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    • 向全社會(huì)宣傳幔源油氣理論,改變中國(guó)石油工業(yè)格局

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      發(fā)布時(shí)間:2021-08-17

      甲烷是唯一一種在標(biāo)準(zhǔn)溫壓條件下穩(wěn)定的碳?xì)浠衔铩募淄樾纬烧M閷贌N只有在壓力大于3萬(wàn)個(gè)大氣壓、溫度大于700℃時(shí)(相當(dāng)于地下深度約100km)才有可能。因此,從氧化的有機(jī)分子,如碳水化合物(C6H12O6)形成較重的碳?xì)浠衔镌谌魏螚l件下都是不可能的。

      現(xiàn)代烴類起源的高壓實(shí)驗(yàn)證明了門捷列夫的設(shè)想。所用的材料也是地球上最普通的大理石CaCO3、氧化亞鐵FeO和蒸餾水。與地幔條件相比,實(shí)驗(yàn)中采用碳化合物CaCO3是氧化的、低化學(xué)勢(shì)的,所有這些使得系統(tǒng)更不容易將碳演化成重烷烴。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)壓力低于1萬(wàn)個(gè)大氣壓時(shí),沒(méi)有重于CH4的烴類分子存在。當(dāng)壓力大于3萬(wàn)個(gè)大氣壓時(shí),烴類分子開(kāi)始演化。當(dāng)壓力達(dá)到5萬(wàn)個(gè)大氣壓同時(shí)溫度達(dá)到1500℃時(shí),系統(tǒng)自發(fā)地產(chǎn)生具有天然石油分布特征的甲烷,乙烷,正丙烷等,直到正癸烷,乙烯,正丙烯,正丁烯,正戊烯。

      化學(xué)熱力學(xué)和高壓實(shí)驗(yàn)研究是石油無(wú)機(jī)成因從假說(shuō)邁向科學(xué)理論的重要轉(zhuǎn)折。熱力學(xué)第二定律指出C-H體系分子向C-H-O分子進(jìn)化的不可逆性,從而徹底否定了石油來(lái)自生命的假設(shè)。同時(shí)也否定了費(fèi)-托合成反應(yīng)(包括在低壓下生命物質(zhì)加氫)生成天然石油的可能性。因?yàn)榈蛪合峦瓿傻馁M(fèi)-托合成高度受控,有用中間產(chǎn)物需要不斷移除,而在地層條件下,并不存在這樣的過(guò)程。

      幔源油氣的運(yùn)移和聚集

      克魯泡特金在1958年指出,“有機(jī)成因說(shuō)除了說(shuō)明應(yīng)該在沉積巖中尋找石油以外,就別無(wú)所有了”。“它不能給出適用于任何油區(qū)的找油原則”。由此可見(jiàn),有機(jī)成因說(shuō)把以往石油勘探成果歸功于自己,并以此證明有機(jī)成因的正確性,這種說(shuō)法并沒(méi)有遵循實(shí)事求是的原則。傳統(tǒng)石油地質(zhì)學(xué)的核心工作就是優(yōu)選圈閉。有機(jī)成因理論無(wú)法回答圈閉中是否有油。從而把科學(xué)勘探降級(jí)為簡(jiǎn)單的試錯(cuò)行為。世界石油勘探成功率為10%~30%,是通過(guò)試錯(cuò)獲得的。

      “世界上99%以上的油氣田都分布在沉積巖區(qū),這些沉積巖中都存在富含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒沉積物”,這一地質(zhì)事實(shí)曾經(jīng)是石油有機(jī)成因的三個(gè)立論依據(jù)之一。現(xiàn)已查明,沉積盆地對(duì)應(yīng)上地幔軟流層隆起,上地幔軟流層隆起越高,沉積盆地含油氣豐度越大。

      因?yàn)槌练e盆地的形成不是孤立的沉積現(xiàn)象,它是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。盆地中所發(fā)育巨厚的沉積體需要由下伏地層提供相應(yīng)的沉積空間。由于上地殼的剛硬性質(zhì),相應(yīng)沉積空間只能通過(guò)中地殼塑性層的側(cè)向流動(dòng)來(lái)提供。而中地殼和沉積層之間的密度差又必然導(dǎo)致重力失衡,這一重力虧空須由上地幔軟流層隆起加以彌補(bǔ)。所以,上地幔軟流層隆起與沉積盆地的形成是相輔相成的事件,是重力均衡作用的必然結(jié)果。上地幔軟流層隆起必然導(dǎo)致地幔烴堿流體向軟流層隆起頂部富集,同時(shí)上地幔軟流層隆起又會(huì)造成上地幔剛性巖石圈的張性破裂,軟流層中的地幔烴堿流體將會(huì)通過(guò)這些張性破裂進(jìn)入地殼和沉積層,其中烴類組分或被地層捕獲形成油氣藏,或上升到盆地地表,進(jìn)入盆地水體或者逸散到大氣中。

      門捷列夫于140年前正確指出:石油礦床的分布均與山脈的山脊走向相平行。現(xiàn)代盆地勘探中,人們也總結(jié)出“一條裂縫一個(gè)礦”的正確結(jié)論,并識(shí)別出“油源斷裂”和“氣源斷裂”。遺憾的是,由于以往缺乏構(gòu)造理論的支持,人們無(wú)法進(jìn)一步把斷裂控制油氣的現(xiàn)象作為油氣來(lái)源于深部的直接地質(zhì)證據(jù)。大陸層控構(gòu)造理論的創(chuàng)立解決了這個(gè)問(wèn)題,它證明與深部缺乏溝通的盆地缺乏油氣。例如,南秦嶺前陸盆地,由于南秦嶺上地殼底部剛硬的結(jié)晶基底向北秦嶺中地殼塑性層快速順層俯沖,造成盆地底部形成雙層剛性上地殼,阻礙了深部流體上升到沉積盆地,導(dǎo)致沉積盆地油氣缺乏。大陸層控構(gòu)造理論針對(duì)中國(guó)大陸東部、中部、西部的不同構(gòu)造特點(diǎn),提出控制幔源油氣的構(gòu)造地質(zhì)模式,即中國(guó)大陸東部斷陷盆地盆-山系控油模式,以松遼盆地、渤海灣盆地為例,油氣藏定位于壓剪性正斷層附近;中國(guó)大陸中部壓陷盆地仰沖型沖疊造山帶控油模式,以鄂爾多斯盆地為例,油氣藏定位于逆沖斷層附近;中國(guó)大陸西部壓陷盆地厚皮縱彎隆起帶控油模式,以準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、四川盆地為例,油氣定位于逆沖斷層附近。厚皮縱彎隆起的真空抽吸作用是壓陷盆地富集油氣的動(dòng)力源泉。隨著盆地構(gòu)造活動(dòng)的不斷發(fā)生,深部油氣資源將源源不斷地向沉積盆地和已開(kāi)發(fā)油氣藏供給。

      大陸層控構(gòu)造理論(李揚(yáng)鑒等,1996)比較完整地闡述了地幔構(gòu)造、地殼構(gòu)造與沉積層構(gòu)造的形成和演化關(guān)系。在把構(gòu)造地質(zhì)學(xué)由幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)層次提升到動(dòng)力學(xué)和流變學(xué)層次的同時(shí),對(duì)推動(dòng)石油地質(zhì)學(xué)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

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