石油地质学第二章讲稿.doc

-PAGE 32-_ 第二章 现代油气成因理论 本章内容提要：本章包括六节。第一节简要介绍了油气有机成因学说和无机学说的主要观点，及其近年来的研究进展；第二节介绍了生油气的原始物质的组成特征、分布规律，沉积物（岩）中有机质存在形式和保存条件，沉积物中地质聚合物—干酪根的概念、成分、结构类型及其演化特征；第三节介绍了影响油气生成的大地构造、岩相古地理背景和物理化学条件；第四节介绍了有机质向油气阶段及各个阶段的地质条件，有机质化演特征和主要产物特征。并简要介绍了近年来油气有机成因理论的重大的研究进展——低熟油和煤成油的概念和成因机理；第五节介绍了天然气的主要成因类型及其地球化学特征；第六节包括两部分，第一部分阐述了生油岩的地质特征和地球化学条件，并介绍了生油岩中有机质丰度、类型和成熟度指标及评价方法；第二部分介绍了油源的目的??义、基本原理和对比方法。 石油地质学的主要研究对象包括油气成因、油气藏形成和油气分布规律三大课题，三者之间有着密切的联系。其中油气成因是三大核心的基础，所以，正确解决油气成因问题有着重要的理论意义和实际意义。 第1节 油气成因理论发展概况 石油和天然气的成因问题，是石油地质学界的主要研究对象之一，也是自然科学领域中争论最激烈的一个重大研究课题。多年来，这一问题一直吸引着国内外地质学家、生物化学家和地球化学家。 由于石油、天然气的化学成分比较复杂，又是流体，现在找到油气藏的地方往往不是油气生成的地方，这就为研究油气成因问题带来了许多复杂性。因此，长期以来，关于油气成因问题，在原始物质、客观环境及转化条件等方面，都有过许多激烈的争论。  十八世纪七十年代以来，对油气成因问题的认识，基本上可归纳为无机生成和有机生成两大学派。 一、油气无机成因理论 无机生成学派认为石油及天然气是在地下深处高温、高压条件下由无机物变成的。在石油工业发展早期，人们从纯化学角度出发，认为石油是无机成因的。早期的油气无机成因理论归纳起来有以下几种： 1．碳化物说 由俄国著名化学家Д．И．门捷列夫于1876年提出。他认为在地球内部水与重金属碳化物在高温高压下相互作用，可以产生碳氢化合物： 3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m 碳氢化合物沿着裂隙上升到地壳比较冷却的部位，冷凝下来形成石油，并在孔隙性岩层中聚集而成油藏。 2．宇宙说 由俄国学者В．Д．索可洛夫于1889年10月3日在莫斯科自然科学研究者协会年会上首次提出的。当时天文学获得了巨大成就，光谱分析证明慧星头部气圈中含有碳氢化合物，在其他行星（如木星、土星、天王星、海王星）大气中也含有碳氢化合物，有的直接存在着甲烷气体。  宇宙说主张在地球呈熔融状态时，碳氢化合物就包含在它的气圈中；随着地球冷凝，碳氢化合物被冷凝岩浆吸收；最后，它们凝结于地壳中而成石油。  由于碳化物说和宇宙说所依据的由无机物制成简单碳氢化合物的实验，至今未找到任何实地证据说明在自然界也发生过这样的过程，相反却找到越来越多的有机生成证据。所以，二十世纪以来，上述古典的石油无机生成假说逐渐被人们忘记了，但是，至二十世纪五十年代，前苏联地质界又兴起了无机生成思潮。 3．岩浆说 1949年10月3日，在发表宇宙说六十周年纪念日的同一讲坛上，前苏联学者H.A.库得梁采夫提出了石油起源岩浆说，并且强调要发扬几乎被遗忘了的宇宙说。于是，又引起了石油成因两大学派的激烈论争。 他认为石油的生成是同基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关。这个过程是在高压条件下完成的，因而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。  他还指出：因为岩浆中形成石油的过程在不断进行着，古老的油气通过扩散作用早已逸散消失，所以，所有的油藏，包括寒武系中的油藏，都是年青的油藏。并且，依靠石油才在地球上产生了生物，石油中含有生物所需要的一切化学元素，因此，石油不是来自有机物质，恰好相反，有机物质却是来源于石油。 近年来影响较大的油气无机成因学说主要有地幔脱气理论和费—托地质合成理论。 4.地幔脱气说 Gold等（1993）根据太阳系、地球形成演化模式，认为地球深部存在着大量甲烷及其它非烃物质，它们在地球形成时就已经形成。当地球开始凝聚时，原始大气中的甲烷等气体便可通过断裂、火山活动等地壳运动释放，并大量聚集在地壳深部形成油气藏，但由地幔脱气作用释放出来的气体，大部分被逸散到大气中，仅有部分形成天然气藏。除了Gold等所提出的地幔脱气说外，幔汁说（杜乐天，1993）、幔源油气说也受到人们的重视。 5.费－托地质合成说 这一学说的主要代表有俄罗斯学者萨尔基索夫、沃里沃夫斯基的“超基性岩底辟说”和Ｓzatmari的板