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石油工业概论Introduction of Petroleum industry 五、生油（气）岩 —— 地 球 科 学 学 院 —— 第二节 油气的现代成因理论 油气成因概述 生成油气的原始物质 生成油气的地质条件及理化条件 油气生成的主要阶段 一、油气成因研究现状 成因复杂： 1.油气为流体：在地下可运移；→发现地≠生成地。 2.成份复杂：运移受外界影响大→难以判断来源。 3.成因涉及多学科综合分析（需要广泛的知识）。 4.缺乏对石油及其原始母质过渡形式的明确认识。 焦点与学派： （一 ）油气的无机成因学说 无机物在高温、高压条件下，转化为油气。 主要依据： ①在实验室中，无机物可以合成烃类—— ②火山喷出气体中有甲烷、乙烷等烃类成分。 ③慧星等天体上发现有烃类气体； ④石油的分布常常与深大断裂有关（断开地壳作为通道） 重点 1.碳化说 1876年，俄国化学家门捷列夫提出： “地下深处有重金属碳化物（碳化铁等）与水作用可产生烃类。” 2.宇宙说 1889年，俄国学者索可洛夫提出： “碳氢化合物是宇宙间固有的。” ——证据：慧星等天体上发现了碳氢化合物。 3.岩浆说 1949年，原苏联学者库德梁采夫提出： “基性岩浆中存在C、H、O等元素，随其冷却时可化合为碳氢化合物。” 基岩岩浆中C、H→CH→CH2→CH3→CH4→烃类物质 证据：岩浆岩、变质岩中相继发现油 气藏，基性岩浆中发现天然气。 有机成因学说：沉积有机质在特定的地质、还原环境中，在细菌、催化剂、温度、时间、放射性等各种作用下，经历生物化学、热催化、热裂解、高温变质阶段陆续转化为石油和天然气。 主要依据： （二）油气有机成因学说 ①世界99%以上的石油产自沉积岩，少数岩浆岩、变质岩中的石油也可能是来自相邻近的富含有机质的沉积岩。 ②含油盆地中，含油层位与富含有机质的层位有依存关系。 ③石油中存在生物体特有的化合物，并具有旋光性等。 ④生物物质加热催化，可形成少量烃类。 ⑤碳的稳定同位素组成与生物物质的碳稳定同位素组成接近。 视频 有机成因 重点 植物生油理论 动物生油理论 1. 海相生油理论 陆相生油理论 2. 认识的局限性、片面性 生成油气的原始物质是沉积有机质 早期成油说：沉积有机质在成岩过程中逐步转化为油气。 晚期成油说：沉积有机质埋藏到较大深度，到成岩晚期 达到成熟，经热降解生成大量油气。 3. 二、石油生成的物质基础 （一）沉积有机质 概念： 在外力地质作用下，在还原环境中伴随其它矿物一起沉积、保存下来的生物残留物质。 来源： 低等水生动、植物为主—细菌、藻类最佳。 介形虫 0.5～1毫米 重点 分布特点： 沉积有机质主要呈分散状态分布在细粒沉积物（岩）中，总数量约为3.8×1015吨，但分布很不均衡。 ①不同岩性中分布不均匀。 -泥质岩多：2.1%±； -砂岩0.05%； -碳酸盐岩0.29%。 ②不同地质时代不均衡。 总趋势—— 地层越老，保存的沉积有机质越少。 数量的影响因素： -生物物质的产量 -原始有机质的保存条件 -沉积物堆积速度 -沉积物的粒度 沉积物中富含有机质的环境条件是： ① 生物产率高，有机质来源充足； ② 低能静水还原环境，有机质分解少，保存条件好； ③ 沉积物堆积速度较大，粒度细。 （二）干酪根（Kerogen） 1、干酪根的定义和形成 定义： 生油母质，沉积岩中不溶于非氧化型酸、 碱和非极性有机溶剂的分散沉积有机质。 形成过程： 生物体 (藻类、细菌、浮游生物和高等植物) 死亡 生物有机组分 (类脂化合物、蛋白质、糖类和木质素) 被其它 生物吞食 保存到 沉积物（岩）中 氧化分解 沉积有机质 生物化学分解作用 可溶有机质 不溶有机质 (干酪根) 重点 2.干酪根的成分及结构 成分： 黑色或褐色粉末，是一种高分子聚合物，无固定的化学成分—— C（79%）H（9%）O（3%）S（5%）N（2%）微量元素。 3.干酪根类型—化学分类 据碳、氢、氧元素的组成，干酪根分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型 3种类型。 潜力低，主要生成天然气 潜力中等，主要生成石油和天然气 潜力大，主要生成石油和油页岩等 生油 高等植物 水生低等生物 藻类、水生低等微体生物 来源 0.1-0.25 0.08-0.2 0.06-0.16 O/C 0.7-1.1 1.1-1.35 1.1-1.6 H/C Ⅲ型-腐殖型 Ⅱ型-混合型 Ⅰ型-腐泥型 类型 三、油气生成的外在条件 （一）生成油气的地质环境： 1.大地构造条件－长期、持续稳定下降的沉积盆地 沉积盆地——在一定特定时期，沉积物的堆积速率明显大于其周围区域，并具有较