石油形成的幾種說法

2021-04-18 15:43:25 字數 2991 閱讀 7110

1樓:

近日,一項新的研究認為,石油不是由死亡的植物和動物而是由簡單的古老岩石形成的。休斯頓一家石油勘探公司的傑·弗·肯尼說,石油是由地下100公里的無機碳和水在高溫和高壓下產生的碳氫化合物。他和俄羅斯的3名同事認為,所有的石油都是以這種方式形成的。

但正統的石油地質學家不能接受「石油不能在淺表地層形成」的斷言。

通常人們認為,石油是來自於糜爛的有機物,是由微生物將動植物殘骸分解成的有機物沉積形成的。按現在教科書上的觀點,大多數石油是由埋藏在地下沉積層中的有機物經過幾百萬年在75~200攝氏度的溫度下形成的。微生物把某些埋在地下淺層的動植物殘骸分解成有機物,隨著地層深度的增加,溫度和壓力升高,沉積的有機物可以發生化學反應,這樣有機物逐漸裂解產生碳氫化合物。

而肯尼認為,石油**於更深的地下,他在美國國家科學院院刊上著文說,在低壓下可能優先形成甲烷,而不是首先形成較重的石油碳氫化合物。只有在約3萬個大氣壓力下(相當於100公里深的地下的壓力)才能產生較重的、更穩定的碳氫化合物。這意味著天然石油肯定只能在不低於100公里的地下深處生成。

研究人員在實驗室中看到,將氧化鐵、大理石和水混合後在高壓下加熱到900攝氏度,可以產生重型碳氫化合物。化學家們並不否認這些實驗結果,石油地質學家承認有些石油是以這種方式形成的。美國地質勘探局的邁克·萊萬說,「對存在無機碳源沒有爭議」。

但是,由於常見的商業性油田一般都位於地下500~700米處,而在10公里以下預計很少有石油和天然氣。因此,他對肯尼的「石油不可能是由淺層岩石中的有機物形成」的觀點持強烈異議。萊萬舉例說,「在石油中存在的微量化合物和地球表層原始岩石中的有機沉積物是一致的,實驗也證明了這種聯絡,我們可以在實驗室中模擬天然石油由表層富含有機物的原始岩石產生。

」新墨西哥採礦和礦產資

源局的布賴恩·布里斯特更是氣憤地說,斷言「『所有的石油都來自高壓下的岩石「的理論,是對有機化學學科和石油地質學家幾十年的研究成果不負責任的輕視」。

肯尼的石油形成新理論也許還需要進一步探索。但即使有關深層石油的形成理論只是部分正確,也可能為開闢全新的石油勘探領域開啟大門。

摘自《大眾科技報》

2樓:奇域之渙

石油的原料是生物的屍體,生物的細胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂則是由碳、氫、氧等3種元素組成的。生物遺體沉降於海底或湖底並被淤泥覆蓋之後,氧元素分離,碳和氫則組成碳氫化合物。

我們已經在地球上發現3000種以上的碳氫化合物,石油是由其中350種左右的碳氫化合物形成的,比石油更輕的碳氫化合物則成為天然氣。煤礦與石油的成因很類似,但煤是植物的化石,又是固態。

大量產生碳氫化合物的岩石即稱為「石油源巖」。埋沒於地中的石油源巖受到地熱和壓力的影響,再加上其他多種化學反應之後就產生石油,而石油積存於岩石間隙之間便形成油田。

地殼變動而石油生成

我們最近逐漸瞭解地球內部的變化與石油的生成有十分密切的關係,在描述此種關係之前,讓我們先來了解一下地球內部的狀況。

地球的半徑大約是6400公里,覆蓋地球表面的地殼下方是由岩石形成厚達2900公里的「地慢」,其下方則是由金屬形成的「地核」,並以大約5100公里深處分界,分為「外核」與「核心」。外核主要是由液態金屬鐵組成,核心則主要是固態鐵。 地球表面鋪滿堅硬的「板 塊」,厚度約有100公里,是由向上噴出的「洋脊」產生的,』在 緩緩移動到「海溝」後就沉降於 另一板塊下方。

80年代後期,人們學會捕捉**波傳遞到地球內部時的立體圖,於是發現令人驚訝的地慢活動狀況。高溫又巨型的上升流「超級卷流」由地底湧上後,以蘑菇形態分別存在於夏威夷和非洲大陸正下方。此外,低溫的巨型下降流「冷卷流」則以水滴形態佔據亞洲大陸及南美洲大陸正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。

我們現在的知道的是,地幔內部落熱對流是以冷卷流向超級卷注移動的形態而形成的。此種運動不僅影響板塊運動,似乎也對整個地球的地質和環境的變化產生很大的影響。

超級卷流是石油製造者?

現在全球生產的石沒之中,有60%是產生了恐龍稱霸地球時期所形成的石油源巖,所形成的「黑色頁岩」則遍佈世界各地。黑色頁岩主要是由未經氧化的藻類等浮游植物遺骸堆積而成。由此可知當時必須有可讓浮游植物繁殖又不會產生氧化的缺氧環境條件,大量的黑色頁岩才會形成。

最近發現,石油源巖在此時代的形成似乎與超級卷流運動的活化可以促使由地下湧出的地幔物質所形成的洋脊體積增大,海面因而上升,使得較低的陸地變成淺海,而淺海則具有可當石油原料的藻類等浮游植物極易繁殖的環境。

淺海地區的藻類等浮游植物因而出現大幅增加和大量死亡的現象,周圍的細菌為分解其殘骸而消耗氧氣,於是出現了缺氧環境。

地球溫暖化也會改變深層海水的流動狀況,由於高緯度地區與低緯度地區海水的溫度高低不同,較低溫但含有豐富氧氣的高緯度地區深層海水會流向低緯度地區海洋。但地球溫暖化的現象減少。氧氣較少的海域因而擴大,無法氧化的浮游植物便逐漸堆積,所留下的大量有機物則形成石油源巖。

生物的演化改變了石油的性質

由於石油的原料是生物的遺骸,因此調查石油的性質便可以得知古老時期的生物演化過程和地球環境歷史。

生命的演化大概有下述的過程。生命是於38億年前誕生,並逐漸地進行演化,到了距今5億5000萬年前的古生代寒武紀時期,爆發性的演化才開始,大約4億4500萬年前,生命也登上了陸地。

4億4000萬年至4億年前時期,石油源巖的主要成分是當時繁茂的浮游植物所形成的耐碳氫化合物。另一方面,羊齒類植物在此時期繁瑣盛於海岸近處,因此以陸上植物為原料的石油源巖也出現了。

2億9000萬年前,廣大的陸地普遍出現由裸子植物組成的森林,併到處形成被沼澤地包圍的湖沼,藻類便在湖沼中開始繁殖。由此也產生了以藻類為原料的新種石油源巖,這也是陸上植物的繁盛促使新性質石油源巖誕生的一例。

9000萬年前時期,被子植物和針葉樹林開始逐漸擴張到高緯度地區和高地,因而出現以陸地木材為原料的石油源巖。另一方面,樹木的樹脂成為輕質**的原料,形成新的石油源巖。針葉樹林的增加竟使得木材取代了藻類,成為石油源巖的主要原料。

最近石油性質的分析技術有長足的進步,我們已逐漸可以取得有關石油原料性質,以及由熱能引起的變化過程等的詳細資料。由此種資料即能進一步瞭解原料生物遺骸逐漸堆積時的環境狀況。

大約1億7000萬年到200萬年前所發生的全球性規模「阿爾卑斯造山運動期」也造出了巨油田,在此時期,分佈於廣大範圍的1億年前前後形成的石油源巖都沒入地中。現有的石油和天然氣有大約3分之2就是此時期形成的。

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