石油真的是远古动物尸体来的吗？

我是学工程地质的，经常给长庆油田做地质项目，曾经对委托单上常见的“超低渗油田”一词好奇，就专门搜索学习了一下，跨度不算大，我尝试作答一下吧。

石油其实是存在石头里的！大致像这样：

这些岩石都是沉积岩！比如细砂岩，通俗来说就是那种一层一层被重力压实的致密砂子。

虽然岩石看起来致密，但依然有个很低的液体渗透通过率，同时别忘记了地下深处的条件：高温、高压。根据流体渗透的工程学原理，高温时石油的粘滞下降，而且巨大压力差使石油在岩石中渗透力变强，因此如果含油的岩层里有裂隙空间，那么石油就会被岩石的围压挤出，充填裂隙形成油层。也正是因为岩石的低渗透性，其内部像水和天然气等穿梭得快的小分子物质先跑了，石油作为大分子物质被岩石阻滞，等于间接地被层析分离出来，才有天然气田和石油田的差异。

既然大多数石油是富含在广袤无垠的岩石层中，而且普遍渗透性较低。于是人们把容易开采的高渗透的油田抽完后，就打一圈注水井，把高热的蒸汽或者水用强压注入地下，增加岩石的压力和温度，把石头里的油给“憋”出来，这就叫“低渗开采法”，随着技术的发展，人类现在能开采“超低渗”、“特低渗”的油田。这时评价石油的储量就不是简单地算一个地下裂隙空腔里有多少油，而是把技术能力包进去，原先产油率较低的岩层逐渐也被纳入储量，与此同时，人类现在能开发海底油田，而且海洋油田才是现在产油的大头，这就是石油开采还没枯竭的一个原因。

那为什么全球石油储量这么大呢？刚才说了，石油存在于沉积岩的孔隙中，而且是静水缺氧的沉积环境，那么其最初的形式很可能是远古的有机淤泥层。石油的有机成因说是证据充分的，简单概括就是“石油的化学成分有强烈的生命化学物特征，比如碳同位素^[1]、碳链旋光性、微量元素^[2]、生命独有的萜类和甾烷类化合物^[3]等等”，具体大家可以百度。然后，主要来源应该是微生物，^[4]，或许也有来源于水下未完分解的植物和小动物的尸体^[5]。但绝不会是暴露在空气中的动植物尸体，因为在有氧环境中细菌分解尸体会使碳从新进入大气圈，与石油固碳的本质相悖。

一般不从事地质工作的人看到地球上“大”的自然现象会感受到刺激，会在想象中放得更大，以为神造之物，但是像我们学过这些知识的，因为头脑里有对比物，“大”就不显得大了，感受就会更平淡一些，我讲几个同类微生物沉积的地质现象，与石油对比一下。

先说到远古微生物沉积，那就不得不谈“白垩纪”了，白垩其实是一种土，它里面全是钙藻制造的钙质壳，含量可达99%，以英国东部的多佛尔海峡的地层时代全是白垩，因而得名“白垩纪”，那里整整一片台塬、海滩以及连通到法国的海床深层都是这种地层，是著名的“白崖”风景。注意哦，整个地区全是古代微生物的壳哦。其实还有一种“硅藻土”你们肯定听说过，诺贝尔用来制炸药的原料，这东西和白垩土一样也是古代藻类尸体沉积的生物矿藏，硅藻土里的硅藻壳含量也可以达到90%以上，全国硅藻土的储量远景估计有20亿吨，每年全球产量可达300万吨，这个数值其实相比石油来说微不足道了，但是当你意识到这东西成分只是高纯度的生物遗骸时，你肯定也会震撼的。其实铁矿也可以有一半算微生物的功劳，7亿年前，微生物造氧间接导致远古海水里悬浮的铁元素被氧化成铁锈沉积起来，完成初步的富集，现在全球铁矿的储量也是多得惊人，在当时大海海底可能是红色的吧。

巨厚的微生物沉积体现了地质历史上的一个现象，在一个时期(以百万年计)会突然进化出没有天敌或者特别适应环境的种类，疯狂增值后巨量的尸体堆积导致它改写地貌，形成生物矿（现在的人造塑料也可以算这种模式）。比如在寒武纪以前没有吃微生物的动物(寒武纪底质革命)，地球海底堆积了超级巨厚的藻类菌毯，其厚度以至于最初的动物不需要怎么移动，只需要进化得像煎饼一样摊在海底啃啃啃，足足吃了一亿年。对于大型生物，从等效思维来说，它们体内固积的碳最终会走两条路线存入地下为生物矿，一是死后被分解成二氧化碳、甲烷之类进入大气，然后经由植物形成煤矿，二是死后被微生物吸收，经由有机泥沙存储形成石油和天然气，所以生物圈固碳作用主要还是靠微生物。

煤和石油的故事，是把碳收集起来堆积到地下的故事，其实也是大气二氧化碳和甲烷的反面故事，你不用担心地球煤和石油的生产中断（以百万年记），如果地壳里的碳变少了，都被排放到大气里，那么气候会变暖，植物就会疯长，伴随雨量增加，地球到处都是沼泽，海岸面扩大，突然形成了绝好的固碳条件，“出来混的总是要还的”,地球的碳跑不掉，不在天上，就在地下。这就是为什么在地质历史中，石油和煤在沉积岩含量比率是间隔起伏，呈现为一段时间富集，接着一段时间贫瘠的现象，并不是稳定连续增长，而且人们发现在那些成油成煤的集中期，同时代的沉积岩在全球范围都是富含有机质的，这种古气候控制石油的现象也是有机成因说的一个证据。那如果反过来大气里的碳减少呢？24亿年前遍布地球的蓝藻固碳过头，榨干了大气里的二氧化碳和甲烷，失去温室气体的地球变成了持续长达3亿年的“雪球”。可见在5.4亿年以前，动物未显现时，微生物的可怕体量足以称为“地球工厂”，可以与造山运动、气候风化、水循环侵蚀等等“地质营力”想当。（今天海洋藻类微生物依然制造了全球90%的氧气，假如把陆地植物全砍伐光了，对地球含氧量也影响不大）

自然石油的形成时间最少要200万年，但这个长度在地质历史里只是一个小小段落，人类的进化历史就是250万年，一般人意识不到，当你站在沉积岩风景区的山脚下，同一个位置看向山顶，这垂直的短短300米距离就是200-300万年的时空。考虑几亿年的微生物固碳积累，既然连只有仅仅200万年的钙藻壳都可以以99%的纯度从英国堆积到法国，既然寒武纪菌毯都可以供动物吃一亿年，同类比较一下，石油的储量这么大也是可以理解的，其实它也不算大。

分割线+++++++++以下可以不看++++++++++++++++++++++++++++

我大概明白了，很多人对地质学陌生，没有领会到我文中故意提供的线索，比如我说石油是存在沉积岩的石头里，而且伴生有介形虫，就凭这一点，90%的地质人压根就不会再撇一眼去看什么无机成因说，无机成因说只是被当做一个预留后门，补有机成因可能出现的漏缺。我想到了一个更加形象地展示全球石油储量并不算“大”的方法。

以石油的密度0.8克/立方厘米计算，也就是0.8吨每方，以一个平面为10km²，厚10m的纯油层为1个单位（这个厚度来等效代表油田是很合适的），那么这1个单位的储油量就是0.8亿吨。现在已知油大户沙特阿拉伯的全国石油储量是366亿吨，换算下来，我们设定的油层的平面面积是4575km²。

好了，这个平面范围有多大呢？西安市的行政区划总面积是1万km²，所以最多就是半个西安。沙特阿拉伯的国土面积是225万km²，油田占其国土面积0.2%，这个数值大吗？我觉得一点都不大，整个沙特国家拥有的油田平面面积等效来说就也半个西安市。我刚刚举的英国微生物制造的白垩土海岸的体量都快赶上它了，而且再与其他地质现象比，比如中国仅仅短短第四纪形成的黄土总面积63.5万km²，再考虑黄土上百米的厚度，这个石油储量的体积比起来简直微不足道。据估计，石油的母质在地壳中的总存量是 t，然而目前全球所探明的2.4 t总石油储量，只是它的十万分之二。