现代油气成因理论综述

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1、前言石油和天然气的成因问题是石油地质学的前缘学科之一，也是石油地质的热门话题。因为不仅涉及到油气成因理论的创新，而且关系到深部油气的勘查方向和最大程度扩大能源储备的问题。对于油气成因，除了“生物成因论”和“地幔成因论”之外，尚有“地幔热柱成因论”、“宇宙尘石油雨成因论”、“地下放电放光成因论”、“古陨石坑成因论”等等概括地说，就是“有机”和“无机”的成因争论。20世纪中期，我国大庆油田在陆相有机成因理论的指引下，发现了世界上最大的中、新生代陆相油田，突破了“中国贫油论”的束缚，取得了辉煌的成绩。近年来由于我国冀东南堡大型油田、四川盆地普光大型海相油田、松辽盆地徐家园子油田火山岩

2、气田的发现，无疑是对单一的“生物成因论(有机成因论)”提出了挑战。然而石油成因理论不仅关系到生命起源等重大科学问题，而且对于石油勘探工作有着实际的指导意义。有机生油论指导我们找到了目前绝大多数的油气资源，然而无机成因油气田的不断发现，以及无机生油论取得的一些令人瞩目的研究成果，使我们不得不重新审视生油理论，以求解放思想，拓宽视野，在新领域探寻石油资源。现在认为石油基本上是无机成因的，而天然气的成因却是二元的即有机成因和无机成因。油气成因理论应该是不断发展、不断进步、不断丰富的过程。上世界七十年建立的油气有机成因理论极大地推动了石油工业的发展，指导地质学家们发现了众多的油气田。但

3、是油气的无机成因理论也在发展丰富取得了一些列的成就。以及一些无机成因的油气田的发现更是极大地鼓舞了长期坚持油气可以无机形成的地质学家，进一步推动了有机无机成因理论的发展。同时也有一些理论认为尤其是两种机制同时作用的结果，即油气中的碳元素来自生物有机质即为有机成因，而油气中的氢元素部分却是来自无机自然界的。更有一些理论运用地球动力学的模式直接打破了油气传统的有机或者无机成因划分，将二者融为一体运用地球动力学模式进行分析和研究进而指导油气田的勘探。一．油气有机成因油气的有机成因理论包括早期生油说和晚期干酪根热降解。油气的有机成因理论大家已较为熟悉在这里我只做简要的介绍。油气的有机成

4、因理论中最重要的是上世纪七十年代法国科学家Tissot等创立的干酪根晚期热成烃理论,揭示了常规油气的形成、演化和分布规律，描述了油气生成、破坏的阶段性和基本过程在指导现在常规油气的勘探中发挥了无可替代的作用。干酪根晚期热降解生烃理论认为液态烃形成的温度范围为60-120℃(即Ro在0.6%-1.35%之间13),当地层温度超过120℃(Ro>1.35%)时有机质和液态烃将发生分解形成以甲烷为主的气态烃类。世界上绝大部分已发现的石油均存在于65.5-149℃的温度范围，高于此范围的石油则被天然气所取代。故将此温度界限称之为“液态窗”。该理论认为在约4500m以下深度的地温环境下石

5、油和天然气将不能形成有商业价值的油气藏。然而勘探实践和理论研究表明石油特别是天然气可稳定地存在于更大的深度。因此对深层石油和天然气的研究应着眼于突破传统的"经济死亡线"在现行勘探深度以下研究和寻找石油和天然气特别是天然气资源。这说明传统的油气有机成因理论即干酪根晚期热降解理论存在着一定的局限性，不能用于指导地壳更深层的油气资源的勘探。二.油气无机成因从1763年俄国学者洛蒙诺索夫注意到油气的成因与火山活动有关，提出了无机成因油气的启蒙思想以来，无机成因油气说几度兴衰。油气无机成因理论出现两个多世纪以来，形成了多种无机成因油气观点，概括起来有以下几种：宇宙说、碳化说、岩浆说、变质

6、说和核变说。目前影响较大的非无机生油气的几个学派。其中之一是Gold的地幔脱气理论;其中之二是费-托地质合成理论。1.地幔脱气说1.1Gold氏的理论Gold等依据太阳系、地球形成演化的模型,认为地球深部存在着大量的甲烷及其它非烃资源,这些甲烷在地球形成时就已存在,大量还原状态的碳是在地壳深部被加热而释放出来的。经过地质历史时期的种种变化,这些甲烷向上运移,并大量聚集在地壳深度15km左右的地带,形成无机成因的油气藏。Gold认为,大陆板块边缘褶皱带、大型地壳裂谷、地震活动带、活火山或死火山附近,以及已查明富集油气的线性带的外延部位均是油气概率极高的地区。如前所述,来自地幔的烃

7、,可以进入到大气圈中,也可运移到沉积储层,也可运移到火成岩、变质岩中,更可以进入水圈。北极地区大量气水合物的发现正是甲烷等烃类气体向上运移而形成的类冰态化合物。著名天体学家Ahrens(1994)在论述地球起源时明确指出:地球是吸积形成的,被吸积的物质是冷却的,因此,它们保留了相当一部分挥发份(水、甲烷、氨和稀有气体等)。1.2幔汁说幔汁说由杜乐天所倡导。杜乐天通过对地幔流体及软流层地球化学的多年系统的深入研究,在1987年提出幔汁说的基础上,于1993年提出了地球有513个气圈的新假设。该