找回密码
 注册
搜索
查看: 50|回复: 0

[百家杂谈] 高赞丨石油到底是从哪来的?为什么还没被开采完?

[复制链接]
发表于 2025-10-13 05:44 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


高赞丨石油到底是从哪来的?为什么还没被开采完?

Screenshot 2025-10-13 at 5.42.36 PM.png


汽车轰鸣、机器运转,石油作为「工业血液」,支撑着现代社会的运转。但你可曾想过,这珍贵的液体从何而来?是远古动物尸体的华丽变身,还是另有奥秘?今天,让我们一起跟随工程地质专业的知乎答主@呢喃花,揭开石油形成的神秘面纱,探寻它跨越亿万年的生命传奇。


「太长不看版」:

石油多存在于沉积岩孔隙,源于远古有机淤泥层,主要由微生物形成,非暴露在空气中的动植物尸体。石油形成需漫长时间,全球储量大是微生物长期固碳积累的结果,其储量受古气候影响呈起伏变化。



石油真的是远古动物尸体来的吗?










答主:呢喃花

2.5W+ 赞同



我是学工程地质的,经常给长庆油田做地质项目,曾经对委托单上常见的「超低渗油田一词好奇,就专门搜索学习了一下,跨度不算大,我尝试作答一下吧。


石油其实是存在石头里的!


大致像这样:


IMG_9273.JPG

网图,侵删


IMG_9274.JPG

网图


这些岩石都是沉积岩!比如细砂岩,通俗来说就是那种一层一层被重力压实的致密砂子。


虽然岩石看起来致密,但依然有个很低的液体渗透通过率,同时别忘记了地下深处的条件:高温、高压。根据流体渗透的工程学原理,高温时石油的粘滞下降,而且巨大压力差使石油在岩石中渗透力变强,因此如果含油的岩层里有裂隙空间,那么石油就会被岩石的围压挤出,充填裂隙形成油层。也正是因为岩石的低渗透性,其内部像水和天然气等穿梭得快的小分子物质先跑了,石油作为大分子物质被岩石阻滞,等于间接地被层析分离出来,才有天然气田和石油田的差异。


IMG_9275.JPG

网图


既然大多数石油是富含在广袤无垠的岩石层中,而且普遍渗透性较低。于是人们把容易开采的高渗透的油田抽完后,就打一圈注水井,把高热的蒸汽或者水用强压注入地下,增加岩石的压力和温度,把石头里的油给「憋」出来,这就叫「低渗开采法,随着技术的发展,人类现在能开采「超低渗」、「特低渗」的油田。这时评价石油的储量就不是简单地算一个地下裂隙空腔里有多少油,而是把技术能力包进去,原先产油率较低的岩层逐渐也被纳入储量,与此同时,人类现在能开发海底油田,而且海洋油田才是现在产油的大头,这就是石油开采还没枯竭的一个原因。


那为什么全球石油储量这么大呢?


刚才说了,石油存在于沉积岩的孔隙中,而且是静水缺氧的沉积环境,那么其最初的形式很可能是远古的有机淤泥层。


石油的有机成因说是证据充分的,简单概括就是「石的化学成分有强烈的生命化学物特征,比如碳同位素[1]、碳链旋光性、微量元素[2]、生命独有的萜类和甾烷类化合物[3]等等」,具体大家可以百度。然后,主要来源应该是微生物,[4],或许也有来源于水下未完分解的植物和小动物的尸体[5]。但绝不会是暴露在空气中的动植物尸体,因为在有氧环境中细菌分解尸体会使碳从新进入大气圈,与石油固碳的本质相悖。


一般不从事地质工作的人看到地球上「大」的自然现象会感受到刺激,会在想象中放得更大,以为神造之物,但是像我们学过这些知识的,因为头脑里有对比物,「大」就不显得大了,感受就会更平淡一些,我讲几个同类微生物沉积的地质现象,与石油对比一下。


「白垩纪」


说到远古微生物沉积,那就不得不谈「白垩纪」了。白垩其实是一种土它里面全是钙藻制造的钙质壳,含量可达 99%,以英国东部的多佛尔海峡的地层时代全是白垩,因而得名「白垩纪」,那里整整一片台塬、海滩以及连通到法国的海床深层都是这种地层,是著名的「白崖」风景。


注意哦,整个地区全是古代微生物的壳哦。其实还有一种「硅藻土你们肯定听说过,诺贝尔用来制炸药的原料,这东西和白垩土一样也是古代藻类尸体沉积的生物矿藏,硅藻土里的硅藻壳含量也可以达到 90% 以上,全国硅藻土的储量远景估计有 20 亿吨,每年全球产量可达 300 万吨,这个数值其实相比石油来说微不足道了,但是当你意识到这东西成分只是高纯度的生物遗骸时,你肯定也会震撼的。


其实铁矿也可以有一半算微生物的功劳,7 亿年前,微生物造氧间接导致远古海水里悬浮的铁元素被氧化成铁锈沉积起来,完成初步的富集,现在全球铁矿的储量也是多得惊人,在当时大海海底可能是红色的吧。


IMG_9276.JPG

多佛尔海峡,著名的「白崖」风景

图片来自网络


IMG_9277.JPG

「白崖」,白垩纪得名的源头

全都是「白垩土」


IMG_9278.JPG

白垩土的微观照片,「颗球藻」的外壳,微生物化石都是古气候的标识物,那颗灭绝恐龙的陨石所造成的酸雨和无光照气候导致这种单细胞生物迅速凋零,海底有机物也随之减少,白垩纪时代也随着它的命名物从此终止。


巨厚的微生物沉积体现了地质历史上的一个现象


在一个时期(以百万年计)会突然进化出没有天敌或者特别适应环境的种类,疯狂增值后巨量的尸体堆积导致它改写地貌,形成生物矿(现在的人造塑料也可以算这种模式)。比如在寒武纪以前没有吃微生物的动物(寒武纪底质革命),地球海底堆积了超级巨厚的藻类菌毯,其厚度以至于最初的动物不需要怎么移动,只需要进化得像煎饼一样摊在海底啃啃啃,足足吃了一亿年。


对于大型生物,从等效思维来说,它们体内固积的碳最终会走两条路线存入地下为生物矿,一是死后被分解成二氧化碳、甲烷之类进入大气,然后经由植物形成煤矿,二是死后被微生物吸收,经由有机泥沙存储形成石油和天然气,所以生物圈固碳作用主要还是靠微生物。


煤和石油的故事,是把碳收集起来堆积到地下的故事,其实也是大气二氧化碳和甲烷的反面故事,你不用担心地球煤和石油的生产中断(以百万年记),如果地壳里的碳变少了,都被排放到大气里,那么气候会变暖,植物就会疯长,伴随雨量增加,地球到处都是沼泽,海岸面扩大,突然形成了绝好的固碳条件,「出来混的总是要还的」,地球的碳跑不掉,不在天上,就在地下。


这就是为什么在地质历史中,石油和煤在沉积岩含量比率是间隔起伏,呈现为一段时间富集,接着一段时间贫瘠的现象,并不是稳定连续增长,而且人们发现在那些成油成煤的集中期,同时代的沉积岩在全球范围都是富含有机质的,这种古气候控制石油的现象也是有机成因说的一个证据。


那如果反过来大气里的碳减少呢?


24 亿年前遍布地球的蓝藻固碳过头,榨干了大气里的二氧化碳和甲烷,失去温室气体的地球变成了持续长达 3 亿年的「雪球」。可见在 5.4 亿年以前,动物未显现时,微生物的可怕体量足以称为「地球工厂」,可以与造山运动、气候风化、水循环侵蚀等等「地质营力」想当。(今天海洋藻类微生物依然制造了全球 90% 的氧气,假如把陆地植物全砍伐光了,对地球含氧量也影响不大)


IMG_9279.JPG
IMG_9280.JPG

澳洲德纳姆的贝壳海滩,因海水盐度好,本地物种在仅仅几千年就创造出110公里长,深厚10米的纯贝壳海滩,其数量估计有几十亿颗。图片来自网络。


自然石油的形成时间最少要 200 万年,但这个长度在地质历史里只是一个小小段落,人类的进化历史就是 250 万年,一般人意识不到,当你站在沉积岩风景区的山脚下,同一个位置看向山顶,这垂直的短短 300 米距离就是 200-300 万年的时空。考虑几亿年的微生物固碳积累,既然连只有仅仅 200 万年的钙藻壳都可以以99%的纯度从英国堆积到法国,既然寒武纪菌毯都可以供动物吃一亿年,同类比较一下,石油的储量这么大也是可以理解的,其实它也不算大。



参考

[1]碳同位素不仅仅可证明石油来自生命有机物,还可以推测其母质是什么沉积环境,根据一些资料,阿曼石油母质来源于深海有机沉积;沙特、安哥拉和伊朗石油母质来自浅海有机淤泥,巴西石油母质则是来自陆地高等植物,委内瑞拉石油母质则是藻类等低等水生生物。

[2]石油灰分中的微量元素比一般岩石高出许多倍,其数值与生物体内的微量元素相似。

[3]石油中广泛含有的卟啉只在低温下才稳定,表明石油最初的生成条件只能是低温的。而且叶绿素能生成卟啉。

[4]大庆油田的发现,普查工作就是先在岩层中寻找含有一种叫做「介形虫」的带壳微生物化石,这种微生物的种类形态能指示古代沉积时水流速度,因此可以找出古代湖泊,这是陆相油田的一种来源。

[5]从现代沉积物中也检测出了石油所含的烃类,而且是所有种类,表明近代沉积物依然有些在生成石油。

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

手机版|小黑屋|www.hutong9.net

GMT-5, 2025-10-14 05:28 PM , Processed in 0.049511 second(s), 18 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表