03.03 石油是怎麼形成的?地球上為什麼那麼多石油?

咯個阿達


石油資源是目前人類工業發展不可替代的能源,有著舉足輕重的作用,主要是由各種烷烴、環烷烴、芳香烴等組成的混合物。現在關於石油的形成有兩種觀點:一是生物化油,二是石化油。

生物殘骸沉積變油

這種方式目前是被大多數人接受的,認為現在的石油是主要是由遠古時期海洋或湖泊中生物殘骸沉積最終變成石油。遠古生物死後殘骸的有機質會不斷的囤積積壓,與淤泥一起形成混合物,在不斷的囤積中變成了沉積層,上層不斷的被各種物質擠壓。在漫長的時間裡碳氫氧等重新組合,最終生成也要的石油和天然氣。由於它們的密度原因被不斷的向上推擠,最終就形成了富含石油的的斷層。

石化油

該種理論最早由俄羅斯石油地質學家尼古萊·庫德里亞夫切夫提出,後期天文學家托馬斯·戈爾德延伸了該理論。這種理論的主要思想就是認為地殼的一些碳元素有的以碳氫化合物的形式存在,最終自然形成跟生物殘骸無關,如果石油真的是這樣形成的,那意味著石油是可再生的能源。


目前最被大家接受的還是生物殘骸形成石油的理論,因為石油目前為止只在地球上發現存在,並且在地球上的分佈位置也並不是均勻的,這跟生物聚集程度就有了關係,同時石油中也發現了大量的生物有機質。因此這種石油形成理論也最被認可。

至少目前來說這種理論是最被接受的,如果隨著發展有了更多的發現,甚至是在根本不可能有生物的天體上發現石油的存在,這就足以可以推翻第一種理論了。



科學黑洞


好吧,石油到底是怎麼形成的,目前還有很多的爭議,但主要的觀點有兩種,第一種是生物沉積形成,有一些科學研究認為,石油的自然形成至少需要二百萬年左右。

那麼今天人類看到的石油,很多都是古生代和中生代時期,大量的植物和動物死亡之後的結果。

這些植物和動物死去之後,身體中的有機物和地殼中的沉澱物進行混合,時間久了就形成了一些特殊的沉積層。

然後沉積層又在漫長的地殼運動當中,形成了沉積岩以及沉積盆地,於是石油就在這個過程中逐漸誕生,並且深埋在地球的地殼深處,等待著人類發現。

第二種觀點是非生物形成,一些研究認為地球的地殼當中有很多的碳,其中有一些碳是以碳氫化合物的形式存在的。

這些碳氫化合物會沿著地層進行滲透,最後在合適的地方進行聚集,當碳氫化合物的量達到一定程度的時候,石油自然而然就形成了。

但這種觀點有一個問題,就是石油當中是含有水分的,而水一般很難出現在地殼深處,因為地殼深處的溫度非常高,所以科學家還是傾向於第一種,但第一種觀點也絕非無懈可擊。

因為地球上的石油儲存量太大了,就算把地球上所有生物都轉化成石油,也無法達到這個量,所以石油到底是怎麼形成的,目前還沒有一個絕對的定論......


種植恆星


當然是水變的啊!!(皮一下)

答案:石油來自天外!不是地球自產的,我堅信這點!

研究發現,一些大於太陽質量的恆星由於衰老的太快,在不斷向外噴射各種物質,各種元素被向外噴射,然後又相互化合,其中一些就形成了有機物分子並向外不斷擴散,降溫凝結,形成有機物液滴或者固體顆粒,繼續向宇宙空間擴散,彌散整個宇宙空間。這種現象的發現源於科學家用紅外望遠鏡觀察宇宙恆星時,很多恆星會發射出屬於有機物分子的紅外光!



而地球上的石油呢?它們源於地球形成之初,宇宙中各種塵埃中聚集了大量的石油,這些塵埃和大塊岩石相互聚集碰撞,組成了地球,分散的有機物根據相似相溶原理本能的富集在一起形成如今的油田。這就是地球上大量石油的來源!

目前主流的觀點認為石油的來源是生物屍體在高溫高壓下轉變成液體碳氫化合物,這些化合物富集形成油田,但是這個觀點無法解釋為什麼會有如此多的石油?石油碳總量遠大於地球上有史以來生物的碳總和。



所以說,石油來自外太空是有根據有道理的,其實宇宙中是不缺乏有機物的,一些隕石中帶有有機物分子這就是最好的證明,而且我認為,地球上最初的氨基酸等有機物分子,也有極大的可能來自於宇宙空間,可以說,恆星向外噴射有機物,是在播撒生命的種子,所以說,外星人或者外星生物的存在也是有極大可能的!


這裡是龍大大!關注我,給你一個有趣的科普!


動圖看宇宙


主要有2種學說:

1;有機古生生物沉積說;億萬年前,隨著地質災難的發生,伴隨著地殼的變動,古生物深埋地下,伴隨著高溫高壓的條件存在,經歷億萬年的漫長的轉化,有的演變成石油,有的演變成煤炭,這在許多煤礦中發現的琥珀裡包含著古生物原形,可以得到驗證。


2;另一種說法是,地核熔融高壓外溢,遇到外層碳沉積層,也是經過億萬年的自然合成,伴隨著地表的降溫,形成石油,但不能形成煤炭。

地球的深層,是一個高溫高壓環境,在那個環境裡含有碳,氫,氧,元素,這些分佈並不均勻元素在適宜的壓力和溫度時就發生化學反應,不同的環境生成不同的結構物質,就比如,生成石油,天然氣等並且這些反應是可逆的,也是互相交融的,當一部分這些物質形成堆積後,就會伴隨地殼的運動,改變存在位置,從而改變了存在環境,就比如來到地表淺層,通過降溫降壓,使一些反應停止而固定下來,按著那篇論文的推理,石油和天然氣還有煤,應該在地表深處(也就是理論上脫離高溫高壓環境,而又沒有漂移到人類可探測的深度)還有大量的不可探明的儲量,事實上據說寫那篇論文的人,在實驗室裡模擬地球內部環境利用石油元素人工合成了石油,按他的說法,地球油氣資源分佈不均衡,主要與地殼板塊運動有關,經過億萬年的地殼運動,就形成了今天的樣子,也就是說這些資源會再生,但再生的量和位置都是隨機的,也是緩慢的,開採大於再生,就等同於亂砍亂伐森林是一樣的道理,問題在於有無數的新探明儲量不斷出現,而且特別是頁岩氣頁岩油的新開發,更證明了他的理論的成立,那篇論文最後的結論是地球氧的消耗不可大於再生,至於比例速率是多少,留給環境學家去研究。


驛動星期六


石油的形成,也可以說是石油的來源一直沒有定論,但是卻有兩大學說流派:有機成因說和無機成因說。

無機成因說理論又可以細分為幾個假說:1)碳化物說:由俄國著名化學家門捷列夫提出,認為金屬碳化物與水在地球內部高溫高壓環境下發生反應生成金屬氧化物和碳氫化合物(即石油和天然氣);

2)宇宙說:由俄國學著索科洛夫在1889年10月首次提出,認為地球在早期呈熔融狀態時碳氫化合物以氣態就存在於它的氣圈中,隨著地球冷凝,碳氫化合物冷凝被岩漿吸收,最後凝結在地殼中形成石油;

3)岩漿說:由前蘇聯學者庫得梁採夫於1949年10月提出,認為石油的生成同基性岩漿冷卻時碳氫化合物的合成有關,這個過程是在高壓條件下完成,因而可以促使不飽和碳氫化合物聚合形成飽和碳氫化合物;

4)高溫生成說:由前蘇聯學者切卡留客在實驗中發現並提出,實驗中用礦物混合物(方解石、石英、六水瀉鹽等)代替石墨反應器,在高壓6000至7000兆帕和1800K下,生成產物包括甲烷、乙烷、丙烷等物質(石油的成分)。因此,他認為在深約150千米的上地幔古登堡層內,溫壓滿足條件,且在鐵的氧化物的參與下,水與二氧化碳反應生成烴類(石油的主要成分);

5)蛇紋石化生油說:前蘇聯學者耶蘭斯基在1966和1971年根據石油在蛇紋岩及蛇紋岩化的橄欖岩中被發現的事實,提出蛇紋岩化作用可以產生烴類。

隨著勘探實踐進展及越來越多的油氣田被發現,無機成因說很難解釋油氣分佈上的一些事實:

1)世界上已經發現的油田絕大部分分部在沉積岩中;2)從前寒武紀到第四紀更新世的各時代中都發現了石油;3)世界上沒有化學成分完全相同的兩種石油,也沒有化學成分完全不同的兩種石油;4)從大量油條測試結果可知油層溫度很少超過100攝氏度;5)對有機質加熱生成了類似石油的物質等等。

為解決上述問題,有機成因說應運而生,最開始有機成因說分為動物說和植物說,但隨著理論發展,有實際意義的分類為早期成因說和晚期成因說。前者認為原始沉積有機質在成巖早期便逐步轉化為石油和天然氣,並在20世紀50年代風靡一時;後者則認為沉積物要在埋藏到足夠的深度以後,到成岩作用晚期或後生作用初期,在一定的溫壓下,才會生成石油和天然氣。




月來越白


石油地質學博士來說一下這個問題。

在石油工業發展早期,油氣的來源是一個很有爭議的問題。從19世紀末提出化學元素週期表的門捷列夫第一次提出水與金屬碳化物反應可以形成簡單有機物以後,無機成因就一直在油氣成因理論中佔有一席之地。由於門捷列夫本人是俄國人,所以無機成因在俄國是一門有著悠久歷史的學科。其他的包括宇宙來源說、岩漿冷卻說、高溫高壓狀態下無機物生油說、蛇紋石水巖反應生油說等無機生油領域的主要觀點,皆來自沙俄及後來的蘇俄。

一直到20世紀70年代,越來越多的油氣勘探實例逐漸否認、排斥、邊緣化了俄國學者們提出的無機成因觀點,轉而成為有機生油理論的有力證據。乾酪根熱解生烴學說就是在這一時期被提出並完善了。

乾酪根生烴學說,是一門有完整理論、實驗室證據、石油碳同位素證據、石油灰分證據、石油生物標誌化合物證據、成功的油氣勘探應用、現代埋藏有機物生烴現象等支撐的完備學科。有確鑿的證據鏈條、邏輯和理論體系,並且是能夠最有效指導油氣勘探的理論。

(乾酪根生油模型)

一個地質成礦學說的生命力,正是在於人們能不能利用你找到礦物。這也是無機生油假說的死結:用它找不到油。按照一些無機支持者的觀點,岩漿岩深部應該能找到油氣,但至今找不到;他們也會拿岩漿岩儲油的現象來說事,但事實卻恰恰不是他們說的那樣,而是周邊沉積地層裡形成的原油通過各種途徑運移到破碎的岩漿岩地層裡去了:我們有大量有機地球化學的方法進行油源對比和油氣運移通道的還原,都是有定論的東西。

另外,石油和天熱氣的成因要區別對待。石油目前認為不能通過無機途徑形成,但是天然氣可以。比如甲烷,是可以通過蛇紋石化途徑形成的,而且無機成因的甲烷及其他氣態輕烴也有證實。無機成因的甲烷和少量其他輕質氣態烴類,目前已經獲得油氣勘探的證實,發現了無機成因的商業氣藏。或者,土衛六上的大量甲烷也說明這種輕烴可以通過無機途徑形成。

但是石油很不一樣,石油含有大量複雜的大分子重烴、瀝青質和膠質,無機成因目前無法在實驗室裡產生這些物質,也無法解釋這些物質如何形成。


出乎很多人意料的是,石油地質業內對於無機學說一點也不排斥——不管白貓黑貓,找到油就是好貓。我們排斥的,只是拿著莫須有的證據和錯誤的邏輯亂說話的做法、用攪混水的手段引導社會輿論然後試圖影響政策的做法、用對實際地質案例的錯誤解讀來試圖否認有機成因學說的做法。

畢竟,連俄羅斯的石油勘探工作者們都在運用有機生油理論尋找油氣,這些人卻還連一點實錘都拿不出來,如此海相推翻或者動搖有機生油理論,實在可笑。

本回答可以與這個回答結合起來看:https://www.wukong.com/answer/6512217893684379907/


雲舞空城


這個問題,學習過石油地質專業的小油瓶來回答最合適不過了~~

石油的成因,在學術上有兩大流派,一個是有機成因說(大多數人認可的),另一個是無機成因說

大多數人認可的有機成因說

顧名思義就是石油是來自生物體中的有機質轉化而來的,生物體中的有機質要首先轉化成一種特殊的有機質,這種特殊的有機質叫做“乾酪根”,再由乾酪根轉化成石油,不過這個轉化需要非常苛刻的條件。

(1)不斷下沉的低窪地形條件

生產石油的有機質主要以水中浮游動植物或稱腐泥型的有機質為主,這些有機質首先做的是能夠保存下來,保存需要特定的地質條件,大家都知道水往低處流,泥沙和有機質在水的攜帶下,在低窪的地區沉積下來。

河水攜帶泥沙和有機質在低窪地區沉積

所以首先地質條件就是要有個低窪的地形,根據他的大小我們又稱他為盆地或者凹陷,並且這是一個漫長的過程,可能要幾千年,上萬年甚至上億年。

這個過程中如果隨著地殼運動上升,他就能保持低窪,一直接受沉積物,使得地層厚度變大(劃重點,後邊會介紹厚度大的作用),反之如果隨著地殼的運動上升,低窪幅度就變小,接受的沉積物就變少,如果升到水面之上,非但沉積物有機質得不到補充,反而被風化剝蝕掉了,因此不斷下沉的低窪地形條件才能保證有機質的保存,而這些不斷下沉的低窪地形條件就是現在石油人勘探石油的重要理念,要想找油,你得先找盆(這個盆就是指沉積盆地)。

(2)缺氧的環境

生成石油的必備條件必須是缺氧的“還原條件”,這就是要求接受沉積物後的窪地水體能保持封閉或半封閉,與氧隔絕,防止有機質的氧化和逸散。

(3)一定的埋藏深度和地下溫度

乾酪根變成石油的溫度範圍大概在100-130度,因為地下溫度從淺到深是逐漸升高的,早先的沉積物不斷被新的沉積物所覆蓋,埋藏也就越來越深,而地下的溫度是隨著深度的增加而增加的,所以有機物質要達到一定的埋藏深度時才能轉化成石油、

(4)埋藏時間

除了溫度的因素以外,還與埋藏的時間長短有關,不過溫度和時間可以互補,如果溫度低一些埋藏時間長一些也行或者是溫度高一些,但是埋藏時間短一些。

因此,石油的生產必須滿足這4個條件,必須要有不斷堆積的有機質,然後在缺氧的“還原環境“,在一定的地層溫度、深度和合適的埋藏時間下,就能生產石油了!

按照有機成因說,由於地球不斷地演化,在地球形成後的漫長的50億年時間裡,源源不斷的動物、植物、浮游生物、都會化作有機質,在滿足以上條件後轉化為石油!

門捷列夫提出的無機成因說

無機成因說是以前蘇聯的門捷列夫為代表,他認為,地球深處的金屬碳化物在高溫下與水其反應,生成乙炔,隨後凝聚成烴,石油來源於地殼深部和地幔內的含烴類物質,目前的勘探也證實,有些天然氣來源於地幔。無機成因論者指出,有機論無法解釋巨大的石油資源量,有些油田的石油資源量遠遠超過沉積物的生烴量。

但是無機成因說有個致命的弱點,脫離了地質條件討論石油的形成,將發現的簡單烴類與複雜的石油烴類等同起來,利用這套理論,根本無法找到石油並開採!

而且按照無機成因說,石油是來源於地殼深部和地幔內的含烴類物質,那麼隨著金屬碳化物的不斷反應,來自地殼深處的含烴類物質就會源源不斷形成石油,那麼人類再也不會缺石油了。。。


小油瓶侃歷史


石油是由海洋生物或者淡水域的生物形成的。

人類的存在歷史很短,而地球這個世界的存在已經很久很久了,海洋中(也包括淡水水域)的生物不斷繁衍生息,屍體沉入海底來不及氧化,被泥沙掩埋,一片海域億萬年所掩埋的生物數量相當可觀,水的搬運能力相當強悍,大家看看新疆出玉的古河道就明白了,隨著泥沙掩埋的厚度不斷增加那些死去的生物在高壓,高溫,密閉的環境裡就會逐漸產生變化,生物體內蛋白質等有機物就會逐漸演變成另外一種形式的存在,形成石油,天然氣。隨著地殼不斷運動,海洋可以成為陸地見到陽光,億萬年以後陸地又可能變成海洋,如此反覆的交替,一口油井可以出現多個油層,也證實了這一點。我在陝北石油鑽井的時候兩千米地下取出的岩心,裡面的植物化石,葉子,纖維看的非常清楚,足以證明,取出植物化石的地層,在幾百萬年之前,或者幾億年之前,曾經像我們腳下的土地一樣接受陽光的普照,有的地層岩心也取出過水生物化石,足以證明海洋和陸地是不斷交替的,只是時間非常漫長,交替一次可能需要億萬年的時間。


六葉紫丁香


我個人是認同石油的生物起源的,因為石油是一系列分子量較高的有機物,包括交聯的長鏈烴和雜環芳香烴等等,而且還含有少量的硫、磷等成分,這種組合看起來非常像是生物體構成物質降解的產物。因為天然形成的有機物一般都比較簡單,像甲烷、乙烷、單環的苯等等,且難以以如此丰度富集於一處,形成複雜粘稠的混合物——原油。而原油就源自於同樣具有複雜高分子形態的乾酪根(油母質)。

上圖:乾酪根的複雜交聯高聚分子形態


對乾酪根的深度研究確定了石油和天然氣乃至煤的共同起源

一個比較有說服力的石油生物起源的證據就是“乾酪根”(又被稱為“油母質”),乾酪根是kerogen音譯詞。地球上有大量的乾酪根儲量,據估計全球有10^16噸,這是全球最大的有機物庫,全部埋藏於地下。是全球現生活著的生命體有機物總量的一萬倍。

上圖:一塊地道的乾酪根


據地質學家研究,乾酪根在生物體內有機物質降解的沉積成巖過程中形成。有機物質來源可包括湖泊和海洋藻類以及浮游生物和陸地高等植物。 在成巖過程中,來自例如原始有機物質中的蛋白質和碳水化合物的大量生物聚合物部分或完全分解(這種分解過程可以看作是光合作用的逆轉)。然後這些分解得到的有機物單元可縮聚形成新的地質性聚合物。 以這種方式形成聚合物是乾酪根相關的大分子量和多種化學組成的原因。這些聚合通常與一種或多種其他礦物(如鈣和硅質)組分的形成和沉降同時發生產生類似油頁岩的沉積岩。並且分為若干類型:

I型:湖相藻類/腐殖質型

這種乾酪根富含脂類衍生物質,主要來自湖泊淡水藻類,在缺氧湖泊底部沉積形成,而很少在海洋環境中沉積形成;其成分包含藻酸鹽、無定形有機物、藍細菌、淡水藻類和少量的陸地植物樹脂當中的蛋白質和脂質前體形成,具有很少的環狀或芳香結構,顯示出在加熱下容易產生液態烴(油)的傾向。含有I型乾酪根的頁岩在常規石油乾餾方面是最有潛力的沉積岩類型。


II型:海相浮游生物型

II型乾酪根主要來源於海洋海洋浮游生物和藻類體內的有機質,在還原性(缺氧)的沉積環境中形成,硫含量通常高於其他乾酪根類型。儘管II型乾酪根的熱解產生的油比I型少,但產生的量仍然足以使帶有II型的沉積礦床成為石油烴源巖,在加熱下產生油氣混合物。


III型:腐殖質型

III型乾酪根來源於陸生植物體內的有機物質,包括纖維素、木質素(一種由將纖維素串結合在一起的苯基-丙烷單元形成的非碳水化合物聚合物)以及萜烯和酚類。煤炭就是是一種主要由III型乾酪根的有機物沉積岩。III型乾酪根產油量是最低的,在加熱下主要產生氣體(最近的研究表明,III型乾酪根在極端條件下實際上可以生產油)。


IV型:惰性/殘基型

IV型乾酪根主要包括多環芳烴形式的惰性有機物,沒有生產碳氫化合物的潛力。


當乾酪根沉積在岩層中時,由於地殼中的岩石應力和地熱梯度,隨後的沉積和漸進的埋藏或覆蓋層提供了逐步升高的壓力和溫度,導致乾酪根組成的進一步的轉化,包括氫,氧,氮,硫及其相關化學基團的丟失,以及隨後的異構化和芳構化,使得乾酪根達到熱成熟狀態。芳構化使得乾酪根混合物中的分子堆積,並反過來驅動乾酪根的物理特性的變化,例如分子密度、鏡質體反射率和孢子著色度(隨著深度/熱成熟度增加,黃色至橙色至棕色至黑色)的增加。


國內外對於乾酪根以及石油的生物起源研究已經相當成熟,以至於相關的術語都直接採用生物來源作為乾酪根的分類命名,諸如藻型(對應湖相型)、浮游生物型(對應海相型)、腐殖質型(對應陸相型),所以石油的生物質起源在業界沒有質疑。乾酪根的巨大儲量使得全球產生了不少的石油和天然氣儲量,但實際上這些油氣資源不過是乾酪根資源的一小部分。還有大量的乾酪根儲藏量並未達到形成油氣的程度。


我們也不應該低估微生物在數十億年來對地球面貌的改造,10^16噸的乾酪根並不算多,想想——地球的氧氣幾乎都來自於微生物的固碳作用,而大量的島礁都是建立在藻類和軟體動物的屍體之上。

上圖:藻類屍體堆積形成的層疊巖

上圖:層疊巖剖面,能夠觀察到微生物生長的過程,這是用時間堆積起來的奇蹟。



石油和天然氣的形成

當乾酪根在地殼中加熱到合適的溫度時(產油溫度範圍50-150°C,產氣溫度範圍150-200°C)不同類型的乾酪根或釋出原油或釋放天然氣。當這些乾酪根以高濃度存在於岩石中,例如富含有機物的泥岩頁岩時,它們就可能形成烴源巖(烴源巖包括油源巖、氣源巖和油氣源巖,習慣上通常叫作生油巖)。富含乾酪根但未加熱到所需溫度以產生碳氫化合物的頁岩則可能形成油頁岩沉積物(也就是現在美國大張旗鼓開採的頁岩油)。

上圖:石油和天然氣的產生過程,圖片很形象,大家意會吧。


小宇堂


石油作為人類目前工業發展用的最多的燃料,催生了很多化學工業產品,被稱為“工業的血液”。

從各種車型用的柴油、汽油到擺在家裡的有些塑料家椅傢俱,甚至是你身上穿戴的服裝服飾,都離不開石油的開採和利用。

你可能很難想象那種深黑色粘稠的液體,是如何最終變成能驅動你跑車運作,甚至作為帶在身上靚麗的首飾品,但事實上確實如此。

石油怎麼來的?為什麼地球上會有那麼多石油?

石油的來源,在現今科學界,一直有爭端和分歧。但主要有兩種學說佔據主流:①生物油學說②石化油學說。

這兩種學說都有各自的優點和缺點,在過去,前一種學說被廣為接受,這也是很多人聽說過的版本——認為石油是由遠古生活在海洋和湖泊的生物在死亡後身體殘骸被分解,與泥沙或碳酸質沉澱物等物質混合組成沉積岩,在巨大的壓力和溫度下,經過漫長的演化過程中最終變成的,這是不可再生的。


而後一種,則是很多人不曾聽說的:支持後者的科學家認為石油是岩石層裡本身的碳在合適的壓力和溫度下生成的,可再生。

我們聽說過最多的版本,有個致命缺陷——科學家發現,把地球上過去生活過的所有生物100%全部轉化為石油,成油量和地球上已經探明的儲油量相差過大。

而石化油也有缺陷——石化油理論認為是岩石中存在的碳氫化合物沿著岩石縫隙向上滲透積累形成的,是不可能形成在沉積岩裡的,這和現今地球上99%的沉積岩石油也是矛盾的;對於石油中存在的生物標誌物,石化油理論更是沒法解釋。

總之,石油的來源可能有多種,生物油和石化油,甚至是水油(富含大量有機物的水)都有可能。

而地球上的石油,實際上量並不是很大,科學家根據已經探明的石油量,加上探明不可開採的,和未探明可開採以及不可開採的,估計地球上石油的儲量,按照目前石油的消耗速度,也不過100年。


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