海底石油和天然气怎样形成的?

如题所述

大陆架位于浅海地区,这里是地球上海陆变迁最频繁的地区。在千百万年的地质时期中,地壳不断升降,富含石油的岩层几历沦桑,有些上升为陆地。今天,在陆地上找到的油、气田中,有一部分就是这样形成的。可见,海洋和内陆湖泊本来就是石油的“故乡”。所以,在海底找到大量油、气藏,是毫不奇怪的。

但是,为什么在偌大的海洋里,只有大陆架区域才有丰富的油、气藏呢?这是由于大陆架地区的水生生物最丰富。

在大陆架浅海区,由于海浪、海流、潮汐等作用,上下搅动着整个海水层,使整个水层的温度相差很小,空气含量也充足,再加上水浅,阳光几乎可射透到海底,造成了海洋微生物生长的良好环境。又由于这里离陆地很近,从陆上河流不断送来大量的有机物,为水生生物提供了丰富的食物,所以,在这里繁殖着的海洋生物,远比深海区要多得多。大陆架的面积在整个海洋中占的比例虽不大,但水生生物竟为开阔深海区生物总量的15倍。

另外,大陆架保存生物遗体的条件比较好,也是这里易于形成油、气的重要条件之一。在深海中,生物尸体向海底沉降的路程漫长,在下沉途中常被氧化或被其他生物吞食,能沉到海底的所剩无几。但在大陆架浅海区,水深只有几米到200米左右,仅及深海的1/50~1/100,生物尸体可以较快地沉到海底,不致在途中被氧化或被吞食。同时,由于河流、风、冰川的作用,从陆地带来大量泥砂,会把生物尸体掩埋起来。例如我国的渤海,每年从黄河、海河、辽河注入的泥砂总量高达16.6亿吨左右;长江每年输入东海的泥砂也约5亿吨。而且携来的泥砂中还富含大量有机物,更为大陆架区域形成石油的原始材料锦上添花。泥砂的掩埋,使生物尸体与空气隔绝而不易被氧化,从而造成了有利于有机质分解变化的还原环境。所以,在大陆架沉积物中,有机质含量一般为2%~3%,而在深海中仅1%。

再者,大陆架地区贮油条件也十分优越。这是因为这里地壳长期以来下降的快慢不同,所以从大陆河流输来的沉积物在这里沉积的颗粒大小也随之变化。某一时期沉积了细小颗粒的黏土,它们会形成致密的难以透水的页岩或泥岩层,是良好的生油层,另一时期可能又会堆积粗粒砂,而成了孔隙众多的砂岩,构成了理想的贮油层。随着这里的地壳升降变化,地下也就形成了粗、细不同的岩层。

大多数大陆架是典型的“三层结构”,即表层、中层、底层。底层是大陆架的基底,它们都是古老的火成岩或变质岩,一般也把它叫做“岩盘”。表层是覆盖在上部并一直出露在海底的沉积物,多是近代的沉积,又不受高压,所以形不成岩石,仍是砂、淤泥、生物碎屑等松散物质。中层是覆盖在表层之下,座于岩盘之上的沉积岩层,油、气藏就在这层之中。这层主要是新生代的沉积层,有的地区也包括中生代的沉积层,这些沉积层由于受到上覆巨厚沉积物长期压力的作用,成为固结或半固结状态的岩层,如砂岩、页岩、泥岩、泥灰岩、石灰岩等等。世界上各地大陆架的中间层差别很大,这种差别取决于各大陆架地区地壳运动的情况。现代大陆架及其附近地区,又叫大陆边缘,它们的地质活动历史都可分属于截然不同的两种类型,一种是稳定的,另一种是活动的。在长期稳定的大陆边缘地区,沉积物不多,中间层很薄,这里不大可能形成油、气和油、气藏。对于活动的大陆边缘,又有长期上升和长期下降两种情况。在那些长期上升、处于长期侵蚀环境、至近期地质时代才下降为大陆架的地区,常常中间层缺失或很薄,因此这里也难以找到有开采价值的油、气藏。而那些长期处于连续下降的大陆边缘,中间层则非常厚,有的几千米,还有的达万米以上,由于轻微的构造作用,在这些中间层里又富有各种贮油构造。所以,这里是真正的“海底油库”。

通过以上分析,可知大陆架区域不但有丰富的生物条件、良好的还原环境,还有理想的贮油构造,所以它得天独厚,蕴藏了大量的油、气。据分析,1立方千米的沉积物中所含的原油多者可到25万吨以上。由此可以推想大陆架区域油、气资源是何等丰富。在全世界大陆架中,沉积盆地占了1/2以上,约有1500万平方千米,其中有希望含油、气的面积有500多万平方千米,估计贮量占全世界石油总贮量的1/3以上。

上面只是大陆架的情况。在大陆坡区域,由于坡度较陡,条件不如大陆架优越,但是,从生物条件、还原环境、贮油构造等各方面看,大陆坡也是有希望的地区,并且,海上石油勘探的实践已证明,在这个区域确实有油、气存在。

综上所述,可知大陆架是名副其实的海底油库。另外,如果和陆地的油、气藏相比较,海底油、气藏更有它特殊的优点。主要是油层厚度大,埋藏深度浅,岩性比较单一;又由于贮集油、气的多是比较新的中生代到第三纪的地层,所以比较疏松,宜于钻进;还由于形成贮油构造时,所受的构造作用力主要是海底扩大的张力而不是挤压力,因而地质构造也比较完整,受的破坏不大;更由于地表为海水所淹没,所以,油层能量一般较大。

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