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石油与天然气的生成需要“益生菌”

2017-12-29 9:55:06 来源:中国矿业报社 作者:张林

众所周知,目前对于油气的成因,主要包括有机成因说和无机成因说,事实上有机成因说更加被学者们广泛认可,即石油与天然气是由远古时期各种生物体转化而成的。在地质历史中,大到恐龙、原始哺乳动物,小到草木花乃至肉眼看不到的被子植物、细菌等都是有机质的来源,这些生物死亡后遗体埋藏于水下沉积物中,经过一定温度、生物化学作用、物理化学作用便可形成石油。地球上多种生物体普遍发育于近代和古代的海洋、湖泊中。然而并不是每处地下都有石油,石油的形成需要特定的地质、地球化学与生物化学环境,因为除丰富的有机质是形成石油的必要条件外,还需要一些“益生菌”。

首先,大地构造起着决定性的作用。强烈地壳拉张会产生低洼、深陷的古海盆或古湖盆的还原环境。原始有机质在陆地表面难以保存,有机质极易被氧化破坏,只有当原始有机质在比较广阔且长期被海水或湖水淹没的低洼地区,在隔氧的还原环境下,才有利于有机质的堆积与保存。这种环境并不是到处都有的,它受到多种地质条件的严格控制。那些沉陷规模大的湖盆或海盆,在漫长的地质历史时期需要经历多起地壳构造运动,形成地势高低悬殊的高山、平原、盆地以及深埋在地下看不见的很多起伏不平的隆起带和凹陷带。从如今的全国地形图来看,所分布着的众多被高山包围的沉积盆地(如新疆的准噶尔、塔里木盆地,青海的柴达木盆地,陕甘宁的鄂尔多斯盆地,甘肃的酒泉盆地,四川盆地,东北的松辽盆地以及渤海湾盆地等)以及中国沿海大陆架的若干沉积盆地等都有利于有机质堆积、保存,为油气生成提供了前提条件。而且地壳运动还可以产生巨大的热量,可以加速油气的生成、运移和聚集成藏。

其次,需要适合油气生成的古地理条件和古气候条件。无论在海相沉积盆地还是在陆地湖相沉积盆地中,油气的生成还需要一个大量生物繁殖和生长的地域,如浅海大陆架区、陆地的深水-半深水的古湖盆区。

在海洋大陆架区,水深一般不超过200米,水体较宁静,阳光温度适宜生物的繁殖,尤其是各种浮游生物异常发育,死亡后不需经过太深的水体即可堆积下来,再加上这些部位邻近河流三角洲,陆上各种有机质也源源不断地被河流带入海中,致使这一带地层中的有机物质特别丰富,成为极有利的生油气区。大陆上某一地质历史时期发育的深水-半深水湖泊具有稳定的还原环境水体,浮游生物特别发育,还有来自湖泊周围具有稳定的还原环境水体,浮游生物特别发育,以及来自湖泊周围河流带的大量有机质。相反,在滨浅湖区、沼泽地区水体动荡,有机质受氧化破坏则很不利于生成石油。而在浅海区,虽然生物也极为繁盛,但水中的氧含量很高,死去的生物者被其他生物吃掉,或迅速被氧化破坏,无法被保存下来,因此也无法形成石油。

从总体上来讲,地质历史上发育的湖盆、海盆具备了生油、气的大背景、大环境,但是要形成具有工业价值的油气,还需要适宜于有机质发育的古地理条件——海洋大陆架的较深部位、陆地的半深水-深水湖泊区。

古气候变化也影响到各种生物的生长和繁盛程度。温暖、潮湿的亚热带气候最有利于各类生物的生长。我国西北地区现今的气候基本上属于干旱少雨的气候带,生物极不发育,将今论古,道理是显而易见的。

第三,物理化学条件与生物化学条件。也就是说,在大量有机质保存下来向石油、天然气转化的过程中,还需要适当的温度、时间、细菌、催化剂等生化条件。

综上所述,油气的形成需要特定的地质、地球化学与生物化学环境。就像人体的发育和生长,不仅需要基础的能量、水、维生素,还需要一些“益生菌”,在这种多元因素的共同努力下,才能健康茁壮生长。□

(作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

编辑:宫莉

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