳞片状的颗粒后沉积;近物源区沉积的碎屑圆度好、分选性(指颗粒的均匀程度)差,不稳定矿物含量高,而远离物源区沉积的碎屑圆度好、分选性也好,稳定性矿物含量相对高些。这种作用称为“机械沉积分异作用”。这是导致沉积岩多种类型的原因之一。
溶解物质可分为两大类,一类是Cl、S、K、Na、Ca、Mg等元素的化合物,其溶解度大,在水中以真溶液状态进行搬运;另一类是Si、Al、Fe、Mn等元素的氧化物或氢氧化物,在水中溶解度小,常呈胶体状态进行搬运。在搬运和沉积的过程中,由于化学元素的活泼性或溶解性的不同,按一定的先后顺序沉积下来(其沉积顺序为:氧化物→磷酸盐→硅酸盐→碳酸盐→硫酸盐→卤化物),从而形成重要的沉积矿物和化学岩。这种过程称为“化学沉积分异作用”。
生物的搬运和沉积作用有机械的和化学的方式。人类改造大自然对地表岩石进行的破坏以及搬运和沉积属于机械方式。海洋中生物吸取海水中的Ca、Si、P或CO2来维持生命及制造骨骼或外壳,它们死亡后其遗体堆积,软体部分分解析出CO2、H2O、P2O5等,可与其他元素化合形成硅藻土、软泥等生物化学沉积,是化学的方式。在潮湿气候区的湖泊和沼泽中,有大量生物遗体堆积,在合适的条件下,植物形成泥炭(最低级的煤),动物遗体形成腐泥,并向石油和天然气转化。油页岩也是腐泥形成的产物。
4)成岩和后生作用
沉积作用形成的松散沉积物随着埋藏深度增加,压力和温度不断升高,形成坚硬岩石的过程称为成岩作用。沉积岩形成以后到它下降到地壳深处遭受变质作用或上升到地表遭受风化作用以前所发生的一切变化称为后生作用。
在沉积物(或沉积岩)发生成岩作用和后生作用期间,主要的变化有:
压实作用——沉积物在上覆沉积重荷作用下,水分不断排出,孔隙度不断降低,体积不断缩小而成为固结的岩石。这种作用主要对细粒的黏土物质成岩起作用。
胶结作用——充填于碎屑颗粒孔隙之间的化学物质在成岩作用和后生作用期间发生沉淀而将其黏结起来,形成岩石的作用。这些化学沉淀物称为胶结物。胶结物成分多样,有硅质(如自生石英、蛋白石、燧石等)、铁质(如菱铁矿、黄铁矿、赤铁矿和褐铁矿)、钙质(方解石)、白云质(白云石)、石膏质等。胶结作用主要对碎屑岩、生物碎屑岩成岩起作用。
重结晶作用——重结晶作用是指沉积下来的矿物质在温度、压力的影响下所进行的结晶作用。如非晶质(胶状)蛋白石脱水后变为隐晶质的玉髓,玉髓重结晶变为晶质石英。因此,重结晶作用是使沉积矿物由非晶质向隐晶质、晶质体变化,颗粒由小变大的过程。重结晶作用是化学岩或生物化学岩成岩的主要作用方式。
交代作用——矿物中一种离子被另一种离子所替代而形成新矿物的作用。如碳酸盐在成岩作用阶段,沉积物内的方解石(碳酸钙)中的钙离子被水溶液里的镁离子所替代而形成新生白云石(碳酸钙镁),这种作用称为白云岩化作用。后生作用阶段也可发生白云岩化作用。
总之,成岩作用和后生作用使岩石的物性(孔隙性和渗透性)发生变化,从而影响了地下油气运移和聚集。如胶结作用可使岩石物性变差;压实作用使岩石致密,又可使岩石中的新生油气随孔隙水运移到储集层。
2.沉积岩的特征
沉积岩的特征是鉴别沉积岩、确定沉积岩形成环境和水动力条件以及进行地层划分和对比的重要标志。沉积岩的特征主要包括沉积岩的颜色、构造。
沉积岩的颜色取决于沉积岩的颗粒和胶结物的成分、物源和沉积环境。暗色矿物含量多的颜色深;铁质矿物含量多的颜色呈红色或红褐色;钙质、硅质、石膏质胶结的沉积岩呈白色或灰色。黏土岩的颜色反映其形成环境,黑色、深灰色的黏土岩中有机质含量高,是还原环境形成的;而红色、紫红色的黏土岩中有机质含量少,三价铁离子含量高,是氧化环境中形成的;灰、灰绿色是弱氧化-弱还原条件下形成的。
沉积岩的构造是指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式,主要包括层理、层面构造。层理是沉积岩的岩石性质(如粒度、成分、颜色等)沿垂向变化的一种层状构造。它是由细层(纹层)、层系、层系组所组成,常见的层理类型有水平层理、波状层理、交错(或斜)层理、递变层理、透镜状层理、韵律层理(见表2-1),它们形成于不同的水动力条件下和不同的沉积环境中。
沉积岩的层面构造有波痕、泥裂、冲刷痕迹、晶体印痕、虫迹,它们都是浅水沉积标志。泥裂和晶体印痕还代表了干旱气候。
3.沉积岩的类型
沉积岩有许多类型,包括碎屑岩、黏土岩、碳酸盐岩、蒸发岩、生物沉积岩(油页岩和煤)等,这里只介绍与油气关系重大的碎屑岩、黏土岩和碳酸盐岩。
1)碎屑岩
碎屑岩是指由母岩风化作用产生的碎屑物质(含量大于50%)所组成的岩石。因碎屑岩具有孔隙性和渗透性,常常作为油气储集岩。
(1)碎屑岩的组成。
碎屑岩是由碎屑物质、充填于碎屑颗粒孔隙间的细小机械沉积物(简称“杂基”、“基质”)和化学沉淀物(胶结物)所组成的岩石。
表2-1 层理基本类型
碎屑物质包括岩石碎屑和矿物碎屑两种。岩石碎屑是由母岩(岩浆岩、变质岩和古老的沉积岩)机械破碎而成的多矿物成分组成的岩石碎块(碎屑),其成分直接反映了母岩的性质,是确定沉积物源的直接标志,多存在于颗粒较粗的砾岩、砂岩中,粉砂岩中极少。矿物碎屑是母岩风化后形成的单组分矿物碎屑;种类不多,主要是石英和长石,其次是白云母和黏土矿物,还有少量(小于1%)的重矿物;主要存在于砂岩和粉砂岩中。
杂基是充填在碎屑颗粒孔隙中的细小机械沉积物;它们与颗粒同时沉积,多为粉砂和黏土;杂基越多,反映岩石形成时的水动力条件越弱,搬运距离越短。
化学沉淀物(胶结物)是在碎屑物质沉积后,由碎屑物质孔隙间的化学物质沉淀形成,主要有硅质、铁质和钙质,其含量小于50%。根据碎屑岩胶结物含量的多少、分布状况及胶结物与碎屑颗粒之间的接触关系,可把碎屑岩分为四种胶结类型:基底胶结、孔隙胶结、接触胶结、镶嵌胶结。在这四种胶结类型中,接触式胶结的碎屑岩孔隙最多,储油物性最好,孔隙式次之,基底式和镶嵌式最差。
(2)碎屑岩的类型。
根据碎屑粒径大小(简称“粒度”)可将碎屑岩分为砾岩、砂岩和粉砂岩。
砾岩主要是由粒度大于1mm的碎屑(砾石)所组成的岩石。砾石以岩屑为主;杂基为细砂、粉砂和黏土物质,与砾石同时沉积形成;胶结物常为硅质、钙质、铁质。由圆状、次圆状的砾石所组成的岩石也称为“砾岩”,砾石呈棱角、次棱角状的砾岩称为角砾岩。砾岩具有一定的孔隙,可以储存油气。我国克拉玛依油田就是砾岩油气藏。
砂岩是由砂级(粒度0.1~1mm)的碎屑所组成的岩石。砂级颗粒含量大于50%,以石英为主,其次是长石和岩屑,含有少量的白云母和绿泥石,重矿物含量一般小于1%。胶结物以硅质、黏土质为主。砂岩常具有斜层理、交错层理。砂岩除按粒度分为粗、中、细砂岩外,还可按碎屑成分分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩类。砂岩是良好的油气储集层,据统计,在世界上已发现的油气田中,有一半以上是砂岩储集层,我国也如此。一般来说,中、细砂岩较粗砂岩的储集物性好,石英砂岩较长石、岩屑砂岩的物性好,有利于油气储存和渗滤,是良好的油气储集岩。
粉砂岩是指主要由粒度为0.01~0.1mm的碎屑(大于50%)所组成的岩石。碎屑物质成分单一,主要为石英,长石较少,岩屑极少,白云母较多,重矿物在2%~3%。胶结物多为钙质,铁质和硅质较少。具有薄的水平层理、波状层理。常形成于海湖水体较深的底部和河漫滩、三角洲、湖、沼泽等水动力条件较稳定的、由砂岩向黏土岩过渡的地带。粗粉砂岩(粒度在0.05~0.1mm)储集物性较砂岩差,但可以储集油气。
2)黏土岩
黏土岩是指主要由粒度小于0.01mm的颗粒组成、且以黏土矿物为主(大于50%)的岩石。黏土岩主要由四类物质组成:
(1)黏土矿物:是黏土岩的主要组成物质,主要有高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等,由硅氧四面体和铝氧八面体在垂向上组合而成的层状铝硅酸盐矿物。
(2)碎屑物质:主要是由陆地搬运而来的石英、长石、白云母等。
(3)化学成因矿物:有赤铁矿、软锰矿、各种铝土矿、蛋白石、方解石、白云石、菱铁矿、石膏、硬石膏、重晶石、黄铁矿、石盐等。这些矿物可用来判断沉积环境(氧化还原条件、含盐度)和成岩、后生变化。
(4)有机物质:主要有煤、腐泥质、沥青质、生物遗体(化石)等。
黏土岩主要是根据其构造特征进行分类,如黏土岩页理(厚度小于1cm的层理)发育,称为页岩;页理不发育的黏土岩称为泥岩。颜色较深的泥(页)岩有机质丰富,在一定条件下可以生油;泥(页)岩致密,也可作为盖层。
3)碳酸盐岩
碳酸盐岩是指主要由沉积碳酸盐矿物(主要为方解石和白云石)所组成的岩石。岩石中方解石含量大于50%,称为石灰岩;岩石中白云石含量大于50%,称为白云岩。石灰岩遇冷稀盐酸(5%HCl)剧烈反应,并放出CO2气体;白云岩遇冷稀盐酸不反应或反应微弱,但粉末遇冷稀盐酸起反应。这是鉴别碳酸盐岩并区分石灰岩和白云岩的重要方法之一。
白云岩的成因是沉积学家长期以来争论的问题。一种观点认为,白云岩是直接从水体中以化学沉淀的方式直接形成,这种白云岩称为“原生白云岩”。另一种观点认为,白云岩是非化学沉淀作用形成,是由碳酸盐沉淀物与海水或孔隙水中的镁离子发生交代作用(这种作用称为“白云岩化作用”)形成,或者是碳酸盐岩与裂缝、孔隙水中的镁离子发生交代作用形成,前者称为“成岩白云岩”,后者称为“后生白云岩”。
碳酸盐岩在我国分布范围很广。碳酸盐岩是重要的生油岩和储集岩。粗粒石灰岩孔隙度高、渗透性好,是良好的油气储集岩;颗粒较细、有机质丰富的泥晶灰岩及礁灰岩是良好的生油岩。我国华北、辽河、胜利油田的古潜山油气田、四川气田都是碳酸盐岩。
宇宙中,其它的星球有石油吗?你怎么看?
石油是怎样形成的?
石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物。
我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物,石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的,比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似,但煤是植物的化石,又是固态。
大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
地壳变动而石油生成
我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系,在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。
地球的半径大约是6400公里,覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”,其下方则是由金属形成的“地核”,并以大约5100公里深处分界,分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成,内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”,厚度约有100公里,是由向上喷出的“洋脊”产生的,’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期,人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图,于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后,以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外,低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。
我们现在的知道的是,地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动,似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。
超级卷流是石油制造者?
现在全球生产的石没之中,有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩,所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件,大量的黑色页岩才会形成。
最近发现,石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大,海面因而上升,使得较低的陆地变成浅海,而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。
浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象,周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气,于是出现了缺氧环境。
地球温暖化也会改变深层海水的流动状况,由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同,较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大,无法氧化的浮游植物便逐渐堆积,所留下的大量有机物则形成石油源岩。
生物的演化改变了石油的性质
由于石油的原料是生物的遗骸,因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。
生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生,并逐渐地进行演化,到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期,爆发性的演化才开始,大约4亿4500万年前,生命也登上了陆地。
4亿4000万年至4亿年前时期,石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面,羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处,因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。
2亿9000万年前,广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林,并到处形成被沼泽地包围的湖沼,藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩,这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。
9000万年前时期,被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地,因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面,树木的树脂成为轻质原油的原料,形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类,成为石油源岩的主要原料。
最近石油性质的分析技术有长足的进步,我们已逐渐可以取得有关石油原料性质,以及由热能引起的变化过程等的详细资料。由此种资料即能进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境状况。
大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田,在此时期,分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。
石油是怎样形成的 2
石油是当今世界极其重要的工业能源,被称作“工业的血液”,素有黑色金子之称。石油这种黑棕色的,粘稠的液体,以前面渗透到人类生活的许多领域。那么,石油是如何形成的呢?
经过长期的研究,以证明石油是由古代有机物变来的/在古老的地质年代里,古代海洋或大型湖泊里的大量生物、动植物死亡后,遗体被埋在泥沙下,在缺氧的条件下逐渐分解变化。随着地壳的升降运动,它们又被送到海底,被埋在沉积岩层里,承受高压和地热的烘烤,经过漫长的转化,最后形成了石油这种液态的碳氢化合物。
据估计,全世界海底石油的总储量在3250亿吨,占整个地球石油储量的三分之一。而且这些石油多分布在中国近海、中东、波斯湾、墨西哥湾、西非几内亚湾和北海等浅海海底。
石油和天然气的化学成分,暴露了它们的来源,它们都是有机物,应
当与古代生物有关系。一部分科学家认为,油气(石油和天然气)是伴随着沉积
岩的形成而产生的。远古时期繁盛的生物制造了大量的有机物,在流水的搬运下,
大量的有机物被带到了地势低洼的湖盆或海盆里。在自然界这些巨大的水盆中,
有机物与无机的碎屑混合,并沉积在盆底。宁静的深层水体是缺乏氧气的还原环
境,有机物中的氧逐渐散失了,而碳和氢保留下来,形成了新的碳氢化合物,并
与无机碎屑共同形成了石油源岩。
在石油源岩中,油气是零散地分布的,还没有形成可以开采的油田。此时,
水盆底部的沉积物,在重力的作用下,开始下沉。在地下的压力和高温的影响下,
沉积物逐渐被压实,最终变成沉积岩。而液体的石油油滴们拒绝变成岩石,在沉
积物体积缩小的过程中,它们被挤了出来,并聚集在一处,由于密度比水还轻,
所以石油开始向上迁移。幸运的话,在岩石裂隙中穿行的石油,最终会遭遇一层
致密的岩石,比如页岩、泥岩、盐岩等,这些岩石缺少让石油通过的裂隙,拒绝
给石油发通行证,石油于是停留在致密岩层的下面,逐渐富集,形成了油田。含
有石油的岩层,叫做储集层,拒绝让石油通过的岩石,叫做盖层。如果没有盖层,
石油会上升回到地表,最终消失在地球历史的尘烟中,保留不到人类出现的时候。 内容:石油和天然气的化学成分,暴露了它们的来源,它们都是有机物,应
当与古代生物有关系。一部分科学家认为,油气(石油和天然气)是伴随着沉积
岩的形成而产生的。远古时期繁盛的生物制造了大量的有机物,在流水的搬运下,
大量的有机物被带到了地势低洼的湖盆或海盆里。在自然界这些巨大的水盆中,
有机物与无机的碎屑混合,并沉积在盆底。宁静的深层水体是缺乏氧气的还原环
境,有机物中的氧逐渐散失了,而碳和氢保留下来,形成了新的碳氢化合物,并
与无机碎屑共同形成了石油源岩。
在石油源岩中,油气是零散地分布的,还没有形成可以开采的油田。此时,
水盆底部的沉积物,在重力的作用下,开始下沉。在地下的压力和高温的影响下,
沉积物逐渐被压实,最终变成沉积岩。而液体的石油油滴们拒绝变成岩石,在沉
积物体积缩小的过程中,它们被挤了出来,并聚集在一处,由于密度比水还轻,
所以石油开始向上迁移。幸运的话,在岩石裂隙中穿行的石油,最终会遭遇一层
致密的岩石,比如页岩、泥岩、盐岩等,这些岩石缺少让石油通过的裂隙,拒绝
给石油发通行证,石油于是停留在致密岩层的下面,逐渐富集,形成了油田。含
有石油的岩层,叫做储集层,拒绝让石油通过的岩石,叫做盖层。如果没有盖层,
石油会上升回到地表,最终消失在地球历史的尘烟中,保留不到人类出现的时候。
小油瓶作为一个学习石油地质专业来回答最合适不过了~
咱们先不说宇宙中有没有石油,先来介绍下地球上的石油是怎么生成的吧
石油的成因,在学术上有两大流派,一是有机成因说(大多数人认可的),另一种无机成因说
有机成因说石油严苛的生成条件
首先来介绍一下得到大多数人认可的有机成因说。
有机成因说,顾名思义就是石油是来自生物体中的有机质转化而来。生物体中的有机质要首先转化成一种特殊的有机质,这种特殊的有机质叫做?干酪根?,再由干酪根转化成石油,不够这种转化需要十分严苛的条件。
(1)不断下沉的低洼地形条件
生产石油的有机质主要以水中浮游的动植物或称腐泥型的有机质为主,这些有机质首先做的是能够保存下来,保存需要特定的地质条件,大家都知道水往低处流,泥沙和有机质在水的携带下,在低洼的地区沉积下来。所以首先得地质条件就是要有个低洼的地形,根据它的大小我们又称他为盆地、凹陷,并且这是一个漫长的过程,可能要几千年,上万年甚至亿年,这个过程中如果随着地壳运动继续下沉,他就能保持低洼,一直接受沉积物,使得地层厚度不断增大,反之如果随着地壳运动上升,低洼幅度就变小,接受的沉积物就变少,如果升到水面之上,非但沉积物有机质得不到补充,反而被风化剥蚀掉了。因此,不断下沉的低洼地形条件才能保证有机质的保存。
(2)缺氧的环境
生成石油的必备条件必须是缺氧的?还原条件?,这就是要求接受沉积物后的洼地水体能保持封闭或半封闭,与氧隔绝,防止有机质的氧化和逸散。
(3)一定的埋藏深度和地下温度
干酪根变成石油的温度范围大概在100-130度,因为地下温度从浅到深是逐渐升高的,早先的沉积物不断被新的沉积物所覆盖,埋藏也就越来越深,而地下的温度是随着深度的增加而增加的,所以有机物质要达到一定的埋藏深度时才能转化成石油。
(4)埋藏的时间
除了温度的因素以外,还与埋藏的时间长短有关,不过温度和时间可以互补,如果温度低一些埋藏时间长一些也行或者是温度高一些但埋藏时间较短。
因此,石油的生成必须有4个条件,必须要有有机质,有机质必须能够不断的堆积,有机质堆积过程中要在缺氧的?还原环境?,还需要有相应的地层温度、深度、合适的埋藏时间,这些方面相互配合,才能生成石油。
无机成因说
无机成因说以前苏联的门捷列夫为代表,他认为,地球深处的金属碳化物在高温下与水起反应,生成乙炔,随后凝聚成烃,石油来源于地壳深部和地幔内的含烃类物质。无机成因论者指出,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。目前的勘探证实,有些天然气来源于地幔。
其他星球到底有没有石油
现在我们回过头来再看下,其他星球到底有没有石油。小油瓶认为题主这种假定范围有点大,宇宙是无垠和充满未知的,我们仅能在人类目前掌握的对太空探索知识的前提下来探讨。
人类已知的外太空信息,近些年来,科学家在太阳系外探测了数以百计的行星,而且发现很多行星上存在冰、水、甲烷和氨的混合物。
石油的有机成因说前文介绍过,需要4大严苛条件,其中目前人类探索的外太空尚未发现大量有机质的存在,因此就没有生成石油的母质干酪根的存在,因此以石油有机成因说来看,目前人类已探索的宇宙信息中应该是不存在液体石油的。
石油的无机成因说,因为其他星球发现了甲烷和水,那么这些甲烷有可能就是外星球的地幔中的金属碳化物在高温下与水反应而生成的,既然有甲烷那么就有可能存在其他烃类气体,按照这种推论,所以天然气是有可能存在的。
综上所述,小油瓶认为外太空是可能存在天然气,不大可能存在石油的。
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本文概览:首先,根据过去教科书上的说法,石油是由古代生物的尸体,在一定的特殊条件下,经历上万年的时间形成的,期间还经历了一系列的化学变化,因其形成过程十分漫长,故将其视为一种不可再生的能...
文章不错《地球上的石油会是由动物的尸体变成的吗?》内容很有帮助