新的一項科學(xué)發(fā)現(xiàn),,或許為緩解時代深處的憂慮提供了新的可能,。7月27日,在提前出版的《自然·地球科學(xué)》(Nature Geoscience)雜志上,,美國卡內(nèi)基研究院(Carnegie Institution)地球物理實驗室(Geophysical Laboratory)的科學(xué)家宣布,,已經(jīng)在與地球上地幔同樣的環(huán)境中,,合成了乙烷以及其他更重的碳氫化合物(烴)。
這就意味著,,石油也很可能通過類似的無機化學(xué)過程,,在地球內(nèi)部源源不斷地形成。如果這一理論成立的話,,人類的“石油恐慌”或許就沒有那么急迫了,。
古生物的“遺產(chǎn)”
在大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家看來,石油像煤一樣,,是古代有機物演變而來的,。
按照這一傳統(tǒng)理論,石油是由史前的海洋動物和藻類尸體經(jīng)過漫長演化并最終形成的,。通常陸地植物,,更容易形成煤炭而非石油。
這些史前時代的浮游生物或者藻類,,大量被掩埋在海底或者湖底的缺氧環(huán)境中,。在此后漫長的地質(zhì)年代中,這些有機體與底泥混合之后,,被成巖作用包裹在高溫,、高壓的狀態(tài)中。這些古生物遺體首先形成臘狀的油母(kerogen,,又稱為油母巖礦),,直到今天在全世界各地的油頁巖中仍然可以找到這種物質(zhì)。
之后,,油母被進一步加熱,,生成液態(tài)或者氣態(tài)的烴類。由于這些碳氫化合物(烴)比附近的巖石中的水輕,,它們就會向上滲透到附近的巖層中,,直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身又多空的巖層中,,才會停止遷徙,,并聚集到一起的石油形成油田。
根據(jù)這種理論,,石油的生成并不是一件很容易的事情,。因為它對溫度有著苛刻的要求,溫度太低的話,,這些原料無法從油母中滲透出來,;溫度太高,烴類又會通過熱裂解,直接生成天然氣,。
雖然各地因為地質(zhì)情況不同,,可能略有差異,但比較典型的成油深度,,一般認為是地下4公里到6公里處,。當然,石油形成后,,又可能遷徙到更深或者更淺的地層中去,。
迄今為止,有機成油理論在指導(dǎo)油田的勘探方面發(fā)揮了重要作用,。中國科學(xué)院院士,、石油大學(xué)資源與信息學(xué)院教授王鐵冠告訴《財經(jīng)》記者,目前世界上99%以上的油田,,都是在這一理論的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)的,。
雖然有機成油理論已成為人類勘探新油田的利器,本身也日臻完善,,但隨著石油地質(zhì)工作研究的深入,,一些不利于有機成因說的證據(jù)漸漸顯現(xiàn)出來。
人們注意到,,在世界上已發(fā)現(xiàn)的三萬多個油田中,,八個特大油田就占了全部儲量的一半左右。如果說石油是由史前古生物遺體演變而成的,,那么就不會出現(xiàn)這種情況:因為生物在地球上的分布雖然并不均衡,,有的地方多,有的地方少,,但絕不會造成如此巨大差別,。
就像你很難想象,全世界一半的人口,,都集中居住在紐約,、墨西哥城或者上海等八個特大城市中一樣。
而且,,有些油田在垂直方向上分布很深,,而且越往深處成油條件越好。在一些專家看來,,似乎在它的深部,,有源源不斷的油氣供給,。
無機生成興起
因此,,從上個世紀50年代開始,挑戰(zhàn)主流的無機成油說(Abiogenic origin)應(yīng)運而生。
天文學(xué)家托馬斯·戈爾德(Thomas Gold)以及俄羅斯石油地質(zhì)學(xué)家尼古萊·庫德里亞夫切夫(Nikolai Kudryavtsev),,算是最早的開創(chuàng)者,。
這個理論認為,在地殼內(nèi)已經(jīng)有許多碳,,其中一些碳很自然地以碳氫化合物的形式存在,;由于碳氫化合物比巖石空隙中的水輕,因此會沿巖石縫隙向上滲透,,并最終形成油氣,。
嚴格意義上來說,石油的無機生成理論,,甚至可以追溯到元素周期律的發(fā)現(xiàn)者門捷列夫,。
早在1876年,門捷列夫就在實驗室注意到,,水與金屬碳化物(碳化鐵,、碳化鋁)能在高溫高壓下起化學(xué)反應(yīng),生成類似石油的碳氫化合物,。