探索石油的起源與形成，我們不得不提及一個關鍵概念——烴源巖。它猶如一本無聲的史書，記錄著地下深處石油的誕生與演變。通過深入研究烴源巖，我們能夠更好地理解石油的形成機制，為未來的能源開發(fā)與利用提供有力支持。

在石油勘探領域，烴源巖扮演著至關重要的角色，它對油氣儲量的形成和聚集產生深遠影響。這些富含有機物的沉積巖，如同古老的有機物儲存庫，在特定地質條件下，其中的有機物能轉化為有價值的碳氫化合物。深入理解烴源巖的意義，對于油氣資源的成功勘探和開發(fā)而言，顯得尤為關鍵。接下來，我們將一起探索烴源巖的形成、評價技術及其在油氣儲層形成中的作用。

石油，被譽為“黑金”，一直是現(xiàn)代工業(yè)化的核心驅動力。它為交通運輸、工業(yè)生產提供所需能量，并為眾多產品制造提供原材料。然而，石油究竟從何而來？這正是烴源巖所揭示的奧秘所在。

烴源巖的定義

烴源巖，一類富含有機質的沉積巖，能夠在地質歷史時期內生成并排出碳氫化合物。它們仿佛是天然的工廠，負責生產、積累并釋放這些寶貴的資源。

有機質的形成與保存

現(xiàn)有證據普遍顯示，石油源自地球表面形成的有機物。這些有機物經過高度選擇性碳循環(huán)（如圖1所示），最終導致化石燃料的集中積累。

碳循環(huán)起始于光合作用，這一過程將大氣中的水和二氧化碳轉化為葡萄糖、水和氧氣。葡萄糖，這種復雜的有機化合物，廣泛存在于植物及以植物為食的動物體內。然而，這些有機物質中的大部分，經過呼吸作用或細菌腐爛，最終以二氧化碳的形式返回大氣中。僅有極少量的有機物，大約是千分之一，被自然掩埋并隨著地質時間的推移，逐漸累積成大量的化石有機物。這些有機物通常分散在沉積物中，而非集中分布，因此，在光合作用產生的每100萬個分子中，僅有大約一個二氧化碳分子能夠濃縮成碳氫化合物。

低能沉積環(huán)境有助于植物和動物的有機質在沉積物中聚集。在靜水中，有機物從懸浮物中沉淀下來，并被水流和波浪過濾，最終在細粒度沉積物中，如沼澤、湖泊和海洋的泥和頁巖中，形成豐富的有機質層。

海洋中的有機物濃度與浮游植物，如硅藻和鞭毛藻，以及藍綠藻等微小生物的生產速度緊密相關。這些浮游植物通過光合作用利用光能，從而生產有機物。光區(qū)，即海洋表面以下光的穿透深度，是影響浮游植物生產的重要因素。光區(qū)的厚度受到緯度和海水清澈度的影響。在清澈的熱帶海洋中，由于光帶通常能深入到水深100米的地方，因此有機物的生產力最高。

此外，光區(qū)的營養(yǎng)和氧氣供應也對有機生產力產生重要影響。營養(yǎng)物質，如磷酸鹽和硝酸鹽，主要由有機物的細菌腐爛釋放。同時，浮游植物的光合作用增加了地表水的含氧量。在赤道和南北緯60度左右的地方，向上循環(huán)的洋流將深海的營養(yǎng)物質和溶解氧帶到海面，形成了高生物生產力的區(qū)域。其他高產帶則出現(xiàn)在大陸架上的淺水混合水域，特別是在河流向海洋提供豐富營養(yǎng)的地方。

優(yōu)質烴源巖的形成關鍵在于有機質的高產與有效保存。迅速沉積和掩埋是保存有機物質的重要手段，但沉積物中的細菌活動卻會對有機物造成破壞。好氧細菌依賴上覆水中溶解的游離氧來分解沉積物/水界面上的植物和動物遺骸，而厭氧細菌則在更深層利用發(fā)酵過程分解有機物并產生生物甲烷。這些細菌活動通常局限于沉積物的上部60厘米范圍內，因此，快速的沉積掩埋過程可以縮短細菌的活動時間，進而有利于有機質的保存。

缺氧的水體環(huán)境也有助于加強有機物的保存。當水的密度分層導致底層缺氧時，會形成不利于氧氣循環(huán)的底層環(huán)境。這種現(xiàn)象常見于湖泊、瀉湖和淺海等水域，其中新鮮的河水進入密集的咸水體，淡水層漂浮在鹽水層之上，密度差異阻止了上層光合作用產生的氧氣向下層滲透。在缺氧環(huán)境中，好氧細菌和以沉積物為食的生物無法生存，從而減緩了有機物的腐爛速度。同時，厭氧細菌的不完全分解作用促進了有機物向石油的轉化。

(提供分層、缺氧湖泊的示意圖模型，展示出季節(jié)性分層與永久性分層的差異)揭示了內陸海，例如黑海和死海，以及湖泊，例如美國西部的大鹽湖，所經歷的密度分層與氧氣消耗情況。此外，這種密度分層現(xiàn)象同樣出現(xiàn)在環(huán)流較少、水域寬闊平坦的大陸架上。在海洋環(huán)境中，大約200米深的地方存在一個缺氧區(qū)域，而較淺和較深的水域則氧氣更為豐富（見圖3）。海平面的上升可能使得這個缺氧區(qū)域上升至足以覆蓋大陸架的高度，這類似于Cenomonian時期的情況，當時全球范圍內的最大海侵創(chuàng)造了富含有機物的頁巖。