石油成因之謎課件

石油成因之謎

1959年的9月26日大慶油田發(fā)現(xiàn)井———“松基三井”噴射出讓人喜極而泣的棕褐色原油

石油成因之謎1959年的9月26日大慶油田發(fā)現(xiàn)井———“松1

當今世界所消費的全部能量中,有一半來自石油,所以人們稱當代為“石油時代”。

人類認識石油已有久遠的歷史。據(jù)史料記載,早在公元前3世紀,我國四川省已經(jīng)學會用石油和天然氣作燃料烹食、取暖和照明了。但是,大規(guī)模的工業(yè)開采石油卻只有100多年時間。由于石油的價值越來越被重視,石油需求量與日俱增,尋找新的油田已成為當務之急,而石油成因的研究可以為找礦提供理論指導,所以這一課題一向為國內(nèi)外地質(zhì)學家所關(guān)注。石油成因之謎

當今世界所消費的全部能量中,有一半來自石2石油成因,總的可分為無機起源說和有機起源說兩大派。19世紀的德國地理學家洪堡、俄國化學家羅蒙諾索夫均設想石油源于無機物。1876年,門捷列夫明確提出,石油是地球形成時碳與鐵相互化合生成的碳化鐵與地表水反應后的產(chǎn)物。由于無機起源說解釋不了石油的復雜化學成分和油田的實際地質(zhì)分布,所以20世紀以來這種觀點影響越來越小。

石油成因之謎

石油成因,總的可分為無機起源說和有機起源說兩大派。13有機起源說創(chuàng)立于19世紀中葉,隨著油田地質(zhì)和石油化學研究的深入,支持它的證據(jù)越來越多。例如,石油中含有的“卟啉”與植物的葉綠素和動物的血紅素相似;石油具有成因于生物的有機物質(zhì)才具有的旋光性;石油中碳12的豐度高于碳13也可以用生物的光合作用來說明……尤其有力的證據(jù)是,世界上99%以上的油田都產(chǎn)生在與生物作用關(guān)系密切的沉積巖中。因此,自50年代以來,有機起源說已被學術(shù)界公認。石油成因之謎

有機起源說創(chuàng)立于19世紀中葉,隨著油田地質(zhì)和石油化學4但是,在有機起源說內(nèi)部,關(guān)于石油是成因于古代動物的災變死亡,還是成因于被稱為“海洋牧草”的溝鞭藻一類浮游植物在地質(zhì)變遷中的高壓還原;是生成于海相地層,還是生成于陸相地層,今天尚未定論.在這方面我國地質(zhì)學家潘鐘祥等依據(jù)在發(fā)現(xiàn)大慶,勝利等油田過程中形成的理論,提出"陸相生油論",對一向占優(yōu)勢的"海相生油論"提出了嚴重的挑戰(zhàn)。石油成因之謎

但是,在有機起源說內(nèi)部,關(guān)于石油是成因于古代動物的災5值得注意的是,由于近年來在宇宙中發(fā)現(xiàn)了幾十種復雜有機物,石油地質(zhì)勘探也證明地殼深處存在油氣補給源,所以“無機成因說”又重新提出,大有“卷土重來”之勢.自美國德克薩斯開鑿了世界上第一口油井至今一百余年里,開采出來的石油已有數(shù)千億噸,人類的吃穿用行樣樣離不開石油,但至今說不清石油的來龍去脈,這也算了知難行易吧!石油成因之謎

值得注意的是,由于近年來在宇宙中發(fā)現(xiàn)了幾十種復雜有機6關(guān)于石油的起源，早在100～200年前，俄國兩位有名的科學家分別提出了石油的有機成因和無機成因以來，學者們也就分成旗幟鮮明的兩大學派，各持一說，至今仍爭論不休，難分勝負。世界上第一個試圖探索石油成因的是俄國的羅蒙諾索夫。早在1763年，他就提出了以下觀點：石油成因之謎

關(guān)于石油的起源，早在石油成因之謎7地下肥沃的物質(zhì)，如油頁巖、碳、瀝青、石油和琥珀等等，都起源于植物。因為油頁巖不是什么別的東西，而是古代從結(jié)果實的地方和從樹林里被雨水沖刷下來的爛草和爛葉變成的黑土，它像淤泥般沉在湖底等環(huán)境，樹脂和石油以它們的（重量）輕和可燃性表明它們的成因也是同樣的。

石油成因之謎

地下肥沃的物質(zhì)，如油頁巖、碳、瀝青、石油和琥珀等81876年，俄國另一位著名人物、元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫提出了一個截然不同的觀點：地球上有豐富的鐵和碳，在地球形成初期可能化合成大量碳化鐵以后又與過熱的地下水作用，遂生成碳氫化合物，而碳氫化合物類似于石油。已生成的碳氫化合物沿地殼裂縫上升到適當部位儲存冷凝，形成石油礦藏。石油成因之謎

1876年，俄國另一位著名人物、元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫9“碳化說”在上世紀末和本世紀初曾流行一時，但不久因為在地球深處并沒有發(fā)現(xiàn)大量碳化鐵的跡象，而且地球深處也不可能有地下水存在，此說漸漸被人們所否定。這一期間，天文學家利用光譜分析，發(fā)現(xiàn)太陽系某些行星、大氣層和彗星核部都有碳氫化合物存在。它們顯然與生物作用無關(guān)。石油成因之謎

“碳化說”在上世紀末和本世紀初曾流行一時，但不久因為10俄國的索柯洛夫即于1889年推出石油成因“宇宙說”，認為地球在誕生伊始尚處于熔融的火球狀態(tài)時，吸收了原始大氣中的碳氫化合物。隨著地球不斷冷卻，被吸收的碳氫化合物也逐漸冷凝埋藏在地殼中形成石油。反對者則指出，地球形成的大氣成分與現(xiàn)代大氣差不多，不可能存在大量碳氫化合物；即使有的話，遇到高溫且熔融狀的地球也早就分解了。

石油成因之謎

俄國的索柯洛夫即于1889年推出石油成因“宇宙說”，11人們把“碳化說”、“宇宙說”稱為無機成因說。還有一種無機成因說，叫“火山說”。持“火山說”的人不多，他們認為石油是火山噴發(fā)作用的產(chǎn)物，但世界上位于火山帶的油礦畢竟是極少數(shù)，這種學說無法解釋大量的不存在于火山帶的油礦的形成。到了1888年，杰菲爾繼承羅蒙諾索夫的有機成因說，向無機成因說“發(fā)難”。他認為所有石油都是海生動物的脂肪經(jīng)過一系列變化而形成。不久又有人提出植物殘骸在湖或海底受溫度壓力等影響生成有機質(zhì)，然后再轉(zhuǎn)化成石油的觀點，其中有的強調(diào)海生植物的重要性，有的則說陸生植物對石油生成更有利。石油成因之謎

人們把“碳化說”、“宇宙說”稱為無機成因說。還有一種12本世紀30年代，前蘇聯(lián)科學家古勃金綜合兩家意見，發(fā)表“動植物混合成說”，認為動植物的混合物經(jīng)一系列變化更有利于生成石油。石油有機形成的最新理論認為，形成石油和天然氣的有機物包括陸生和水生的生物，而以繁殖量最大的浮游生物為主。它們同泥沙和其他礦物質(zhì)一起，在低洼的淺海、海灣或湖泊中沉積下來，首先形成有機淤泥，有機淤泥被新的沉積物所覆蓋，造成與空氣隔絕的還原環(huán)境。隨著低洼地區(qū)不斷沉降，沉積物不斷加厚，有機淤泥承受的壓力和溫度也不斷加大，經(jīng)過生物化學、熱催化、熱裂解、深部高溫等階段，逐漸轉(zhuǎn)化為石油和天然氣。

石油成因之謎

本世紀30年代，前蘇聯(lián)科學家古勃金綜合兩家意見，發(fā)13本世紀40～50年代，人們普遍認為石油烴類是沉積巖中的分散有機質(zhì)在成巖作用早期轉(zhuǎn)變而成的。有人在現(xiàn)代沉積物中發(fā)現(xiàn)了與沉積物幾乎同時形成的烴類物質(zhì)，在此基礎上提出了有機成因早期成油說，又稱“分子生油說”。60年代，取代“分子生油說”的是晚期成油說。晚期成油說認為，當沉積物埋藏到較大深度，到了成巖作用的晚期、蘊藏在巖石中的不溶有機物質(zhì)----酐酪根，才達到成熟熱解而生成石油，因此又被稱為“酐酪根生油說”。石油成因之謎

本世紀40～50年代，人們普遍認為石油烴類是沉積巖14然而，無機成因?qū)W派并未偃旗息鼓。1951年，在過去40年中一直是有機成因論者的蘇聯(lián)地質(zhì)學家?guī)斓铝翰煞?，突?80度大轉(zhuǎn)彎，創(chuàng)立“巖漿說”。他深信地球深處的巖漿中不僅存在碳和氫，而且還有氧、硫、氮及石油中的其他微量元素。它們在巖漿由高溫到低溫的變化過程中，自會發(fā)生一系列的化學反應，從而形成一系列石油中的化合物。然后伴隨著巖漿的侵入和噴發(fā)，這些石油化合物在地殼內(nèi)部的有利部位經(jīng)運移和聚集而形成石油礦藏。美國康奈爾大學的天文學家高爾德，1977年起，在宇宙說和巖漿說的基礎上，多次提出：石油來自地球深處，而且早在45億年前地球形成時就已產(chǎn)生。石油成因之謎

然而，無機成因?qū)W派并未偃旗息鼓。1951年，在過去4015他反駁有機說的理由是：世界上油礦的規(guī)模比其他任何沉積礦體都大得多，已查明的油氣儲量也比原先根據(jù)生物成因說估計的高出數(shù)百倍之多；最難以解釋的是許多油氣伴生氦，但生物對氦的濃集不起任何作用；再有，生物作用不能很好說明世界油田分布高度集中的現(xiàn)象（指中東）。另外，按照傳統(tǒng)理論，花崗巖是火成巖，不可能有油氣，可是高爾德預言，瑞典中部一個歐洲最大的隕石沖擊坑——呈環(huán)狀的錫利延地區(qū)，系由花崗巖構(gòu)成，卻因有隕石撞擊產(chǎn)生巨大裂縫，足以使地下深處的碳氫化合物流到地殼表層。為此，瑞典國家能源局在隕石坑里鉆了7口500米左右深的探井，居然都見到了少量天然氣，似乎證實了高爾德的假說。由此可見，現(xiàn)在對石油的成因下結(jié)論，還為時過早。石油成因之謎

他反駁有機說的理由是：世界上油礦的規(guī)模比其他任何沉積16石油成因之謎

1959年的9月26日大慶油田發(fā)現(xiàn)井———“松基三井”噴射出讓人喜極而泣的棕褐色原油

石油成因之謎1959年的9月26日大慶油田發(fā)現(xiàn)井———“松17

當今世界所消費的全部能量中,有一半來自石油,所以人們稱當代為“石油時代”。

人類認識石油已有久遠的歷史。據(jù)史料記載,早在公元前3世紀,我國四川省已經(jīng)學會用石油和天然氣作燃料烹食、取暖和照明了。但是,大規(guī)模的工業(yè)開采石油卻只有100多年時間。由于石油的價值越來越被重視,石油需求量與日俱增,尋找新的油田已成為當務之急,而石油成因的研究可以為找礦提供理論指導,所以這一課題一向為國內(nèi)外地質(zhì)學家所關(guān)注。石油成因之謎

當今世界所消費的全部能量中,有一半來自石18石油成因,總的可分為無機起源說和有機起源說兩大派。19世紀的德國地理學家洪堡、俄國化學家羅蒙諾索夫均設想石油源于無機物。1876年,門捷列夫明確提出,石油是地球形成時碳與鐵相互化合生成的碳化鐵與地表水反應后的產(chǎn)物。由于無機起源說解釋不了石油的復雜化學成分和油田的實際地質(zhì)分布,所以20世紀以來這種觀點影響越來越小。

石油成因之謎

石油成因,總的可分為無機起源說和有機起源說兩大派。119有機起源說創(chuàng)立于19世紀中葉,隨著油田地質(zhì)和石油化學研究的深入,支持它的證據(jù)越來越多。例如,石油中含有的“卟啉”與植物的葉綠素和動物的血紅素相似;石油具有成因于生物的有機物質(zhì)才具有的旋光性;石油中碳12的豐度高于碳13也可以用生物的光合作用來說明……尤其有力的證據(jù)是,世界上99%以上的油田都產(chǎn)生在與生物作用關(guān)系密切的沉積巖中。因此,自50年代以來,有機起源說已被學術(shù)界公認。石油成因之謎

有機起源說創(chuàng)立于19世紀中葉,隨著油田地質(zhì)和石油化學20但是,在有機起源說內(nèi)部,關(guān)于石油是成因于古代動物的災變死亡,還是成因于被稱為“海洋牧草”的溝鞭藻一類浮游植物在地質(zhì)變遷中的高壓還原;是生成于海相地層,還是生成于陸相地層,今天尚未定論.在這方面我國地質(zhì)學家潘鐘祥等依據(jù)在發(fā)現(xiàn)大慶,勝利等油田過程中形成的理論,提出"陸相生油論",對一向占優(yōu)勢的"海相生油論"提出了嚴重的挑戰(zhàn)。石油成因之謎

但是,在有機起源說內(nèi)部,關(guān)于石油是成因于古代動物的災21值得注意的是,由于近年來在宇宙中發(fā)現(xiàn)了幾十種復雜有機物,石油地質(zhì)勘探也證明地殼深處存在油氣補給源,所以“無機成因說”又重新提出,大有“卷土重來”之勢.自美國德克薩斯開鑿了世界上第一口油井至今一百余年里,開采出來的石油已有數(shù)千億噸,人類的吃穿用行樣樣離不開石油,但至今說不清石油的來龍去脈,這也算了知難行易吧!石油成因之謎

值得注意的是,由于近年來在宇宙中發(fā)現(xiàn)了幾十種復雜有機22關(guān)于石油的起源，早在100～200年前，俄國兩位有名的科學家分別提出了石油的有機成因和無機成因以來，學者們也就分成旗幟鮮明的兩大學派，各持一說，至今仍爭論不休，難分勝負。世界上第一個試圖探索石油成因的是俄國的羅蒙諾索夫。早在1763年，他就提出了以下觀點：石油成因之謎

關(guān)于石油的起源，早在石油成因之謎23地下肥沃的物質(zhì)，如油頁巖、碳、瀝青、石油和琥珀等等，都起源于植物。因為油頁巖不是什么別的東西，而是古代從結(jié)果實的地方和從樹林里被雨水沖刷下來的爛草和爛葉變成的黑土，它像淤泥般沉在湖底等環(huán)境，樹脂和石油以它們的（重量）輕和可燃性表明它們的成因也是同樣的。

石油成因之謎

地下肥沃的物質(zhì)，如油頁巖、碳、瀝青、石油和琥珀等241876年，俄國另一位著名人物、元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫提出了一個截然不同的觀點：地球上有豐富的鐵和碳，在地球形成初期可能化合成大量碳化鐵以后又與過熱的地下水作用，遂生成碳氫化合物，而碳氫化合物類似于石油。已生成的碳氫化合物沿地殼裂縫上升到適當部位儲存冷凝，形成石油礦藏。石油成因之謎

1876年，俄國另一位著名人物、元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫25“碳化說”在上世紀末和本世紀初曾流行一時，但不久因為在地球深處并沒有發(fā)現(xiàn)大量碳化鐵的跡象，而且地球深處也不可能有地下水存在，此說漸漸被人們所否定。這一期間，天文學家利用光譜分析，發(fā)現(xiàn)太陽系某些行星、大氣層和彗星核部都有碳氫化合物存在。它們顯然與生物作用無關(guān)。石油成因之謎

“碳化說”在上世紀末和本世紀初曾流行一時，但不久因為26俄國的索柯洛夫即于1889年推出石油成因“宇宙說”，認為地球在誕生伊始尚處于熔融的火球狀態(tài)時，吸收了原始大氣中的碳氫化合物。隨著地球不斷冷卻，被吸收的碳氫化合物也逐漸冷凝埋藏在地殼中形成石油。反對者則指出，地球形成的大氣成分與現(xiàn)代大氣差不多，不可能存在大量碳氫化合物；即使有的話，遇到高溫且熔融狀的地球也早就分解了。

石油成因之謎

俄國的索柯洛夫即于1889年推出石油成因“宇宙說”，27人們把“碳化說”、“宇宙說”稱為無機成因說。還有一種無機成因說，叫“火山說”。持“火山說”的人不多，他們認為石油是火山噴發(fā)作用的產(chǎn)物，但世界上位于火山帶的油礦畢竟是極少數(shù)，這種學說無法解釋大量的不存在于火山帶的油礦的形成。到了1888年，杰菲爾繼承羅蒙諾索夫的有機成因說，向無機成因說“發(fā)難”。他認為所有石油都是海生動物的脂肪經(jīng)過一系列變化而形成。不久又有人提出植物殘骸在湖或海底受溫度壓力等影響生成有機質(zhì)，然后再轉(zhuǎn)化成石油的觀點，其中有的強調(diào)海生植物的重要性，有的則說陸生植物對石油生成更有利。石油成因之謎

人們把“碳化說”、“宇宙說”稱為無機成因說。還有一種28本世紀30年代，前蘇聯(lián)科學家古勃金綜合兩家意見，發(fā)表“動植物混合成說”，認為動植物的混合物經(jīng)一系列變化更有利于生成石油。石油有機形成的最新理論認為，形成石油和天然氣的有機物包括陸生和水生的生物，而以繁殖量最大的浮游生物為主。它們同泥沙和其他礦物質(zhì)一起，在低洼的淺海、海灣或湖泊中沉積下來，首先形成有機淤泥，有機淤泥被新的沉積物所覆蓋，造成與空氣隔絕的還原環(huán)境。隨著低洼地區(qū)不斷沉降，沉積物不斷加厚，有機淤泥承受的壓力和溫度也不斷加大，經(jīng)過生物化學、熱催化、熱裂解、深部高溫等階段，逐漸轉(zhuǎn)化為石油和天然氣。

石油成因之謎

本世紀30年代，前蘇聯(lián)科學家古勃金綜合兩家意見，發(fā)29本世紀40～50年代，人們普遍認為石油烴類是沉積巖中的分散有機質(zhì)在成巖作用早期轉(zhuǎn)變而成的。有人在現(xiàn)代沉積物中發(fā)現(xiàn)了與沉積物幾乎同時形成的烴類物質(zhì)，在此基礎上提出了有機成因早期成油說，又稱“分子生油說”。60年代，取代“分子生油說”的是晚期成油說。晚期成油說認為，當沉積物埋藏到較大深度，到了成巖作用的晚期、蘊藏在巖石中的不溶有機物質(zhì)----酐酪根，才達到成熟熱解而生成石油