
石油从何而来?答案仍在更新。随着研究不断深入,各学派陆续提出新观点与新认知。2020 年,沙特阿拉伯科学家穆斯塔法·马哈茂德·马瓦德(Mustafa Mahmoud Mawad)在Journal of Power and Energy Engineering发表题为Origin of Petroleum: A New Theory of Its Formation(《石油的起源:一种新的形成理论》)的论文(https://doi.org/10.4236/jpee.2020.88005),明确指出石油并非简单地由有机物质直接转化而来。
马瓦德认为,海洋生物难以孕育规模如此庞大的油田,因为它们要么被天敌捕食,要么在数日之内腐烂殆尽。此外,这些海洋生物体内含有蛋白质、鳞片、骨骼和矿物质等诸多成分,这些成分无法转化为石油,反而可能成为杂质,而石油本身却是相对纯净的碳氢化合物。
石油形成的经典理论主要包括生物成因理论、非生物成因理论和复合成因理论。生物成因理论认为,石油主要源于古代海洋生物的残骸;这些有机物在缺氧环境中沉积后,经高温高压作用转化为干酪根和石油。非生物成因理论则认为,石油源自地球内部的无机物质,可能来自深层地幔中的碳氢化合物。复合成因理论则融合前两者,主张石油形成系多种机制共同作用的结果。此外,脱水与热解理论强调有机物在特定温度和压力条件下的转化过程。尽管生物成因理论被最广泛接受,但随着科学研究持续推进,人们对石油形成机制的理解仍在不断深化。
马瓦德提出,石油源于甲烷气体在原位聚合形成的轻质碳氢化合物;甲烷作为石油形成过程的核心组分,其合理性基于以下几点:首先,甲烷在自然界中储量丰富,自地球形成以来始终存在;其次,甲烷可通过聚合反应转化为原油的各类组分;由于甲烷本身为纯净碳氢化合物,因此能生成纯净的石油成分;此外,甲烷较干酪根更易迁移,可在甲烷储层中聚集,其行为类似水分向下渗透。
有机物质在海洋中与沉积物同步沉积,因而它们分散于沉积物中,仅底层有机物受热力与压力作用。为防止有机质腐烂,沉积与埋藏过程必须极为迅速。马瓦德在文中提及加拿大不列颠哥伦比亚落基山脉的伯吉斯页岩(Burgess Shale Formation)。该区域因黑色页岩中保存完好的贝类软组织而闻名;这一现象可能源于石灰岩悬崖顶部岩块快速滑塌,瞬间覆盖池塘与页岩,从而阻止生物遗体分解。相比之下,有机成因理论认为,碳酸盐岩中的有机物质在高温高压下转化为干酪根,随后干酪根沿石灰岩孔隙与裂隙迁移,直至抵达地表或被困于油藏。然而,石灰岩并非优良的多孔岩石,也缺乏足够渗透性,无法让黏稠干酪根与固态碳氢化合物自由迁移至油气储层。