石油都是由什么構(gòu)成

【專家解說】：　　在日常生活中，我們常用“化石燃料”來稱呼石油、煤炭、天然氣等經(jīng)過千百萬年才形成的，埋藏在地層中的能源。在煤層中，人們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)了樹木的性狀和由樹木的脂類物質(zhì)形成的琥珀等直接證據(jù)，表明煤炭確是由死去的植物變成的；對(duì)于天然氣，石油地質(zhì)工作者們也已證明，它們可以由石油、甲烷細(xì)菌的生物化學(xué)作用、煤炭的分解作用而形成，還可以從地下深處的巖漿中釋放出來富含甲烷的“無機(jī)成因天然氣”。石油是由古代生物(包括動(dòng)物與植物，尤以浮游生物為主)生成的，既有機(jī)成因，這一點(diǎn)也被大多數(shù)學(xué)者認(rèn)同。然而，隨著全球范圍內(nèi)石油勘探難度的增加和人們對(duì)油田的認(rèn)識(shí)加深，越來越多的現(xiàn)象用“石油有機(jī)成因”的理論無法解釋，長(zhǎng)期失寵的無機(jī)成油理論又重新受到世界石油地質(zhì)家的普遍重視。 　　與傳統(tǒng)石油有機(jī)成因理論相悖的現(xiàn)象 　　近年來，傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論和長(zhǎng)期從事油氣勘探的專家學(xué)者們遇到的許多問題，難以用傳統(tǒng)的石油“有機(jī)成因理論”圓滿地解釋： 　　一、一些地區(qū)為什么找到了大約15億年前形成的石油？而按照傳統(tǒng)的石油地質(zhì)與生物學(xué)理論，當(dāng)時(shí)的生物量似乎并不足以形成石油。為什么在不含生物的地層中也能找到石油？比如加拿大阿爾伯塔省的阿塔巴斯河區(qū)和美國(guó)堪薩斯的克拉富特———普魯斯油田，都是在沒有富含生物的沉積巖層。 　　二、為什么許多大型油氣田都分布在地殼的大型線狀斷裂帶上？ 　　它們的分布顯然受地球板塊的邊界控制，比如美國(guó)在洛杉磯的逆掩斷裂帶上就發(fā)現(xiàn)了19個(gè)油田。為什么一些油氣田都與大山脈相鄰——那里大多是板塊或者地塊的結(jié)合帶。我國(guó)新疆克拉瑪依油田在著名的“克——烏大斷裂帶”附近就找到了十余個(gè)油氣田，而離開這條斷裂帶就很難發(fā)現(xiàn)油氣田。 　　三、為什么世界上的大型、超大型油氣田大多集中分布？比如中東地區(qū)，這僅僅用“那里的海相地層可以更多地富集有機(jī)質(zhì)”的觀點(diǎn)解釋恐怕難以令人信服。 　　四、為什么大型油氣田的分布區(qū)內(nèi)，往往地?zé)嶂刀驾^高？而且大油田的地層深部大多存在著一個(gè)地幔柱—那是油藏與地下深處相通的證據(jù)。 　　五、為什么世界上許多油田的汞含量都很高？其含量高于大氣中含量的幾十到幾百倍。為什么一些油氣區(qū)中的的氦含量也高得驚人(比如我國(guó)四川南部天然氣田中的氦的比例相當(dāng)高，經(jīng)過提純后可以生產(chǎn)工業(yè)性氦)？為什么在世界許多大型鉛鋅礦中都發(fā)現(xiàn)了大量碳質(zhì)瀝青？而鉛鋅礦富集的主要原因就是地殼深部的熱液上涌。 　　六、1973年遼寧省大地震后，遼河油田的石油勘探形勢(shì)突然好轉(zhuǎn)，1986年產(chǎn)量突破1000萬噸，一躍成為繼大慶、勝利油田之后我國(guó)第三大油田。而且，遼河盆地內(nèi)平均每平方公里年產(chǎn)原油近一萬噸；山東勝利油田的面積僅為3000平方公里，但采出的原油已達(dá)3000萬噸；玉門老君廟油田經(jīng)過60年的開采以后，已經(jīng)采出了幾倍于原來探明的地質(zhì)儲(chǔ)量，這些都是用常規(guī)的石油地質(zhì)理論難以解釋的。 　　七、傳統(tǒng)的石油地質(zhì)理論認(rèn)為，石油的生成至少需要數(shù)百萬年以上的時(shí)間，但是，最新的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)熱模擬試驗(yàn)表明，石油的生成并不需要太高的溫度和壓力，人們對(duì)美國(guó)黃石公園內(nèi)熱泉的有機(jī)質(zhì)研究也表明，生成石油的時(shí)間有幾千年足矣！更有甚者，墨西哥灣水域漂浮的藻類經(jīng)太陽暴曬數(shù)周后，竟有液態(tài)的油滴生成。 　　面對(duì)這些向傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論挑戰(zhàn)的現(xiàn)象，人們似乎有理由認(rèn)為：世界上有些油田的石油似乎正在源源不斷地得到補(bǔ)充；一些油氣可能來自地殼深處；石油的生成、運(yùn)移、聚集可能與地震有關(guān)，而地震恰恰是地殼運(yùn)動(dòng)的表征，它能把地下深處的油氣“送”上來嗎？ 　　由來已久的“石油無機(jī)生成理論” 　　油氣生成可能是20世紀(jì)地質(zhì)科學(xué)中爭(zhēng)論得最為激烈的問題之一，而且是一個(gè)古老而敏感的問題，從俄羅斯著名化學(xué)家門捷列夫算起，油氣無機(jī)成因的假說提出已有100多年了。 　　從20世紀(jì)初開始，一批又一批的俄羅斯科學(xué)家不斷地提出“石油無機(jī)生成”的理論和生成機(jī)制，其中影響較大的有庫(kù)德良采夫、克魯泡特金、薩爾基索夫、波爾菲里也夫和波實(shí)卡雷夫等；西方則有羅賓遜、古德、阿布拉加諾、薩特馬里等。 　　盡管持“石油無機(jī)生成”觀點(diǎn)的學(xué)者也不少，但他們提出的“原理”歸納起來就是：石油來源于地幔，是地幔沿著地殼裂隙上涌過程中的衍生物。任何物體都是在特定的內(nèi)力和外力作用下，處于力的動(dòng)態(tài)平衡而顯現(xiàn)的一種物質(zhì)形態(tài)。在超高壓和高溫的條件下，地幔的原子、原子核、直至基本粒子等層次上的物質(zhì)都是地殼中的任何物質(zhì)無與倫比的，而且都是與地殼中的元素呈現(xiàn)出的性狀不同的。所以地殼中不存在什么構(gòu)成原油的碳?xì)浠衔?。但是在地殼裂開以后，那里地幔的超高壓狀態(tài)被打破，原來的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被破壞，使之發(fā)生熱膨脹，不斷地釋放內(nèi)能而蛻變?yōu)閹r漿。沿著裂縫上涌的巖漿由于發(fā)生熱膨脹而不斷耗散內(nèi)能，在特定的壓強(qiáng)和溫度下，重新達(dá)到內(nèi)和外力平衡，進(jìn)而演化出100多種元素。石油就是地幔發(fā)生熱膨脹時(shí)，在特定的環(huán)境中形成的一種新物質(zhì)形態(tài)。 　　在石油的形成過程中，率先上涌的巖漿，由于在地殼裂縫中所受的壓強(qiáng)極小而大幅度地發(fā)生熱膨脹，形成大量的巖漿氣，按照一定的組分組成氣體分子，比如乙炔、水等。 　　巖漿中不斷地析出的氣體，不僅使裂隙中的壓強(qiáng)和溫度不斷升高，而且使裂隙中形成的烴類分子的密度連續(xù)增大，它們的內(nèi)聚力不斷加強(qiáng)，導(dǎo)致烴類分子趨向于形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。即乙炔→乙烯→甲烷→乙烷→丙烷→丁烷。當(dāng)裂隙中碳?xì)浠衔餁怏w濃度以及裂隙中的壓強(qiáng)進(jìn)一步升高時(shí)，就會(huì)使低碳類烴聚合為高碳烴烷，進(jìn)而發(fā)生相態(tài)變化，也就是說，氣體的烴類變成了液體的烴類——石油。(這種)石油在形成的初期，因?yàn)轭w粒極小，可以隨著熱而向上運(yùn)動(dòng)，它們到裂隙的上方大量聚合，就可以融合成更大的油珠。當(dāng)密度大的油珠進(jìn)一步融合，其重量將大于巖漿氣體熱膨脹時(shí)的所產(chǎn)生的推力，于是紛紛墜落或沿著裂隙壁面流向裂隙的底部并溢出巖漿。 　　由于裂隙中的壓強(qiáng)、溫度和碳?xì)浠衔锏臍怏w濃度達(dá)到相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)后，才會(huì)形成石油，所以，石油淹沒的巖漿析出的氣體剛剛脫離巖漿就會(huì)遇到很高的壓強(qiáng)，不僅在原子的層次上形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，而且迅速化合為碳?xì)浠衔?。于是，巖漿氣體的一部分在石油里上浮的過程中，就化合為石油，而且會(huì)不斷地增加，漸漸地就可能形成油藏