石油是怎么形成的?

石油的原料是生物的尸体,生物的细胞中含有脂肪和油脂,由碳、氢、氧三种元素组成。当生物残骸沉淀在海底或湖底并被淤泥覆盖后,氧气被分离出来,碳和氢形成碳氢化合物。

我们已经在地球上发现了3000多种碳氢化合物。石油由大约350种碳氢化合物组成,比石油轻的碳氢化合物成为天然气。煤矿的起源与石油非常相似,但煤是植物和固体的化石。

产生大量碳氢化合物的岩石被称为“石油烃源岩”。埋藏在地下的油源岩受地热和压力影响,与其他化学反应一起产生石油,石油在岩石间聚集形成油田。

地壳发生了变化,产生了石油。

最近,我们逐渐了解到地球内部的变化和石油的产生有着非常密切的关系。在描述这种关系之前,我们先了解一下地球上的情况。

地球半径约6400公里。覆盖地球表面的地壳下面是一个厚达2900公里的“慢地球”,下面是一个深约5100公里的“地核”,分为“外核”和“内核”。外核主要由液态金属铁组成,而内核主要是固态铁。地球表面覆盖着厚约100公里的坚硬“板块”,这些板块是由向上喷射的“洋脊”产生的,然后慢慢向“海沟”移动,再沉降到另一个板块下。20世纪80年代末,人们学会了捕捉地震波进入地球内部时的三维地图,因此发现了令人惊讶的地面缓慢活动。从地面上升后,巨大的上升流“超级羽流”带着高温以蘑菇的形式直接存在于夏威夷和非洲的下方。此外,低温下巨大的下降流“冷羽”以水滴的形式占据了亚洲大陆和南美洲大陆,冷羽似乎沉降到了地幔底部。

我们现在知道的是,地幔内部的部落热对流是以冷羽向超级羽移动的形式形成的。这种运动不仅影响板块运动,而且似乎对整个地球的地质和环境变化也有很大影响。

Supercyclone是产油的?

目前世界上产出的岩石60%是恐龙统治地球时期形成的油源岩,形成的“黑色页岩”遍布全球。黑色页岩主要由未氧化的藻类等浮游植物的残骸组成。由此可见,当时必须有缺氧的环境条件让浮游植物在不氧化的情况下繁殖,才会形成大量的黑色页岩。

最近看来,这个时代石油烃源岩的形成和超级气旋运动的激活,可以使从地下喷涌而出的地幔物质形成的洋脊体积增大,海面相应上升,使较低的陆地变成浅海,而浅海有可以作为石油原料的藻类等浮游植物容易繁殖的环境。

于是,浅海区域的藻类等浮游植物大量增加并大量死亡,周围的细菌消耗氧气分解其碎片,于是出现了缺氧环境。

全球变暖也会改变深层海水的流动。因为高纬度海水的温度和低纬度海水的温度不一样,所以温度低但含氧量丰富的高纬度深层海水会流向低纬度的海洋。但是全球变暖的现象已经减少。于是,含氧量较少的海域扩大,不能被氧化的浮游植物逐渐堆积,留下大量有机质形成油源岩。

生物的进化改变了石油的性质。

因为石油的原料是生物的遗骸,所以通过考察石油的性质,可以了解远古时期的生物进化过程和地球环境的历史。

生命的进化大概有以下过程。38亿年前生命诞生,逐渐进化。5.5亿年前的古生代寒武纪,爆发式进化开始,大约4.45亿年前,生命也登陆了陆地。

4.4亿年前至4亿年前期间,油源岩的主要成分是当时茂盛的浮游植物形成的耐烃烃。另一方面,这一时期沿海附近蕨类植物繁盛,因此也出现了以陆生植物为原料的油源岩。

2.9亿年前,广袤的土地上出现了由裸子植物组成的森林,到处形成了被沼泽包围的湖泊,湖泊中藻类开始大量繁殖。由此也产生了一种以藻类为原料的新的油源岩,这也是陆生植物繁盛导致新油源岩诞生的例子。

9000万年前,被子植物和针叶林开始逐渐向高纬度和高地扩展,于是出现了以陆生木材为原料的油源岩。另一方面,树木的树脂成为轻质原油的原料,形成新的油源岩。随着针叶林的增多,木材已经取代藻类,成为石油烃源岩的主要原料。

最近石油性质的分析技术有了很大的进步,我们可以逐渐获得石油原料性质的详细信息,以及热能引起的变化过程。从这些数据中,我们可以进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境条件。

在大约6543.8+0.7亿年前至200万年前的全球“阿尔卑斯造山期”也产生了巨大的油田。在此期间,6543.8+0亿年左右形成的油源岩全部被埋在地下。约三分之二的现有石油和天然气都是在这一时期形成的。