石油形成之謎

據史書記載，早在漢代，我國的勞動人民就發現有一種從岩石中流出來的油脂，用火一點就會燃燒，當時的人們稱其為“石漆”，這種物質就是我們今天所說的石油。石油作為一種自然資源，是當今世界上使用最普遍的能源和極為重要的化工原料。

然而，關於石油形成的問題，自從100—200年前，俄國兩位科學家分別提出了石油的有機成因和無機成因以來，地質學家就分成了兩大學派，為此爭論不休。

世界上第一個試圖探索石油成因的是俄國科學家羅蒙諾索夫。他在1763年提出了一個假設：“地下肥沃的物質，如油頁岩、碳、瀝青、石油和琥珀……都起源於植物。因為油頁岩不是什麽別的東西，而是古代從結果實的地方和從樹林裏被雨水衝刷下來的植物殘體形成的黑土，它像淤泥般地深埋在湖底……樹脂和石油以它們的重量輕和可燃性表明它們也是同樣的成因。”

後來又有人繼承和發展了羅蒙諾索夫的觀點，形成了石油有機說理論體係，這一假說可具體概括為：石油是由埋藏在地下的動植物遺體變來的。石油一般生成在古代的沉積盆地或淺海和湖泊中，在漫長的地質年代裏，這裏堆積了幾百米至幾千米厚的沉積物，其中埋有許多動植物的遺體；這些生物有機物質經過幾百萬年的地質變化及一係列的物理化學變化，逐漸轉變為無數細小的油珠；油珠再匯成油流，油流則集中遷移到地殼中具有封閉構造的地層中儲藏起來，最終形成規模較大的油田。石油有機成因說自提出以後，地質研究工作者找到了大量的證據，用啵說明石油的有機形成過程。

盡管世界上找不到成分完全相同的兩種石油，但絕大多數石油都含有木同數量的碳氫化合物，這類化合物很容易氧化，在200℃以上便會分解，因而宙們隻能來自生物，而不可能來自地球內部和岩漿。另外，化學分析顯示，石油求碳12富集，碳13較貧。這兩種碳同位素比例與依賴光合作用的生物相似。

1980年底，一些美國科學家潛入加利福尼亞灣瓜伊馬斯海盆，考察那裏的海底熱泉，無意中目睹了在高達600~C的熱泉作用下，堆積在這裏承受著海水和地層巨大壓力的有機沉積物，就像處在石油廠的裂變設備中一樣，正在分解裂變成石油。

瓜伊馬斯海盆的這一發現為石油有機成因說提供了現實證據，同時也修正了有機成因說的一些推論，它說明石油的形成不一定要經曆上百萬年的時間，也不一定要埋藏到幾千米深的地下才能形成。

盡管有機成因說日臻完善，但隨著石油地質工作研究的深入，一些不利於有機成因說的證據漸漸顯現出來。人們注意到，在世界上已發現的3萬多個油田中，有8個特大油田占了全部儲量的一半左右。如果說石油是由剝植物演變而成的，那麽就不會出現這種情況；因為生物在地球上的分布雖然不均衡，有的地方多，有的地方少，但絕不會造成如此巨大的差別。

人們還注意到，洧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，油氣的產量高、壓力大，似乎在它的深部有源源不斷的油氣供給。

頗有意味的是，當初在勘探中國南海地區的油氣藏時，一些西方的石油公司從有機成因觀點出發，在分析了當地地層中一係列有機指標後，斷言這裏不可能生成供大規模開采的石油礦藏。而實際情況卻完全相反，南海地區打出了一個又一個高產油氣井。

因此，在過了一個世紀之後，石油成因的無機說在學術界應運而生，這一學術觀點最早是由元素周期律的發現者門捷列夫於1876年提出來的。他在實驗室看到水與金屬碳化物(碳化鐵、碳化鋁)能在高溫高壓下起化學反應，生成類似石油的碳氫化合物。受此啟發，他提出一種假設，地球上有豐富的鐵和碳，在地球形成初期可以化合成大量的碳化鐵，以後又與過熱的地下水作用，遂生成碳氫化合物；這些碳氫化合物沿地殼裂縫上升到適當部位儲存冷凝，即形成石油礦藏。

“碳化說”在19世紀末和20世紀初曾流行一時，然而，地球內部是否存在碳化鐵，卻是一個未知數；再者，即使存在碳化鐵，地球內部的高溫卻又使水無法到達，這樣就不會產生水和碳化鐵的化學反應。更何況石油的化學成分非常複雜，水和碳化鐵的簡單反應不能形成如此多樣的成分。由於存在著如此多的疑點，所以門捷列夫的假說流行了—個時期後就被人們拋棄了。

繼“碳化說”之後，1889年俄國的索柯洛夫提出了石油成因的“宇宙說”。他認為，地球在誕生伊始尚處於熔融的火球狀態時，吸收了原始大氣中的碳氫化合物，隨著原始地球不斷冷卻，被吸收的碳氫化合物逐漸冷凝埋藏在地殼中，之後便形成了石油。

進入20世紀60年代以後，天文學家利用光譜分析，在宇宙中發現了大量的有機物質，有力地支持了宇宙說。碳氫化合物不僅見於一些行星的大氣裏和彗星的彗核中，有的甚至可以構成巨大的分子雲。在隕石中，人們還找到了更複雜的有機物，它們顯然與生物作用無關。這些事實表明，許多有機物完全可以通過非生物途徑獲得。

在以上發現的支持下，現代主張石油無機成因說的研究者認為，在地球形成早期，後來生成石油的有機物便以甲烷及其他碳氫化合物形式參與了地球的組成，後來在地球內部熱力和壓力的促使下，它們從深部釋放出來，在某種有利的環境下進一步合成變成了石油。至於石油中含有的有機質，無機成因說的主張者們認為，那是原生石油在運移過程中受到了有機物的汙染，從而造成了石油成分的複雜化。同時，他們也不否認一部分石油可能來自生物，但大量的石油則來自地球的內部。

但是，還是有反對者指出，索柯洛夫的觀點有一個先天不足，他們認為地球形成時的大氣與現在差不多，不可能存在大量碳氫化合物，即使有的話，遇到高溫熔融狀的地球也早就分解了。

美國康奈爾大學的天文學家高爾德，站在無機說的角度批駁有機說時說，世界上油礦的規模比其他任何沉積礦體都大得多，已查明的油氣儲量也比原先根據生物生成說估計的高出數百倍之多；最難以解釋的是許多油氣田中含有大量的氦，但生物對氦的濃集不起任何作用；再有，生物作用無法說明世界油田分布高度集中現象(指中東)。

圍繞著石油成因，有機說與無機說的爭論已持續矛一個世紀之久，各自都有自己的理論依據和證據，誰也說服不了誰，在學術判關於石油的形成問題，至今難以定論。