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幔源油气理论引领世界进入廉价油气时代 ——访大庆油田勘探开发研究院崔永强博士 本报记者 陈丹江 日前，随着产油国限产协议达成，国际原油价格开始走高，我国成品油价格重回“6”时代。近年来，石油价格的跌宕起伏牵动着石化行业和消费者的神经，有人担心随着石油资源日渐枯竭，石油价格未来会重回高价时代；也有人认为，地球的石油资源取之不尽，世界可以也应该进入廉价石油时代。产生这些分歧的根本原因，是石油成因理论一直存在争议。中国化工报记者就此独家采访了长期研究幔源油气理论的大庆油田勘探开发研究院崔永强博士。 有机成因被热力学定律“一票否决” 中国化工报记者：长期以来，石油成因一直存在两种理论解释，即有机成因理论和无机成因理论。传统理论一直认为石油为有机成因，但随着研究的深入，石油有机成因理论越来越站不住脚，无法解释很多现象，对此您怎么看？ 崔永强：石油有机成因理论认为石油来自生命，由死亡的生命体经过沉积埋藏并在沉积层内发生热演化生成石油烃类。大家耳熟能详的陆相生油理论、海相生油理论和近两年被热捧的非常规油气理论，都以有机成因为基础。因为地球上生命物质的总量有限，必然推导出石油峰值论和石油枯竭论。给国家和民众的印象就是石油将会枯竭，石油工业无法实现可持续发展。 幸运的是，这个让人们看不到前途和希望的石油理论已经被彻底证伪了。证据来自天文学、地质学、科学实验和勘探开发实践。例如，降落到土卫六上的探测器发现了甲烷的湖泊和海洋，土卫六表面温度零下180℃，那里没有生命，甲烷来自土卫六深部。这说明烃类的大规模存在并不以生命的大规模存在为前提。以往认为姥鲛烷和植烷是生命物质特有的生物标记物，并作为石油来自生命的证据。现在地幔岩捕掳体和陨石中同样发现了姥鲛烷和植烷，说明所谓的生物标记物并非生命物质所特有。诸如此类的有机成因立论依据已经被一一驳倒。 如果说个别例证的多解性还有机会让有机成因理论继续为自己辩护的话，那么，化学热力学则没有给有机成因理论留下任何辩解的余地，因为有机成因所描述的生油过程违反热力学第二定律。众所周知，热力学第二定律是自然科学定律，它要求自发的热力学过程必须是熵增的。比较生命分子和烃类分子，烃类分子由C、H两种元素构成，是C-H体系，称碳氢化合物；而生命分子普遍含有C、H、O三种元素，是C-H-O体系，称碳水化合物。化学热力学计算表明，所有生命分子的化学势均小于甲烷，且随其聚合度的增大而减小。相反，乙烷以上烃类分子的化学势均大于甲烷，且随其聚合度的增加而增加。从生命分子演化到烃类分子，是一个从低化学势演化到高化学势的过程，它违背热力学第二定律关于自发过程必须向熵增方向演化的规定。因此，有机成因理论被热力学第二定律一票否决。 中国化工报记者：既然石油有机成因被热力学第二定律“一票否决”，那么石油到底是如何形成的，无机成因理论的核心是什么？ 崔永强：从19世纪的俄罗斯学者门捷列夫、索柯洛夫到20世纪的前苏联学者库德梁采夫、克鲁泡特金，他们都从宇宙观察中得到启发，认为烃类不仅在太阳上有，在地球中也有。我国学者杜乐天认为，烃类是液态外地核射出的氢元素与地幔中的碳元素发生气化作用的产物，烃是地幔烃碱流体必然组分。化学热力学计算和高压试验支持烃类的地幔起源。根据俄美两国科学家合作发表的成果，他们用地球上最普通、最不容易生成重烃的物质——大理石（CaCO3）、氧化亚铁（FeO）和蒸馏水（H2O）三种原料完成的高压实验表明，当压力达到5万个大气压、温度达到1500℃时，系统自发地产生具有天然石油分布特征的甲烷，乙烷，正丙烷，2-甲基丙烷，2，2-二甲基丙烷，正丁烷，2-甲基丁烷，正戊烷，2-甲基戊烷，正己烷，2-甲基己烷，正戊烷，2-甲基戊烷，正己烷，直到正癸烷，乙烯，正丙烯，正丁烯，正戊烯。 上述实验表明，从甲烷形成烷属烃只有在压力大于3万个大气压、温度大于700℃时才有可能。这个压力条件相当于地下深度100千米。因此，来自生命的有机分子，如葡萄糖分子C6H12O6所代表碳水化合物，要形成乙烷以上的碳氢化合物，在任何条件下都是不可能的。这个实验同时否定了费-托合成反应（包括在低压下生命物质加氢）生成天然石油的可能性。因为低压下完成的费-托合成高度受控，有用中间产物需要不断移除，而地层条件下并不存在这样的过程。 化学热力学和高压实验成果是石油无机成因从科学假说迈向科学理论的重要转折点。石油只有在地幔的温压条件下才能生成的结论，把石油无机成因研究聚焦到幔源油气。 地球的油气不会枯竭 中国化工报记者：既然石油不是来自于生物有机质，那么石油到底来自哪里，幔源油气理论如何解释石油成因？ 崔永强：我们在松辽盆地周边的玄武岩喷发通道附近找到大量地幔岩捕掳体，它们是玄武岩岩浆爆炸喷发过程中携带到地表的地幔橄榄岩碎块。我们从中萃取出石油