探索百万年前的“古墓”—— 石油是如何生成的

美国前国务卿亨利・基辛格曾说："如果你控制了石油，你就控制了所有国家"。石油被称为"工业的血液"，不仅是一种不可再生的商品，更是国家生存和发展不可或缺的战略资源，对保障国家工业、经济和社会发展以及国防安全有着不可估量的作用。今天，小编继续带领大家走近石油，了解石油的前世今生。

小编以前提到过，石油界有六字真言 -- 生储盖圈运保（详见：什么是"黑色黄金"）。这六个字简明扼要概括了形成常规油气藏所需的条件。这一次，石头科普工作室给大家详细讲解一下石油的"生"~

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01"生"的理论基础

石油的生成主要有两个观点："无机成因论"和"有机成因论"。目前石油圈大多数更加认可"有机成因论"，毕竟石油本身就是有机质。我们知道形成煤的都是古时期大树一样的高等植物，但形成石油却是看不见的微生物，比如藻类、浮游生物、细菌等。石油是由古代低等生物的遗体在还原条件下高温裂解演化而来，或许对石油的研究才是真正的"盗墓笔记"。

低等生物死亡后在海洋中随泥砂碎屑一起沉降到底部并被掩埋，在绝氧还原条件下会转变为名叫"干酪根"的固体（如果存在氧气，有机碳就会被氧化为 CO₂ 跑走~）。而干酪根受热分解排出石油和天然气（就像我们天热出汗一样~）。

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02"生"的反应条件

干酪根作为反应物，石油作为生成物，我们还缺少反应条件 -- 温度。干酪根在不同的温度下，由于裂解程度不同，生成碳链长短不同，油气种类自然也就有所不同。而温度这一指标主要是通过埋深或者岩浆作用实现的：埋深越深（如塔里木盆地），越靠近岩浆（如渤海湾盆地），温度也就越高，生成石油所需的时间也就越短。但温度也不能过高，毕竟石油只能在特定的温度下生成：温度太低，则生物作用分解干酪根产生天然气；温度太高，则有机质进一步裂解生成天然气。是否像极了你洗澡调水温的样子（笑）。

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03"生"的环境需求

石油石油，简单来说就是"石头里生出来的油"。什么环境下形成的石头能生油呢？百川汇海，随着河流搬运作用的减弱，粗的砂砾在岸边和浅部就停止搬运了，而海洋的中心多为滞水环境，没有强水动力影响，深部主要沉积细粒沉积物。随着沉积作用不断进行，下部的松散泥砂裹挟着低等生物的遗体逐渐被压实，压成一层一层的，从而形成富含有机质的泥岩、页岩等细粒沉积岩。这种可以生成石油的岩石，我们称之为"烃源岩"。

由于处在绝氧还原环境，Fe 元素和 S 元素组合生成黄铁矿（FeS₂）弥散于岩石之中，再加上有机物本身的颜色，导致烃源岩大多呈现黑色。如果是非还原环境，有机质会被氧化，生成无机的 CO₂。而 Fe 元素会被氧化为 Fe³⁺，从而使整个地层呈现红色。

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04 页岩油二三事

可能很多小伙伴看到"黑色页岩"就会联想到页岩油。那么页岩油具体是什么呢？顾名思义，页岩油指的是页岩开采出来的石油。常规油气藏都有"生储盖圈运保"等六个方面，而页岩油简单来讲就是"自生自储"。页岩油没有明显的"运"的过程，它在页岩里生成，就在页岩里封存。页岩身兼数职，做到了"生储盖"与一体。在常规油气藏勘探的过程中，我们常常认为页岩本身没有足够的"空隙"来储存油气，而随着科学的发展，我们发现页岩的微米甚至纳米级别的空隙中也有油气的充填。我国准噶尔盆地的二叠系、侏罗系，鄂尔多斯盆地的三叠系，四川盆地侏罗系，松辽盆地的白垩系以及渤海湾盆地的古近系均为页岩油的重点研发层位。

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05 陆相生油论建立

在 20 世纪初期的研究中，"海洋"仿佛成了石油生成所必须的因素。国外的地质学家认为只有海洋能存在大量的低等生物并形成稳定且广大的滞水环境，而中国大部分地区很早就是陆地，没有中、新生代海相沉积，不具备"海相生油论"的必要条件，所以给中国戴上了"贫油国"的帽子。然而，中国的地质学者认为我们虽然没有"海洋"，但"湖泊"也有类似的性质。李四光先生指出"美孚的失败，并不能证明中国没有石油可办"。在中国地质学者的不懈努力下，"陆相生油论"在中国横空出世，为在中国陆相盆地中找到大量石油提供了依据。不仅如此它的创立推动了我国石油工业的兴起与发展，为我国能源利用做出了重大贡献，为我国石油工业的形成和发展奠定了重要基础，也为整个石油地质学的发展提供了新的研究方向。

昼夜交替，是因为地球绕地轴东西自转；四季更迭，只由于太阳直射点南北变迁。喜马拉雅山上的贝壳化石，说明高山曾是大海；南极冰盖下发现植物遗迹，或许南极也曾有过春天。跋山涉水，地学者的足迹遍布世界；古往今来，人类对地球的探索从未停歇。

本文来自微信公众号：石头科普工作室 （ID：Dr__Stone），作者：苇叶舟