石油气体的生成主要基于以下几种理论:
有机生成学说
石油和天然气是由生物(包括动植物、微生物等)死亡后演变而成。这些生物的遗体和残骸在海洋或湖泊中沉积,并随时间被埋藏到地下深处。
随着埋藏深度的增加,压力和温度逐渐升高,沉积物中的有机质经历复杂的物理和化学变化,最终转化为石油和天然气。这一过程被称为成岩作用。
干酪根理论
沉积有机质在埋藏过程中形成干酪根,这是一种由生物残骸经过生物化学和化学变化形成的地质大分子。干酪根在进一步埋藏和升高的温度作用下,会发生催化裂解和热裂解,生成大量的石油和天然气。
热解作用
在高温高压条件下,有机质会发生热解反应,生成石油和天然气。这一过程可以分为热降解和热裂解两种方式,前者是指有机质在缺氧条件下逐渐分解为小分子烃类,后者是指有机质在高温下迅速分解为低碳数的烃类。
微生物作用
微生物在有机质分解过程中起到重要作用,特别是在浅层沉积物中,微生物的发酵和合成作用可以生成大量的甲烷等气体。
地质作用
地质变化如板块运动、构造运动等会导致地壳的变形和裂缝的形成,这些裂缝为石油和天然气的运移和聚集提供了通道。同时,特定的地质环境如盐膏层、软泥岩等可以形成有效的封闭条件,有利于油气藏的形成。
综上所述,石油气体的生成是一个复杂的生物化学和物理化学过程,涉及生物残骸的沉积、埋藏、成岩、热解和微生物活动等多个环节。这些过程在特定的地质和环境条件下共同作用,最终形成石油和天然气。