在大多数地质学家看来石油像煤一样是古代有机物演变而来的。 按照这一传统理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体经过漫长演化并
最终形成的。通常陆地植物更容易形成煤炭而非石油。 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。在此后漫长的地质年代中这些有机体与底泥混合之后被成岩作用包裹在高温、高压的状态中。这些古生物遗体首先形成腊状的油母(kerogen又称为油母岩矿)直到今天在全世界各地的油页岩中仍然可以找到这种物质。 之后油母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(烃)比附近的岩石中的水轻它们就会向上渗透到附近的岩层中直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身又多空的岩层中才会停止迁徙并聚集到一起的石油形成油田。
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的话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公里到6公里处。当然石油形成后又可能迁徙到更深或者更浅的地层中去。 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。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《财经》记者目前世界上99%以上的油田都是在这一理论的指导下发现的。
虽然有机成油理论已成为人类勘探新油田的利器，本身也日臻完善但随着石油地质工作研究的深入，一些不利于有机成因说的证据渐渐显现出来。 人们注意到在世界上已发现的三万多个油田中八个特大油田就占了全部储量的一半左右。如果说石油是由史前古生物遗体演变而成的那么就不会出现这种情况因为生物在地球上的分布虽然并不均衡，有的地方多，有的地方少，但绝不会造成如此巨大差别。 就像你很难想象全世界一半的人口都集中居住在纽约、墨西哥城或者上海等八个特大城市中一样。 而且，有些油田在垂直方向上分布很深，而且越往深处成油条件越好。在一些专家看来，似乎在它的深部，有源源不断的油气供给。
无机生成兴起
因此，从上个世纪50年代开始，挑战主流的无机成油说(Abiogenic origin)应运而生。 天文学家托马斯·戈尔德(Thomas Gold)以及俄罗斯石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫(Nikolai Kudryavtsev)算是最早的开创者。 这个理论认为，在地壳内已经有许多碳，其中一些碳很自然地以碳氢化合物的形式存在，由于碳氢化合物比岩石空隙中的水轻，因此会沿岩石缝隙向上渗透，并最终形成油气。 严格意义上来说，石油的无机生成理论，甚至可以追溯到元素周期律的发现者门捷列夫。 早在1876年，门捷列夫就在实验室注意到，水与金属碳化物(碳化铁、碳化铝)能在高温高压下起化学反应，生成类似石油的碳氢化合物。 受此启发，他提出一种假设，认为地球上有丰富的铁和碳，因此在地球形成初期可以化合成大量的碳化铁。这些碳化铁又与当时过热的地下水作用，遂生成碳氢化合物，这些碳氢化合物沿地壳裂缝上升到适当部位储存冷凝，从而形成石油矿藏。
继"碳化说"之后，1889年俄国的索柯洛夫也提出了石油成因的"宇宙说"。他认为，地球在诞生伊始尚处于熔融的火球状态时，吸收了原始气中的碳氢化合物，随着原始地球不断冷却，被吸收的碳氢化合物逐渐冷凝埋藏在地壳中，于是形成了石油。 进入上世纪六十年代以后，天文学家利用光谱分析，在宇宙中发现了大量的有机物质，有力地支持了宇宙说。碳氢化合物不仅见于一些行星的大气里和彗星的彗核中，有的甚至可以构成巨大的分子云。 在陨石中，人们甚至还找到了更复杂的有机物，但它们的形成都与生物作用无关。这些事实说明，许多有机物完全可以通过非生物途径形成的。 在以上发现支持下，现代主张石油无机成因说的研究者认为，在地球形成早期，甲烷及其他碳氢化合物形式就参与了地球的组成。之后，在地球内部热力和压力的促使下，它们从深部释放出来，在某种有利的环境下进一步合成变成了石油。 至于石油中含有的有机质，无机成因说的主张者们认为，那是原生石油在运移过程中受到了有机物的污染，从而造成了石油成分的复杂化。同时，他们也不否认一部分石油可能来自古生物遗体的可能性。
中国石油天然气总公司西北地质研究所原高级工程师张景廉教授就是中国国内研究无机成油理论的代表人物之一。 在对中国一些已知油气田进行了分析、论证之后，他认为像克拉玛依油田、塔里木盆地巨量志留系沥青、辽河油田原油等，或许都很难用传统的有机生成理论解释。
争论仍将继续
除了张景廉之外在中国国内，中国科学院院士、著名的石油天然气地质学与地球化学专家戴金星，以及中国科学院兰州地质研究所的王先彬等人，同样也是无机生成理论的推动和支持者。 不过到目前为止，张景廉在接受《财经》记者采访时自嘲地说，这一理论在国内仍然还属于"大逆不道"。 无机成油理论之所以未得到广泛的认同，中国科学院院士王铁冠对〈财经〉记者表示，是因为虽然取得了一定的进展，但无论在理论层面还是在实践层面，都还存在着致命缺陷。在理论层面上，大部分科学家仍然认为，石油无法承受地球内部的温度。在实际操作中，无机成油理论目前还无法指导实际的勘探活动。
不过，美国卡耐基研究院发布的这一最新成果，显然进一步拓宽了我们的视野，为无机生成理论提供了新的支持。 利用金刚石砧压槽和激光热源，研究人员成功地使得甲烷所处的环境压强超过2万倍标准大气压，温度也达到了从华氏1300度到2240度之间。这种极端环境，与距离地面40英里(约合64公里)至95英里(约合150公里)处的上地幔的环境非常类似。 结果他们发现，甲烷在这种环境中除了可以生成乙烷之外，还可以生成丙烷、丁烷、分子氢和石墨。而之前科学家认为，在这样的环境下，只可能生成石墨这样耐高温的物质。 更令研究人员感到惊奇的是，他们发现这个化学反应过程是可逆的。即把乙烷放在同样的环境下，也可以生成甲烷，这表明在地球深处的这种合成烃类的反应过程，更多是受热力学控制的，并不一定需要有机物。 这一论文的作者之一的亚历山大·戈查罗夫(Alexander Goncharov)教授指出，早在2004年美国印第安纳大学的科学家就做过类似实验。在相当于5万至11万个标准大气压的环境下压缩水、氧化铁和方解石，然后将这些混合物加热到1500摄氏度，以此模仿地幔中的环境。在化学反应结束后，研究人员在反应产物中发现了甲烷气体。但这次,生成的有机产物更加复杂，显然是又前进了一步。
当然，对于这些合成化合物的稳定性，以及类似的反应能否在整个地幔中都可能发生，以及如何迁移到地壳中并最终形成油气田的，都还需要进一步的理论和实验来验证。石油的无机生成理论，要获得真正的认可，仍任重而道远。
不过，鉴于对于地球内部的构造和具体而复杂的演变过程、作用机理，人类迄今为止仍知之甚少。因此我们也不应轻易否认任何可能性，保持必要的关注，仍是必要的。(来源财经杂志)
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