石油永不枯竭？有机成因、无机成因，到底谁是真相？

石油的成油机理有有机和无机两种学说，前者较广为接受，认为属于生物沉积变油，不可再生；后者任务，石油的形成与生物无关，可再生。这是两种截然不同的观点，这不免让我们发问，难道科技极度发达的今天，对如此重要的能源竟然还无法探求其根源?

1有机成油理论

石油成因的一种假说，这种假说认为，石油是在质时期中生物死亡后，有机物分解而形成的。石油有机成因假说的主要依据是：①石油馏分具旋光性（见石油）。生物有机质普遍具有这种旋光性， 而无机质则普遍不具有这种旋光性。②现代沉积物及代沉积物中都含有构成石油的各种烃类化合物（由碳氢两种元素构成的有机化合物，也称碳氢化合物）。

2无机成油理论

无机成油的理论天文学家托马斯·戈尔德在俄罗斯石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫（Nikolai Kudryavtsev）的理论基础上发展的。这个理论认为在地壳内已经有许多碳，有些碳自然地以碳氢化合物的形式存在。碳氢化合物比岩石空隙中的水轻，因此沿岩石缝隙向上渗透。石油中的生物标志物是由居住在岩石中的、喜热的微生物导致的。与石油本身无关。在地质学家中这个理论只有少数人支持。一般它被用来解释一些油田中无法解释的石油流入，不过这种现象很少发生。

不管是有机成因假说还是无机成因假说，在近几十年都得到了极大地丰富，那真相到底是什么？

3首先，我们来看一下石油的成分，看看能否发现什么？

物质成份

石油的成分主要有：油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）、碳质。

元素组成

石油主要是碳氢化合物。它由不同的碳氢化合物混合组成，组成石油的化学元素主要是碳（83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，各种烃类按其结构分为：烷烃、环烷烃、芳香烃。

4有机说找到现今95％油田

中国石油大学油气工程学院院长陈勉接受记者采访时介绍说，传统石油生成理论认为，石油是古生物的“遗产”按照传统教科书的说法，在大多数地质学家看来，石油是古代有机物演变而来的，即由史前的海洋动物和藻类尸体经过漫长演化并最终形成。这些史前时代的浮游生物或者藻类，大量被掩埋在海底或者湖底的缺氧环境中，在漫长的年代中，有机体被成岩作用包裹在高温、高压的状态中，首先形成蜡状的油母，而后被进一步加热生成液态或者气态的烃类。由于这些碳氢化合物比附近岩石中的水轻，它们就会向上渗透到附近的岩层中，聚集到一起形成油田。

根据这种理论，石油的生成并不是一件很容易的事情。因为它对温度有着苛刻的要求，温度太低，这些原料无法从油母中渗透出来；温度太高，烃类又会通过热裂解，直接生成天然气。

虽然各地因为地质情况不同，可能略有差异，但比较典型的成油深度，一般认为是地下4〜6千米处。当然，石油形成后，又可能迁徙到更深或者更浅的地层中去。

中国科学院院士、石油大学资源与信息学院教授王铁冠告诉记者，迄今为止，有机成油理论在指导油田的勘探方面发挥了重要作用，目前世界上95％以上的油田，都是在这一理论的指导下发现的。

5有机成因被热力学定律“一票否决”

（陈丹江访大庆油田勘探开发研究院崔永强博士）

中国化工报记者：长期以来，石油成因一直存在两种理论解释，即有机成因理论和无机成因理论。传统理论一直认为石油为有机成因，但随着研究的深入，石油有机成因理论越来越站不住脚，无法解释很多现象，对此您怎么看？

崔永强：石油有机成因理论认为石油来自生命，由死亡的生命体经过沉积埋藏并在沉积层内发生热演化生成石油烃类。大家耳熟能详的陆相生油理论、海相生油理论和近两年被热捧的非常规油气理论，都以有机成因为基础。因为地球上生命物质的总量有限，必然推导出石油峰值论和石油枯竭论。给国家和民众的印象就是石油将会枯竭，石油工业无法实现可持续发展。

幸运的是，这个让人们看不到前途和希望的石油理论已经被彻底证伪了。证据来自天文学、地质学、科学实验和勘探开发实践。例如，降落到土卫六上的探测器发现了甲烷的湖泊和海洋，土卫六表面温度零下180℃，那里没有生命，甲烷来自土卫六深部。这说明烃类的大规模存在并不以生命的大规模存在为前提。以往认为姥鲛烷和植烷是生命物质特有的生物标记物，并作为石油来自生命的证据。现在地幔岩捕掳体和陨石中同样发现了姥鲛烷和植烷，说明所谓的生物标记物并非生命物质所特有。诸如此类的有机成因立论依据已经被一一驳倒。

如果说个别例证的多解性还有机会让有机成因理论继续为自己辩护的话，那么，化学热力学则没有给有机成因理论留下任何辩解的余地，因为有机成因所描述的生油过程违反热力学第二定律。众所周知，热力学第二定律是自然科学定律，它要求自发的热力学过程必须是熵增的。比较生命分子和烃类分子，烃类分子由C、H两种元素构成，是C-H体系，称碳氢化合物；而生命分子普遍含有C、H、O三种元素，是C-H-O体系，称碳水化合物。化学热力学计算表明，所有生命分子的化学势均小于甲烷，且随其聚合度的增大而减小。相反，乙烷以上烃类分子的化学势均大于甲烷，且随其聚合度的增加而增加。从生命分子演化到烃类分子，是一个从低化学势演化到高化学势的过程，它违背热力学第二定律关于自发过程必须向熵增方向演化的规定。因此，有机成因理论被热力学第二定律一票否决。

中国化工报记者：既然石油有机成因被热力学第二定律“一票否决”，那么石油到底是如何形成的，无机成因理论的核心是什么？

崔永强：从19世纪的俄罗斯学者门捷列夫、索柯洛夫到20世纪的前苏联学者库德梁采夫、克鲁泡特金，他们都从宇宙观察中得到启发，认为烃类不仅在太阳上有，在地球中也有。我国学者杜乐天认为，烃类是液态外地核射出的氢元素与地幔中的碳元素发生气化作用的产物，烃是地幔烃碱流体必然组分。化学热力学计算和高压试验支持烃类的地幔起源。根据俄美两国科学家合作发表的成果，他们用地球上最普通、最不容易生成重烃的物质——大理石（CaCO3）、氧化亚铁（FeO）和蒸馏水（H2O）三种原料完成的高压实验表明，当压力达到5万个大气压、温度达到1500℃时，系统自发地产生具有天然石油分布特征的甲烷，乙烷，正丙烷，2-甲基丙烷，2，2-二甲基丙烷，正丁烷，2-甲基丁烷，正戊烷，2-甲基戊烷，正己烷，2-甲基己烷，正戊烷，2-甲基戊烷，正己烷，直到正癸烷，乙烯，正丙烯，正丁烯，正戊烯。

上述实验表明，从甲烷形成烷属烃只有在压力大于3万个大气压、温度大于700℃时才有可能。这个压力条件相当于地下深度100千米。因此，来自生命的有机分子，如葡萄糖分子C6H12O6所代表碳水化合物，要形成乙烷以上的碳氢化合物，在任何条件下都是不可能的。这个实验同时否定了费-托合成反应（包括在低压下生命物质加氢）生成天然石油的可能性。因为低压下完成的费-托合成高度受控，有用中间产物需要不断移除，而地层条件下并不存在这样的过程。

化学热力学和高压实验成果是石油无机成因从科学假说迈向科学理论的重要转折点。石油只有在地幔的温压条件下才能生成的结论，把石油无机成因研究聚焦到幔源油气。

中国化工报记者：既然石油不是来自于生物有机质，那么石油到底来自哪里，幔源油气理论如何解释石油成因？

崔永强：我们在松辽盆地周边的玄武岩喷发通道附近找到大量地幔岩捕掳体，它们是玄武岩岩浆爆炸喷发过程中携带到地表的地幔橄榄岩碎块。我们从中萃取出石油烃类，烃类分子碳数分布范围是C13～C34。

显然，形成幔源油气的基本元素H和C是地球内部固有的。H和C在太阳系元素丰度中位列第一和第四。H是太阳系中最重要的元素，占太阳质量的55%。它在地球内部也是最重要的气体成分，主要集中于外地核液态铁之中。地球外地核压力达到136万个大气压，温度高达4000℃。46亿年来，一直在不断地向外释放强大的氢流，氢气化碳形成烃类是地核排氢作用的必然结果。以烃类为主的地幔挥发分和以钾钠为主的碱金属两大类组分共同构成了地幔烃碱流体。

地幔烃碱流体在地幔中呈超临界态，赋存于岩石圈之下巨厚的上地幔软流层中。随着盆地的形成和演化，上地幔软流层在重力均衡作用下将不断向上隆起，其中蕴藏的烃碱流体将伴随着软流层上隆汇聚到软流层隆起顶部。上地幔软流层隆起上拱导致上覆岩石圈出现张性破裂。汇聚于隆起顶部的烃碱流体将沿着这些张性破裂进入中地壳，并通过上地壳断裂进入沉积盆地和沉积层。地幔烃碱流体进入上地壳时，因为温度和压力下降，其相态将由超临界流体爆炸相变为高含烃高含碱的热液。在地幔烃碱流体上升的过程中，其中碱质组分将不断与围岩发生碱交代作用，萃取围岩中的矿质并携带到地表分异形成各类金属非金属矿床；其中烃类组分将沿途进入圈闭形成油气藏，剩余部分将继续上升进入盆地水体和大气。地幔烃碱流体不仅通过上地壳断裂进入沉积盆地，还将通过上地壳断裂进入盆地周边的山体。因此，盆地周边山体上的金属非金属矿床伴生烃类，而盆地沉积层及油藏中则含有高品位的金属非金属矿产。

中国化工报记者：石油既然被证实为无机成因，来自于地球深部，这是否表明地球的油气不会枯竭？

崔永强：是的。全世界没有一个油气田已经枯竭，世界油气储量和产量始终在增长。以松辽盆地为例，其地表属于半干旱区，年降水量仅400～500毫米，而年蒸发量通常为1100～1600毫米。但松辽盆地地表的碱泡常年蓄水，并没有干涸，说明存在地下供给。结合碱泡的高含碱量，我们可以确定供给碱泡的高含碱地下水就是从地幔深处上升到地表的烃碱流体。因为松辽盆地周边既没有海水供给，沉积层本身也不发育碱源，碱的唯一来源只能是来自盆地深部。随着地幔烃碱流体源源不断地上升，其中烃类组分将源源不断地向储层和已发现油气藏供给。

关于幔源油气补充油气田的例子很多，如中国近海的PL19-3油田的天然气沿垂直断裂带在不断地逸散，而PL19-3油田却仍有巨大储量，表明自成藏以来一直有深部油气补给。美国墨西哥湾尤金岛330区块油田于1971年发现，到1997年底已采出原油1.59亿立方米，而当时计算的可采储量仅0.488亿立方米，表明原油一直有新的补给，油气组分也有变化；俄罗斯伏尔加-乌拉尔盆地的罗马什金油田于1948年发现，计算可采储量20亿吨，到2002年已累计产油30亿吨。科学家们还发现，加利福尼亚海湾中部的Guaymas盆地热液喷口石油14C年龄平均仅为4692年，证明石油的生成并非几百万年前已经结束，而是正在进行之中。

幔源油气生成过程是地球演化过程的组成部分。只要地球演化没有终止，石油生成就不会终止。从人类的角度看待幔源油气供给，完全可以用“取之不尽，用之不竭”加以形容。

6真相只有一个，有机成因荒唐至极？

1956年，美国地质学家哈伯特抛出一篇论文，并以此为基础形成了“石油峰值论”。论文的主旨是，石油是化石燃料，是5亿年前埋在地下的恐龙及藻类等生物经生化反应而成。但这个核心理论只是个假设，并没有任何的科学实证，却成了近代“生物变油”理论的主要依据。

1980年，美国德克萨斯州的石油地质学家迈克尔·霍尔布蒂对哈伯特的理论提出质疑，并认为石油开采量会不断增加。但石油巨头们对此充耳不闻，他们手握石油峰值论这柄“尚方宝剑”，甚至将“生物变油”写入地质教科书，异口同声地认定石油是“化石燃料”，是地下埋藏的恐龙及藻类等生物经生化反应而成，因此资源必然有限。并通过对媒体的控制，使这种观点成为世界主流共识。

其实早在1950年代初，苏联就发现了石油来源的全新理论。苏联科学家组成了跨学科队伍，在政府设立的秘密基地里仔细研究了西方有关石油和天然气来源的科学文献。研究结果让这些科学家大吃一惊，他们的结论是，美国人所称石油源自生物的理论纯粹一派胡言。而且石油储量也不像美国人说的那样非常有限，事实是世界上发现的油田越来越多。1956年，宣布了团队研究结论：“原油和天然气与地下埋藏的生物没有内在联系，它们是地球深处涌出的太初物质。”

冷战时期，苏联科学家将自己的理论和经验作为国家高级机密，直到2003年伊拉克战争后，五角大楼才开始意识到苏联掌握理论的战略意义。美国在沙特、科威特、伊朗等国大肆抢占石油资源的同时，苏联人却在埋头苦干，在号称石油荒原的西伯利亚勘探出11个大油田和1个超级油田，使苏联在1980年代一跃成为世界上最大的石油生产国。

苏联人用一个假设讽刺西方石油化石学说：以世界上最大的油田——沙特的加瓦尔油田为例，按照石油化石学说，要生成该油田已产出的石油，需要一个长、宽、高各30公里的立体空间，在里面填满恐龙肉，而且还要100%转化为石油。这简直是荒诞至极。

7大型油田不断被发现

10年前，人们还对石油资源枯竭十分担忧。而最近，全球又发现了不少新的大型油气田，人类迎来了一个不缺石油的时代吗？而从目前数据来看，的确如此。

2017年以来，不断发现大型油田：

美国阿拉斯加州北坡发现了储量为12亿桶的大型油田。

苏格兰海岸北部设得兰群岛附近发现储量高达10亿桶的大型油田，这可能是本世纪英国海域被发现的最大石油储备。

西班牙石油公司Repsol宣布在美国阿拉斯加州北部发现储量12亿桶的巨型油田，是美国阿拉斯加地区最近30年来发现的最大陆地油田。

墨西哥国有石油公司PEMEX在Veracruz州通过钻探公司自身Ixachi油井时发现这一特大型油田，这是最近15年来最重要的发现，包括已探明的、可能的和可能的储量在内，油田的整体储量大约3.5亿桶。

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8目前是一个不缺油的时代

先不说石油会不会枯竭，就目前的石油消耗来看，至少目前看来是一个不缺油的时代。

除了中东国家，美国页岩油，全球还诞生了一批新生的石油储量大军。例如加拿大的油砂、巴西深水油气、北极油气。

《BP世界能源统计年鉴（2016年版）》显示，加拿已探明石油储量达到1710亿桶、巴西已探明石油储量1300亿桶。美国地质调查局的数据显示，北极圈内的油气当量储量超过2400亿桶。

《BP世界能源统计年鉴（2016年版）》显示，石油储量方面，2015年，全球探明石油储量1.6976万亿桶。BP表示全球探明储量在过去十年增长了24%，即3200亿桶；足以满足50.7年的全球生产需要。

9小结

不管是有机成因还是无机成因，就现阶段而言都是假说，真相一天没有揭开，争论就永远不会停止，也许科学就是这样，只有在争论中不断前行，才能得到最终的答案。

部分来源：阿果石油论坛、行业观察者、石油Link、中国化工报、百度百科等，矿业界整理编辑

距离2017中国矿业全产业链大会开幕还有14天

2017中国矿业全产业链大会（第二届）

二号通知

各有关单位：

在中国产学研合作促进会的指导下，由中国工程院能源与矿业工程学部、国家能源投资集团、中国五矿集团等200余家从事矿业与材料产业的科研院所和企业以及30名院士和50余位行业专家联合发起成立了“中国矿产资源与材料应用创新联盟”（以下简称“联盟”）。联盟定于2017年11月29日至12月1日在北京国家会议中心举办“2017中国矿业全产业链大会（第二届）暨中国矿产资源与材料应用创新联盟成立大会”，现诚邀相关单位参加本次大会。具体内容如下：

一、大会主题

科技引领 国际合作 产业对接 绿色发展

二、主要会议议程

（一）中国矿产资源与材料应用创新联盟成立大会

（二）主题论坛

三、参会人员

涉及矿业全产业链的院士专家、部委领导、联盟单位负责人、企事业单位主要负责人等2000余人。

四、会议时间、地点

时 间：2017年11月29日至12月1日

2017年11月29日报到

地 点：国家会议中心

（北京市朝阳区天辰东路7号东门C3口）

五、会议主办、协办、支持单位

主办单位：中国矿产资源与材料应用创新联盟

协办单位：国家能源投资集团、中国五矿集团公司、中国铝业股份有限公司、紫金矿业集团股份有限公司、中国黄金集团公司、山东招金集团有限公司、洛阳栾川钼业集团股份有限公司、兖矿集团有限公司等。

承办单位：北京司南国际矿业咨询有限公司、北京桔灯地球物理勘探股份有限公司、青海树人律师事务所、西安天宙矿业科技开发有限责任公司、中国矿业增值服务联盟、北京阳光创译语言翻译有限公司（排名不分主次）。

全场总赞助：阿特拉斯科普柯(中国)矿山与建筑设备贸易有限公司。

六、报名事项

1、会议费：2500元/人。优惠期：2017年11月11日前收费2000元。

2、展位费：15000元/展位（标准展位3×3m2）。2017年11月11日前收费10000元。

报名网址：http://jmhui.com/event/zgky2017

4、大会唯一指定账户

户名：北京司南国际矿业咨询有限公司

开户行：招商银行北京大运村支行

账号：110916280810401

七、联系方式

联系人：潘志君 18701437516

王 颖 13581761865

电 话： 010-62122011

传 真： 010-62122011

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