沧海桑田

2016-09-30 15:30:00

——石油的故事连载之一

大地,是石油的母亲。在分娩以前,它受尽了烈火和高压的煎熬。伴随着沧海桑田,此起彼伏,石油也分分合合,聚聚散散,像一个顽皮的孩子,从一个构造跑到另一个构造,让人们冥思苦想,演绎出许多美丽的传说。

沧海桑田看变迁

《山海经 北山经》:“女娃游于东海,溺而不返,故为精卫,常衔西山之木石,以堙于东海。漳水出漹,东流注于河。”这就是精卫填海的故事。它说明当时的人们已经发现了海陆变迁的现象,只是由于当时没有科学的理论来解释,所以人们就将此赋予了浓厚的神话色彩。

古人很早就提出了地壳并非静止不变的说法,最早可以追溯到《周易》一书对此的记载,殷商周文王姬昌《周易上经?谦十五回》彖辞:“地道变盈而流谦”。书中记录了地表的起伏形状与海陆变迁,高山可以被夷为平地,平地也可以崛起成为高山;陆地可以变成海洋,海洋也可以提升为陆地。

大部分生成石油的生物都是生活在海洋或者大型湖泊里的,这些生物被深深的埋在地下,再经过一定的压力和温度共同作用,经过漫长的岁月就能够孕育出富有生命的石油。

古今中外,起初石油都是在陆地上发现的,对于海上石油的开发开采也只是近几十年才兴起的。可以想象,如果没有海陆变迁,那么现在的石油都应该是埋藏在水下的。

古代的书籍中也曾记载海上油气苗的出现,清人叶廷春著《上海县志》记载:“明武宗正德七年冬十一月冬至,海上有火如列炬,西抵北蔡,且闻金革声……”记录了当时东南沿海居民曾发现东海中有天然气燃烧的现象。现在,在浅海和深海的海底都发现了大量的油气田,其中也有许多油气苗的显示。位于南海的莺歌海盆地就是因为发现了油气苗,才开始大规模开发开采的。

“沧海桑田”这个成语,是我国古代表达海陆变迁地质思想的术语。许多前人都对海陆变迁做出过一些合理的解释。

历史名人话沧桑

葛洪

晋朝葛洪在《神仙传》里描写了一个故事,讲述了自己对沧海桑田的认识。

“麻姑谓王方平曰:‘自接待以来,已见东海三为桑田。向到蓬莱水又浅浅于往昔略半也,岂将复为陵陆乎?’方平笑曰:‘东海行复扬尘。’”大意是一个叫麻姑的百姓来到了海上的蓬莱仙山,见到了仙人王方平。麻姑对王方平说:“自从受到您的款待以来,我已经多次见到东海变为千里沃野,如今我看到蓬莱仙山附近的海水比以往的一半还要浅,难道它又要再次变为陆地?”王方平笑着回答:“东海早晚有一天会变为陆地的。”

颜真卿

唐朝著名大书法家颜真卿也有过沧海桑田的记载。其撰《抚州南城县麻姑仙坛记》云:“南城县有麻姑山,上有古坛……东北有石崇观,高山中犹有螺蚌壳,或以为桑田所变。”显然,到了唐朝的时候,人们对海陆变迁的认识又前进了一步。颜真卿在引入了上述葛洪描写的神话故事的同时,发现海相螺蚌壳出现在高山上的岩石中,佐证了大海可以变成陆地,平原可以变成高山,这就使人们对海陆变迁的认识具有了科学性。

白居易

唐代诗人白居易的诗中也表达过沧海桑田的感受。《浪淘沙》:“白浪茫茫与海连,平沙浩浩四五边。朝来暮去淘不住,遂令东海变桑田。”而《浪淘沙》中所述:“一泊沙来一泊去,一重沙灭一重生。相搅相淘无歇日,会教山海一时平。”

白居易所提出的构想是现在科学十分经典的一种现象:海边的岩石经过海水的长期冲刷,不断的崩塌,接着又变成更小的石块,慢慢的变成圆形的细小沙粒。实际上,这种沙粒形成的油气藏非常好。因为大小基本一致的圆形沙粒,即使受到很大的压力,也还会有相当可观的空隙存在。这些孔隙,就会成为石油栖身的场所。

虽然他所作出的解释还很不全面,但是他指出的海浪对陆地泥沙的不断冲刷并搬运到海中沉积,确实是使海淤填而成陆地的一种地质作用。这说明他对沧海桑田的过程,已经有了一定程度的认识。

地形的变化在地下会形成各种各样的构造,这些构造在一定的组合条件下就能够用来存储油气,形成油气藏。其中典型的就是背斜油气藏,像一个倒扣过来的碗,把石油全都盖在碗的里面。

沈括

熙宁七年,也就是公元1074年,被任命为河北西路察访使的北宋科学家沈括远去赴任。他沿着太行山一直向北走,心中想着如何能够在任上保境安民。不经意间的一次抬头,让他发现在两边的山崖上,经常有螺蚌壳和形状像鸟卵的石子,像条带一样横着镶嵌在石壁上。具有地质家敏锐洞察力的沈括立即对此进行了缜密的观察和深入的研究,他发现,这些竟然都是来自海边的东西。

后来,沈括明确地指出华北平原形成的原因。他认为,太行山东麓就是古代的海岸线,而它以东的广大平原地区,过去都曾是广阔无边的大海。过去的海之所以能变成陆地,是由于黄河等河流流经黄土地区的河流所夹带的大量泥沙不断沉积的结果。沈括还采取了类比的方法,从华北平原的成因推论到其他地域,进一步得出关、陕以西诸水,每年夹带着东流的泥沙,也就形成了大陆的冲积土,从而使得大海变陆地。

《梦溪笔谈》卷二十四中所记“山崖之间,往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵者,横亘石壁如带……此乃昔日之海边,今东距海已近千里。”“所谓大陆者,皆泥浊所湮耳。……凡大河(黄河)、漳水、河、涿水、桑乾之类,悉是浊流。今关、陕以西,水行地中,不减百余尺,气泥岁东流,皆为大陆之土,此理必然。”

沈括的这种猜想得到了现代科学的印证:华北平原的确是河流的沉积所形成的。世界上有很多海域,浅海更是大面积存在。海水不深,阳光充足,这些地区会成为生成石油主要原始物质:海洋浮游生物的大规模繁殖,也就形成了大规模的储油层。有了油的源头,形成大型油气田的几率就大大增加了。

徐霞客

明代伟大的地理学家、旅行家和探险家徐霞客的一生都是在游历祖国的大好河山中渡过的。1636年,他结束了在浙江的考察,穿过江西、湖南的南部进入广西。在三元城方子岭,他发现了一个充满奇妙的洞穴——南岩。水流在洞穴里湍急的流过,他仿佛看到了在流水的冲蚀下,洞穴在不断的扩大。那倒悬在洞顶的钟乳石,滴着一滴滴的泉水,径直的落向对面的石笋上。这些泉水所含的固体小颗粒是饱和的,随着水的蒸发,溶解在水里的物质会慢慢沉淀出来。他想着这上下两端的钟乳石和石笋终有一天会连接在一起的,再回头,却发现了一对已经连接成石柱。这些见闻被他记载在《徐霞客游记》中:“崖间有悬干虬枝为水所淋漓者,其外皆结肤为石,盖石膏日久凝胎而成。”

实际上,徐霞客对石灰岩洞穴是因为流水的机械侵蚀而造成的认识,是符合科学规律的,而事实也确实如此。有着很强溶解能力的地下水,朝着石灰岩的裂缝曲曲折折的渗透下去,年深月久,就会把这些裂缝溶蚀,逐渐扩大,形成复杂的洞穴。

地表和地下的碳酸盐岩亦是如此,这种容易受到侵蚀的岩石,在流水的作用下,往往会形成很多溶洞,这些洞就是储存石油的极佳场所。然而,由于碳酸盐岩中缝洞分布的不规则性,导致目前对于碳酸盐岩的油气开发仍然是一个艰巨的任务。此后大约有三年的时间徐霞客都在石灰岩地区进行考察,他写的《徐霞客游记》是地质学史上极其宝贵的文献。

《徐霞客游记》用大量的篇幅记述了西南地区,它是最早对石灰岩地貌进行考察和研究的重要文献。这不仅在中国是空前的,在世界上也是空前的。欧洲人最早对石灰岩地貌进行广泛考察和描述的是爱士培尔,时间是在公元1774年,比徐霞客要晚100多年。

孙兰

中国明末清初地理学家孙兰,延续和发展了“变盈流谦”的说法。《柳庭舆地隅说》:“流久则损,损久则变,高者因淘洗而下,卑者因填塞而日平。”又说:“造化之变,不可端倪,但如小儿换齿,齿尽而儿不知,如高岸为谷,深谷为陵……人寿几何,潜移默夺而不知其迹遂不同也。”

《柳庭舆地隅说》:“有因时而变,有因人而变,有因变而变者。因时而变者,如大雨时行,山川洗涤,洪流下注,山石崩从,久久不穷,则高下易位。因人而变者,如凿山通道,如排河入淮,雍水溉田,起险设障,久久相因,地道顿异。因变而变者,如土雍山崩,地震川竭,忽然异形,山川改观,如此之类,亦为变盈而流谦。”

在他看来,水流时间久了,山石就会受到侵蚀,侵蚀久了就会发生质的变化。高处的东西因为冲刷会来到低洼的地方,低的地方会因为淤积而日益被填平。侵蚀与沉积是地表地貌形成过程中的两个方面,并且无时无刻在进行着。只是有时候速度很慢,不为人察觉罢了。他还将地球表面变化的方式归纳为三大类。以现代地质学理论看,所谓因时而变、因人而变,皆属于外力作用范围,其内容包括原有地形的破坏,侵蚀产物的搬运;而因变而变,则属于内力作用的范围,是地球内部热能对于地球表面的影响。在17世纪就能产生这样深刻认识,确实是件难能可贵的事。

这种辩证的地质理论对于油气的勘探而言至关重要。现在的山在远古时代可能是峡谷,而在久远的将来,也许又会重新变成山谷。地球的构造在不断变化,作为流体,石油也会随着地球的运动而不断运移。也许是从一个背斜构造流向另一个背斜构造,岩石的空隙里充满了石油,等待着人们的发掘;也许是像一个大的油盆被摔碎,只有少量的石油被保存在了碎片里,而大部分则散失得无影无踪。

石油的诞生

石油是怎样形成的?为什么世界上某些区域会有极其丰富的石油储量,而在其周边地区却极其缺乏石油?多少年来,关于油层中烃类物质的来源,有许多传说。为人们所广泛接受的则是:石油主要来源于在地下沉睡了上亿万年的生命的残留。

亿万年前的一个阶段,地球上温暖湿润,动植物十分茂盛,孕育出了一个巨型动物的国度。广阔的浅海上有着充足的阳光,也把一些细小的浮游生物带进了天堂。生命是平等的,在生命的尽头,海洋和湖泊的生物不论大小,都会消失在静静的水底,被泥沙或者正在形成的碳酸盐岩所覆盖。水底本来就是缺氧的环境,加上泥沙等的掩埋,与世隔绝。有时埋藏的速度十分迅速,甚至没有给它们腐烂的机会,作为生物组成部分的有机物便得以保存下来了。

覆盖在上面的地层在增加,只要那些生物还在水底,泥沙等就会不断地沉积,形成新的岩石、岩层。地壳在下陷,当地壳下陷的速度和岩石增加的速度达到一致时,这个过程就会持续很长一段时间,直到两者的平衡被打破。

随着向地球深处的迈进,温度在升高;随着地层的增加,压力在增大。有谁会想到早已安息了的灵魂会受到这种折磨,比它们在世的时间还要长千万倍。这是一个过程,一个量变引起质变的过程。在这种特殊的环境下,这些灵魂会得到升华,变成一滴滴黑色的石油或者一方方天然气。

大地在颤动,那是一块块的板块在岩浆的大海里遨游,它们有的相互挤压,让海洋萎缩成狭小的海湾,甚至耸起了高大的山峰;有的裂开了巨大的峡谷,形成一串串珍珠般的湖泊和浅海,镶嵌在陆地的周边。

伴随着沧海桑田,海陆变迁,经过艰难险阻,它们有的终于返回了地面,这一次是作为一种新的生命返回了人间。可叫什么名字?还无从说起。古老的祖先给它们起了许多具有传奇色彩的名字,如龙膏、水肥、普索米修斯之血等等,表达了对它们的崇敬和热爱。最后,一个朴素的名字将这一切定格——石油。(文/王志明)

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