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地球上的石油到底是怎樣形成的,石油到底怎么來(lái)的

我個(gè)人是認(rèn)同石油的生物起源的 , 因?yàn)槭褪且幌盗蟹肿恿枯^高的有機(jī)物 , 包括交聯(lián)的長(zhǎng)鏈烴和雜環(huán)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(lái)非常像是生物體構(gòu)成物質(zhì)降解的產(chǎn)物 。因?yàn)樘烊恍纬傻挠袡C(jī)物一般都比較簡(jiǎn)單 , 像甲烷、乙烷、單環(huán)的苯等等 , 且難以以如此豐度富集于一處 , 形成復(fù)雜粘稠的混合物——原油 。而原油就源自于同樣具有復(fù)雜高分子形態(tài)的干酪根(油母質(zhì)) 。

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上圖:干酪根的復(fù)雜交聯(lián)高聚分子形態(tài)
對(duì)干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(gè)比較有說(shuō)服力的石油生物起源的證據(jù)就是“干酪根”(又被稱為“油母質(zhì)”) , 干酪根是kerogen音譯詞 。地球上有大量的干酪根儲(chǔ)量 , 據(jù)估計(jì)全球有10^16噸 , 這是全球最大的有機(jī)物庫(kù) , 全部埋藏于地下 。是全球現(xiàn)生活著的生命體有機(jī)物總量的一萬(wàn)倍 。
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上圖:一塊地道的干酪根
據(jù)地質(zhì)學(xué)家研究 , 干酪根在生物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)降解的沉積成巖過(guò)程中形成 。有機(jī)物質(zhì)來(lái)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(guò)程中 , 來(lái)自例如原始有機(jī)物質(zhì)中的蛋白質(zhì)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(guò)程可以看作是光合作用的逆轉(zhuǎn)) 。然后這些分解得到的有機(jī)物單元可縮聚形成新的地質(zhì)性聚合物 。以這種方式形成聚合物是干酪根相關(guān)的大分子量和多種化學(xué)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(zhì))組分的形成和沉降同時(shí)發(fā)生產(chǎn)生類似油頁(yè)巖的沉積巖 。并且分為若干類型:
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I型:湖相藻類/腐殖質(zhì)型
這種干酪根富含脂類衍生物質(zhì) , 主要來(lái)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(huán)境中沉積形成;其成分包含藻酸鹽、無(wú)定形有機(jī)物、藍(lán)細(xì)菌、淡水藻類和少量的陸地植物樹(shù)脂當(dāng)中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)前體形成 , 具有很少的環(huán)狀或芳香結(jié)構(gòu) , 顯示出在加熱下容易產(chǎn)生液態(tài)烴(油)的傾向 。含有I型干酪根的頁(yè)巖在常規(guī)石油干餾方面是最有潛力的沉積巖類型 。
II型:海相浮游生物型
II型干酪根主要來(lái)源于海洋海洋浮游生物和藻類體內(nèi)的有機(jī)質(zhì) , 在還原性(缺氧)的沉積環(huán)境中形成 , 硫含量通常高于其他干酪根類型 。盡管II型干酪根的熱解產(chǎn)生的油比I型少 , 但產(chǎn)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(chǎn)生油氣混合物 。
III型:腐殖質(zhì)型
III型干酪根來(lái)源于陸生植物體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì) , 包括纖維素、木質(zhì)素(一種由將纖維素串結(jié)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型干酪根的有機(jī)物沉積巖 。III型干酪根產(chǎn)油量是最低的 , 在加熱下主要產(chǎn)生氣體(最近的研究表明 , III型干酪根在極端條件下實(shí)際上可以生產(chǎn)油) 。
IV型:惰性/殘基型
IV型干酪根主要包括多環(huán)芳烴形式的惰性有機(jī)物 , 沒(méi)有生產(chǎn)碳?xì)浠衔锏臐摿?。
當(dāng)干酪根沉積在巖層中時(shí) , 由于地殼中的巖石應(yīng)力和地?zé)崽荻?nbsp;, 隨后的沉積和漸進(jìn)的埋藏或覆蓋層提供了逐步升高的壓力和溫度 , 導(dǎo)致干酪根組成的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化 , 包括氫 , 氧 , 氮 , 硫及其相關(guān)化學(xué)基團(tuán)的丟失 , 以及隨后的異構(gòu)化和芳構(gòu)化 , 使得干酪根達(dá)到熱成熟狀態(tài) 。芳構(gòu)化使得干酪根混合物中的分子堆積 , 并反過(guò)來(lái)驅(qū)動(dòng)干酪根的物理特性的變化 , 例如分子密度、鏡質(zhì)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 。

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