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石油形成之谜（第1页）

石油形成之谜

据史书记载，早在汉代，我国的劳动人民就发现有一种从岩石中流出来的油脂，用火一点就会燃烧，当时的人们称其为“石漆”，这种物质就是我们今天所说的石油。石油作为一种自然资源，是当今世界上使用最普遍的能源和极为重要的化工原料。

然而，关于石油形成的问题，自从100—200年前，俄国两位科学家分别提出了石油的有机成因和无机成因以来，地质学家就分成了两大学派，为此争论不休。

世界上第一个试图探索石油成因的是俄国科学家罗蒙诺索夫。他在1763年提出了一个假设：“地下肥沃的物质，如油页岩、碳、沥青、石油和琥珀……都起源于植物。因为油页岩不是什么别的东西，而是古代从结果实的地方和从树林里被雨水冲刷下来的植物残体形成的黑土，它像淤泥般地深埋在湖底……树脂和石油以它们的重量轻和可燃性表明它们也是同样的成因。”

后来又有人继承和发展了罗蒙诺索夫的观点，形成了石油有机说理论体系，这一假说可具体概括为：石油是由埋藏在地下的动植物遗体变来的。石油一般生成在古代的沉积盆地或浅海和湖泊中，在漫长的地质年代里，这里堆积了几百米至几千米厚的沉积物，其中埋有许多动植物的遗体；这些生物有机物质经过几百万年的地质变化及一系列的物理化学变化，逐渐转变为无数细小的油珠；油珠再汇成油流，油流则集中迁移到地壳中具有封闭构造的地层中储藏起来，最终形成规模较大的油田。石油有机成因说自提出以后，地质研究工作者找到了大量的证据，用啵说明石油的有机形成过程。

尽管世界上找不到成分完全相同的两种石油，但绝大多数石油都含有木同数量的碳氢化合物，这类化合物很容易氧化，在200℃以上便会分解，因而宙们只能来自生物，而不可能来自地球内部和岩浆。另外，化学分析显示，石油求碳12富集，碳13较贫。这两种碳同位素比例与依赖光合作用的生物相似。

1980年底，一些美国科学家潜入加利福尼亚湾瓜伊马斯海盆，考察那里的海底热泉，无意中目睹了在高达600~C的热泉作用下，堆积在这里承受着海水和地层巨大压力的有机沉积物，就像处在石油厂的裂变设备中一样，正在分解裂变成石油。

瓜伊马斯海盆的这一发现为石油有机成因说提供了现实证据，同时也修正了有机成因说的一些推论，它说明石油的形成不一定要经历上百万年的时间，也不一定要埋藏到几千米深的地下才能形成。

尽管有机成因说日臻完善，但随着石油地质工作研究的深入，一些不利于有机成因说的证据渐渐显现出来。人们注意到，在世界上已发现的3万多个油田中，有8个特大油田占了全部储量的一半左右。如果说石油是由剥植物演变而成的，那么就不会出现这种情况；因为生物在地球上的分布虽然不均衡，有的地方多，有的地方少，但绝不会造成如此巨大的差别。

人们还注意到，洧些油田在垂直方向上分布很深，而且越往深处成油条件越好，油气的产量高、压力大，似乎在它的深部有源源不断的油气供给。

颇有意味的是，当初在勘探中国南海地区的油气藏时，一些西方的石油公司从有机成因观点出发，在分析了当地地层中一系列有机指标后，断言这里不可能生成供大规模开采的石油矿藏。而实际情况却完全相反，南海地区打出了一个又一个高产油气井。

因此，在过了一个世纪之后，石油成因的无机说在学术界应运而生，这一学术观点最早是由元素周期律的发现者门捷列夫于1876年提出来的。他在实验室看到水与金属碳化物（碳化铁、碳化铝）能在高温高压下起化学反应，生成类似石油的碳氢化合物。受此启发，他提出一种假设，地球上有丰富的铁和碳，在地球形成初期可以化合成大量的碳化铁，以后又与过热的地下水作用，遂生成碳氢化合物；这些碳氢化合物沿地壳裂缝上升到适当部位储存冷凝，即形成石油矿藏。

“碳化说”在19世纪末和20世纪初曾流行一时，然而，地球内部是否存在碳化铁，却是一个未知数；再者，即使存在碳化铁，地球内部的高温却又使水无法到达，这样就不会产生水和碳化铁的化学反应。更何况石油的化学成分非常复杂，水和碳化铁的简单反应不能形成如此多样的成分。由于存在着如此多的疑点，所以门捷列夫的假说流行了—个时期后就被人们抛弃了。

继“碳化说”之后，1889年俄国的索柯洛夫提出了石油成因的“宇宙说”。他认为，地球在诞生伊始尚处于熔融的火球状态时，吸收了原始大气中的碳氢化合物，随着原始地球不断冷却，被吸收的碳氢化合物逐渐冷凝埋藏在地壳中，之后便形成了石油。

进入20世纪60年代以后，天文学家利用光谱分析，在宇宙中发现了大量的有机物质，有力地支持了宇宙说。碳氢化合物不仅见于一些行星的大气里和彗星的彗核中，有的甚至可以构成巨大的分子云。在陨石中，人们还找到了更复杂的有机物，它们显然与生物作用无关。这些事实表明，许多有机物完全可以通过非生物途径获得。

在以上发现的支持下，现代主张石油无机成因说的研究者认为，在地球形成早期，后来生成石油的有机物便以甲烷及其他碳氢化合物形式参与了地球的组成，后来在地球内部热力和压力的促使下，它们从深部释放出来，在某种有利的环境下进一步合成变成了石油。至于石油中含有的有机质，无机成因说的主张者们认为，那是原生石油在运移过程中受到了有机物的污染，从而造成了石油成分的复杂化。同时，他们也不否认一部分石油可能来自生物，但大量的石油则来自地球的内部。

但是，还是有反对者指出，索柯洛夫的观点有一个先天不足，他们认为地球形成时的大气与现在差不多，不可能存在大量碳氢化合物，即使有的话，遇到高温熔融状的地球也早就分解了。

美国康奈尔大学的天文学家高尔德，站在无机说的角度批驳有机说时说，世界上油矿的规模比其他任何沉积矿体都大得多，已查明的油气储量也比原先根据生物生成说估计的高出数百倍之多；最难以解释的是许多油气田中含有大量的氦，但生物对氦的浓集不起任何作用；再有，生物作用无法说明世界油田分布高度集中现象（指中东）。

围绕着石油成因，有机说与无机说的争论已持续矛一个世纪之久，各自都有自己的理论依据和证据，谁也说服不了谁，在学术判关于石油的形成问题，至今难以定论。