石油成因的学说主要有：为什么总有人说石油是无机成因的

石油成因的学说主要有：为什么总有人说石油是无机成因的图4，海上石油钻井平台从1763年至今，大量无机成因油气论者提出了大胆的推论，可惜他们对油气本身地球化学缺乏深入研究或没有研究油气主体的地球化学，只去探索油气的从属的地球化学，使其立论难以获得支持。图2，石油生产流程图从18世纪中叶无机成因油气论产生至20世纪70年代，是以地质为主，特别是以大地构造臆测为基础的古典无机成因油气论阶段，其特征是从油气本身地球化学角度来定量研究油气无机成因不够，而多靠旁推侧击的地质推论来阐明油气无机成因，从而导致无机成因油气论处于兴短衰长的被动局面。图3，火山活动

关于石油的有机成因和无机成因的争论由来已久，有相当一部分人认为石油是无机成因的，无风不起浪，无机成因是有一定理论基础的，那么支持石油无机成因的根据是什么？本文将予以分析讨论。

图1，石油的抽油机

一、石油的无机成因

无机成因油气论系指油气的组成元素是非生物源的，其形成与生物作用无关而是无机化学作用的结果。无机成因油气田是指其中占绝对优势的组分或各组分均是无机成因的。

图2，石油生产流程图

从18世纪中叶无机成因油气论产生至20世纪70年代，是以地质为主，特别是以大地构造臆测为基础的古典无机成因油气论阶段，其特征是从油气本身地球化学角度来定量研究油气无机成因不够，而多靠旁推侧击的地质推论来阐明油气无机成因，从而导致无机成因油气论处于兴短衰长的被动局面。

图3，火山活动

从1763年至今，大量无机成因油气论者提出了大胆的推论，可惜他们对油气本身地球化学缺乏深入研究或没有研究油气主体的地球化学，只去探索油气的从属的地球化学，使其立论难以获得支持。

图4，海上石油钻井平台

二、石油的无机成因学说

当前，比较流行的无机生油理论主要有以下几个：

2.1地幔脱气理论

以Gold(1982)的“地球深层气无机成因”假说为代表，其依据太阳系、地球形成演化模型认为距今36亿~46亿年前的地球是由含CH4、CO2、H2等成份的星云演化形成的。

图5，美国加州页岩气

在3500Ma星云凝聚固化形成地球的地幔和地壳过程中，星云或原始大气中的CH4、CO2、He等气体被束缚在地壳和地幔中，并在随后的地球演化过程中，部分下地壳和上地幔区域温压条件和氧逸度条件仍适于CH4等气体的保存而未被氧化，成为深源无机成因天然气的来源。

图6，甲烷燃烧

也就是说，这些气体在地球形成时就已存在。伴随着地球深部的加热作用，大量还原状态的CH4便被释放出来。

图7，贝加尔湖的甲烷气泡

2.2费托合成反应

费托合成法是德国化学家弗·费希尔和汉·托罗普希于1923年创立的，是一种以氢和一氧化碳(或二氧化碳)为原料，在催化剂(铁)作用下合成烃类的方法。其化学反应机理为通过一氧化碳(或二氧化碳)的催化加氢作用和还原聚合作用形成有机化合物。

图8，土卫6的甲烷湖

费-托合成的烃类伴随着岩浆活动( 如火山喷发)沿花岗岩缺失的“通道”上升，并运移到储集层形成油气藏。

图9，岩浆活动产生的无机气（马龙，2008）

2.3 板块构造与费-托地质合成说

费-托地质合成反应能否在地质条件下实现，困难主要在于催化剂、氢气和二氧化碳的来源问题。

图10，热液喷口会产生无机气

事实上，早在 1963 年，前伦敦皇家学会主席、著名化学家 Robinson就注意到原油中正构烷烃的分布与费-托合成“临氢重整”油中的相同。据此，他认为地球上原始石油可能是在 20 亿年前通过费-托合成反应而生成，只是以后反复经受了“临氢重整”作用，同时加入了数量日益增加的生物物质。

图11，美国黄石公园

2.4热液环境的油气成因模式

热液条件下形成的烃类，它可能是非生物成因的，也可能是无机与有机相互作用(幔—壳相互作用)而生成的烃类，我们把这种烃类称作“热液烃”，本文主要探讨无机物通过合成反应形成的热液烃的成因模式。

图12，大洋中脊

富碱、富氢的地幔流体上升过程中使得超基性岩发生蛇纹石化 释放大量的 Mg2 、Fe2 以及铁族金属元素 V、Ni 等 在中地壳的适当的温度、压力下 在 V、Ni 等铁族元素的参与下 便发生了 CO( 或 CO2) 的加氢还原反应 即所谓的费- 托合成烃的反应。

图13，火山活动

三、无机成因油的证据

3.1太阳系中存在大量的烃类分子

（1）陨石中含烃类物质

史继扬（1979）对吉林陨石有机质进行了初步分析、鉴定，发现了其中含nC17-nC13的正烷烃、多烷基取代芳烃、色素和α-丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、β-丙氨酸、亮氨酸、脯氨酸、苏氨酸等，并发现了植烷、姥鲛烷、卟啉等生物标记化合物。

图14，陨石

（2）行星中存在烃类物质

安藤直行（1976）通过对阿波罗11号、12号带回的月岩样品进行检测，发现其中含氨基酸、脱氧核糖核酸之类的有机物；宇宙探测发现，许多行星（如木星、土星、天王星和海王星等）的大气圈中有大量甲烷和其他烃类气体。

图15，土卫六甲烷湖

如土星的大卫星Titan的大气圈中含有甲烷和乙烷，海王星的卫星Tritan表面有烃和水冰的混合物，冥王星表面反射表现为焦油特征（张景廉，2001）。

图16，冰塔土卫6艺术品

3.2地球深部存在烃类物质

地幔中除了含有大量CH4等气体组分外，也含高分子烃类物质。例如，SG-3井钻至太古界科拉群的片麻岩和角闪岩，发现了沥青包裹体和高浓度H2、CH4、He、N2及卤水。

图17，片麻岩

Sugisaki等(1994)对世界上50多个地方的227个地幔岩石样品（蛇绿岩带的构造橄榄岩及碱性玄武岩中的橄榄岩捕虏体）中的流体包裹体进行检测，发现了重烃（n链烷）和类异戊二烯（如姥鲛烷和植烷等）。

图18，地幔

3.3地球化学及同位素地球化学方面的证据

（1）原油中含生物界不存在Si-C键的有机化合物；（2）原油中含有地壳稀少而地球深部丰富和地壳中和生物体中含量极少的元素；（3）不具奇碳优势。

图19，墨西哥火山口湖

（4）沥青的形成年代与成盆时间一致，但早于干酪根的年龄；沥青与干酪根的形成环境不一致；（5）具有反应聚合反应产物的较重的δ13C和富幔源的He3。

图20，沥青

综上所述：开展油气无机成因理论的研究，不但可以大大开拓我国油气勘探领域，而且能扭转或从根本上改变中国油气资源的严重短缺的局面， 而且还可创立一个全新的中国的油气成因理论。