20世纪以来,石油得到了广泛的应用,人们对它的形成也做出了种种猜测,随着研究的深入和油气的发现,许多猜测又不断地被修改或补充。
有一种曾经盛行的“石油酿造缸”的说法认为,不论是远洋的沉积物还是从大陆一侧搬运来的沉积物都可以陷入海沟的俯冲带中。当有机质随着板块的移动越来越深入洋壳与大陆壳之间的俯冲带时,这个巨大的“漏斗”中的温度逐渐升高,最后就可以把石油和水“煮”出来。这里既有源源不断的有机物质来源,又有足够的热量,活像一个巨大无比的石油制造工场。有位叫赫德伯格的学者还别出心裁地为这个“石油工场”绘出了一幅拟人化的漫画。这样一幅石油生成的漫画虽然诱人,但打从它画出来之后的几十年中,不论是人们对以前的发现进行重新审视,还是在后来的勘探实践结果都表明,世界上许多大油田并非分布在俯冲带附近的。所以,对这个俯冲带附近的“石油酿造缸”的假说,附和的人也越来越少了。
大陆边缘地带是全球最宏大最重要的沉积区。大陆边缘不但接受了从大陆输送来的大量有机物质,其浅海地区本身也有丰富的生物繁殖。大量的生物物质被快速沉积的泥沙迅速掩埋,天长日久,就可能转化为石油和天然气。
大陆边缘地区,确实称得上是石油的巨大酿造缸。所以不论是远古时期的大陆架、大陆坡还是现代的大陆架,都是石油和天然气勘探开发的重点地区。
虽然没法证实这种“石油酿造缸”的存在,但是否有适合石油和天然气生成的特殊地带呢?
挪威斯塔万格大学科技学院前院长佩尔·阿内尔·比约库姆和挪威国家石油公司两位学者经过10年的研究,于21世纪初提出了“油气勘探黄金地带”理论,并经过了全球12万个已知油气田数据的验证。
这一理论的核心内容是:全球油气资源集中分布在地下温度为60~120℃的地带,且90%的石油和天然气储量都蕴藏在这一区域,而在此温度范围之外,特别是高于120℃的地带,找到石油和天然气的机会非常渺茫。
新理论不但揭示了油气分布的温度范围,更进一步明确了大部分轻质油和天然气的储藏区域。在温暖地区(如挪威大陆架),油气勘探黄金地带位于地下2000~4000米处;而在寒冷地区,油气勘探黄金地带则位于地下4000~8000米深处。天然气的形成温度比石油要高,因此大家普遍认为钻探越深,开采天然气的可能性更大。
油气勘探黄金地带理论的提出,无疑有助于人们集中力量在地下温度为60~120℃范围内寻找石油和天然气,从而大大提高勘探效率。
我国三大陆块(塔里木、华北和扬子陆块)中元古代的下马岭组、大塘坡组、陡山沱组、筇竹寺组实体化石、分子化石和地球化学等研究结果[扬子陆块:又名扬子克拉通(YangtzeCraton),扬子板块、华南克拉通,范围包含今长江中下游、中国西南部],进一步证实中元古代沉积有机质的母质来源以蓝细菌、硫细菌等原核生物为主,存在真核藻类生物对中元古代沉积有机质的母源贡献,当时弱含氧水体及硫化环境是有机质富集保存的最有利环境,古海洋氧化—还原条件的差异性决定了有机质的保存质量和生烃潜力,而由铁细菌、铁还原细菌、绿硫细菌、硫酸盐还原菌等微生物驱动的铁氧化作用、异化铁还原作用、硫酸盐还原作用等对有机质的降解和矿化起到关键作用,新元古代间冰期,海侵初期水体弱氧化环境,有利于有机质富集;早寒武世缺氧事件与水体磷含量升高,有利于初级生产力勃发与有机质有效保存,黑色页岩广泛发育。
真实的“石油酿造缸”是指深部油气的生产基地的位置、特征及规模。我国三大古陆块(中上扬子、北华北和塔里木)中新元古界野外露头剖面及钻探结果综合研究显示,超深层和中新元古界存在多套一定规模的优质烃源岩——那里很可能存在着“石油酿造缸”。