东汉末年(大约公元190年左右)唐蒙在他所著的《博物记》中有这样一段记录:延寿县以南的山中,有一种会流出泉‘水’的山岩,这种山岩形成一些像竹篮那样大小的坑坑,有细流从坑里慢慢地流出。流出来的‘水’像肉汤那样肥腻,像未凝结的油脂那样粘稠。用火去点,它就会燃烧,而且燃烧时的火焰非常明亮。这种‘水’不能喝,当地的人把它叫做‘石漆’。从这段文字可以看出,石油作为一种天然资源早已引起我国人民的注意。

    今天,石油被认为是工业的血液,时最重要的能源之一。那么,这些对于人类如此重要的石油是从哪里来的呢?它是如何形成的呢?

    早期的石油成因说

    据说,早在公元前四世纪,马其顿国王亚历山大大帝(公元前356～公元前323年)在中东一带作战和巡逻时,便注意到当地有汩汩流动的石油。他不知道这些石油是从哪里来的,误以为有一种油源树,石油是从这种树里流出的。他的这种猜测,可以说是解释石油成因的最早尝试。

    18世纪中叶,俄国的罗蒙诺索夫对石油的成因首次提出了一个较为粗糙的假设,他认为地球内部的热力作用下,地壳深处的泥浆和褐煤中易挥发的成分向上蒸发、迁移,在上部含有孔隙的岩层中重新凝结成为石油。但是,罗蒙诺索夫这一闪烁着科学智慧的思想,在当时并没有引起人们的注意。

    一百年以后,随着科学的发展和对石油的开发,促使人们更加热衷于探索石油的成因。1876年,著名的元素周期律的发现者门捷列夫,最先提出了石油的无机成因说。他认为,碳和铁是地球上分布最广的元素,在地球形成的时候,它们相互化合成碳化二铁。碳化二铁是一种在地表条件下极易氧化的不稳定矿物,所以只能保存在地球深部。当水沿着地表的裂缝向下渗透时,温度不断升高,这种炽热的水,一旦与碳铁化合物相遇,便会形成碳氢化合物,以后,碳氢化合物便聚集成石油。后来,门捷列夫的假说在19世纪流行一个时期以后,便为人们所抛弃了。

    1866年,勒斯奎劳在研究美国东部泥盆系地层中的石油时认为,石油可能是古代海生的纤维状植物沉积在地层中以后,逐渐转化而来的。但勒斯奎劳的这个意见－有机成因说,当时也没有引起人们的注意。到20世纪,石油的有机成因说才开始盛行,当时持这种观点的研究者恩格列尔和F·格菲尔等认为,石油不仅来自生物,而且主要来自动物。他们指出,在实验室中,把动物的脂肪在一定的温度和压力下蒸馏,可以获得一些类似石油的东西,他们称之为原石油。形成石油动物脂肪主要来自鱼、爬行类、海生动物以及一些低等浮游生物。这些动物死后,它们的遗体被泥沙所掩埋,遗体里的脂肪经过发酵作用和腐化,便分解出石油。

    但是,他们却无法解释形成巨大油田的大量动物是从哪里来的。因为动物是可以运动的,它死后的尸体不会全部集聚在一起,而是分散分布,可是油气藏的分布却局限于一定的区域。

    发展中的有机成因说

    随着研究的不断深入,到本世纪四、五十年代,斯维德鲁认为生成石油的物质不特定限于某一、二类,而可以是多种来源,主要是以下生物:植物－海生菌类、细菌、藻类以及沟鞭藻类；动物－孔虫、放射虫以及其他原生动物、海绵、珊瑚、蠕虫、苔藓虫、腕足类、甲壳动物、软体动物、棘皮动物以及脊椎动物。它们繁殖迅速、生活周期短,在适宜的条件下,可在短时间内形成大量堆积。后来,人们发现墨西哥湾近代沉积物有油气物质的现象时认为,生物遗体被埋在地层中以后,在一些厌氧细菌的参与下,腐烂、分解,便释放出碳氢化合物,后来转变成石油,并认为细菌的作用是石油生成的重要环节,石油是在不太深的范围内,在沉积层形成以后不久生成的。这类观点,称为早期成油说。

    1963年,艾贝尔森提出了石油的晚期成油说。他认为并不是一切生物有机物都能转化成石油,而是其中一部分有机物(叫做干洛根)在松软沉积物的固结成岩阶段,在地球内部热力的作用下受热分解,才生成了聚集为石油的各种碳氢化合物。

    又一个新的发现

    科学的发展常常是一波未平,一波又起的。当石油无机成因说刚刚开始重新抬头时,从北美的加利福尼亚湾又传来了对石油有机成因说令人振奋的消息:1980年底,一些美国科学家潜入加利福尼亚湾瓜伊马斯海盆,去考察那里的海底热泉时,无意中发现了上百个天然的石油“制造场”。他们目睹在高达600℃的热泉作用下,承受海水与地层巨大压力的有机沉积物,就像处在石油厂的裂变设备中一样,分解裂变形成石油,并被热泉带走,并喷出,在海水变冷的地方,它们凝结成小滴,同时还有石蜡和沥青析出,堆积成20～30米高的矿堆。据研究,这些有机沉积物,它们大约以每千年1米的速度在那里堆积。由于该地正是巨大地壳裂缝通过的地方,导致了高温热泉的喷出,为石油的形成创造了条件。

    瓜伊马斯海盆的这一发现,不仅为石油有机成因说提供了现实的证据,而且还使60年代以来盛行的晚期成油说受到了冲击。它说明,石油的形成并不一定要经历上百万年的时间,不一定要在埋藏到上千米深以后才会形成。

    那么是不是石油的有机成因说已经获得了胜利了呢?不!因为近代的石油无机成因说并不完全否定石油可能来自生物的一部分,但他们认为,大量的、占绝对优势的石油则是来自地球内部。石油究竟是来自什么地方呢?看来对于这个问题的讨论还要继续深入下去。

    第一口油井

    19世纪50年代,在欧洲和美洲开始用煤馏或“石蜡油”点灯。随着城市的继续发展,特别是当照亮所有街道并使其彻夜通明已成为保证城市安全的唯一途径时,照明就变得越加重要了。为了寻找其他途径,1859年,纽约州的一个铁路经营者却从事了一种全新的找油事业。这个人就是40岁的埃德温·劳伦廷·德雷克。德雷克早就在琢磨:难道没有比煤或油母页岩更好一些的照明灯燃料来源吗?当时煤和油母页岩都是固体物质,必须从地下采出后,再用各种方式破碎和处理以形成液体后,才能使用。如果人们能利用现成的液体燃料不是更好一些吗？

    德雷克当时就把他的资产投入于宾夕法尼亚石油公司开始实施他的找油想法。这家公司当时在宾夕法尼亚州西北匹兹堡城北部约145公里处的小城梯尤菲耳附近收集渗出地表的石油。公司仅将这种油用于医药,但点燃全世界的照明灯则远远不够。德雷克充分了解这一切,并研究了钻井取盐水的方法,用缆索上下抽送钻凿去破碎岩石。每隔一会,将钻凿提出子洞之外,破碎的岩石就随着被排除；然后使钻凿再次投入工作。德雷克采用类似的方法在梯尤菲耳钻入地下达21米。1859年8月28日,他终于打出了油。大量石油从地下喷出,比地表的渗出油不知要多多少倍。德雷克终于钻出了世界上第一口“油井”。

    德雷克刚刚取得成功,其他人就蜂拥而至并开始为他们自己钻取石油。宾夕法尼亚州的西北部变成了世界上第一个油田,许多新兴城镇相继出现。德雷克没有获得这种方法的专利权,同时他也不是一个精明的实业家,他没有因此而致富,却于1880年死于贫困之中。

    1885年美国爱·怀特提出石油矿床的背斜说。

    随着19世纪下半叶西方主要国家工业革命的兴起,内燃机被广泛地运用,汽车也大量出现并在20世纪普遍地走向家庭,石油已不仅仅用来照明，而早已成为工业的“血液”。特别是在现代社会,石油更是人类社会中最主要的能源,是推动人类社会进步的“润滑剂”。但是,石油与地球上的其他资源一样,并不是取之不尽,用之不竭的,于是,人们在获取石油的同时,已经在使用或者在开发新的能源－核能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等消耗资源少或不消耗资源的自然能。相信在石油资源竭尽的那一天,人类已经找到了可以取而代之的更经济、更有效、更长久的能源。