要使沉積物中的有機(jī)質(zhì)能夠保存下來,需要有特定的地質(zhì)條件。
大家都知道“水往低處流”的道理。泥沙和有機(jī)質(zhì)是在水的攜帶下,在一個(gè)低洼的地區(qū)沉積下來。因此,首要的地質(zhì)條件就是要有一個(gè)低洼的地形。這種低洼地形,根據(jù)它的規(guī)模大小,分別稱為盆地、坳陷、凹陷、洼槽等,并在各個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期中是不斷變化的。若隨著地殼的運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下沉,它就能繼續(xù)保持低洼的地形,可以繼續(xù)接受沉積物,使地層厚度不斷增大。若隨著地殼運(yùn)動(dòng)上升,則低洼幅度就逐漸變小,接受沉積物就少,使沉積的地層厚度變薄。如果升到水面以上,則失去了低洼的形態(tài),不但不
接受沉積物了,反而使早先沉積的東西會(huì)被風(fēng)化剝蝕掉。由此可見,不斷下沉的盆地或坳陷對(duì)有機(jī)質(zhì)的聚集才是有利的。
這里提到了兩個(gè)因素,一個(gè)是地層沉積,另一個(gè)是盆地下沉。它們?cè)谶M(jìn)行過程中都有一個(gè)快慢問題,前者叫“沉積速度”,這與沉積物來源的充足與否有關(guān)系;后者叫“沉降速度”,這與地殼運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱有關(guān)系。二者要有恰當(dāng)?shù)呐浜鲜亲顬槔硐氲摹H绻练e速度小于沉降速度,就會(huì)使洼地內(nèi)水體的深度相對(duì)增大,使有機(jī)質(zhì)的下沉到底的距離加長(zhǎng)。這樣沉積物受水中氧的作用時(shí)間也就長(zhǎng)了,對(duì)有機(jī)質(zhì)會(huì)起到破壞作甩。如果沉積速度大于沉降速度,則洼地的水體會(huì)變淺,甚至干枯成為陸地,使有機(jī)質(zhì)暴露在大氣中受氧的作用,以致遭到更大的破壞。因此,有利于有機(jī)質(zhì)保存的另一個(gè)地質(zhì)條件,就是兩種速度要大體相當(dāng),即沉降多少,沉積物就補(bǔ)充多少。這被稱為“補(bǔ)償性的沉積速度”。
要生成石油還有一個(gè)必須具備的地質(zhì)條件,就是缺氧的“還原環(huán)境”。這就是要求接受沉積物后的洼地水體能保持封閉或半封閉,或富含有機(jī)質(zhì)的沉積物能迅速被后來的沉積物所覆蓋,使之與氧隔絕,防止有機(jī)質(zhì)的氧化和逸散。
現(xiàn)代的生油理論還認(rèn)為,生物體中的有機(jī)質(zhì)先要轉(zhuǎn)化成一種特殊的有機(jī)質(zhì),這種特殊有機(jī)質(zhì)叫做“干酪根”,再由干酪根轉(zhuǎn)化成石油。這種轉(zhuǎn)化要在一定的物理化學(xué)條件下才能實(shí)現(xiàn),這個(gè)條件主要是地下溫度。干酪根開始變成石油的溫度范圍大致是100~130°C,因?yàn)榈叵聹囟葟臏\到深是逐漸升高的,早先的沉積物不斷被后來的沉積物所覆蓋,埋藏也就越來越深,有機(jī)質(zhì)只有在達(dá)到一定的埋藏深度時(shí)才能轉(zhuǎn)化成石油。
除了溫度的因素以外,還與埋藏的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),溫度和時(shí)間兩個(gè)因素可以互補(bǔ)。也就是說如果溫度低一些但埋藏時(shí)間較長(zhǎng),或者溫度高一些但埋藏時(shí)間較短,兩種情況對(duì)干酪根轉(zhuǎn)化成油的影響效果都是一樣的。
可見,生成石油的地質(zhì)條件是綜合性的,它既需要在沉積過程中保持“補(bǔ)償沉積速度”的條件,又需要使得沉積物能具有缺氧的“還原環(huán)境”,還需要有相應(yīng)的地層溫度(即要有一定的地層埋藏深度)的作用等多方面因素的配合,才能有效地生成石油。