天然气的无机成因理论，5种说法讨论这种无机成

近几十年来，由于核技术、宇航技术和宇宙地球化学等现代科学技术的迅猛发展，以及 对地壳深部和海洋地质的深人研究，尤其是气体地球化学和同位素地球化学的新进展与高 新技术探测仪器设备的出现，使无机成因论的天然气假说发展成为有定量科学依据的现代 无机气的理论。

早在19世纪，俄国和英国学者首先提出油气藏烃类的无机成因假说。到了 20世纪以 后，世界各国许多学者认为油气是无机成因的。经历了两个世纪漫长的探索研究，形成了各 种各样无机成因油气的说法。

碳化说

碳化说是由法国化学家M.伯塞洛特于1866年提出。他通过实验结果认为，在高温下 二氧化碳与碱金属作用可生成碳化物，后者遇水即成乙炔，进而可合成高级碳氢化合物。 1877年，俄国著名化学家、元素周期表发明人门捷列夫，以碳化铁实验研制成碳氢化合物， 并认为油气存在于地下碳化铁与水生成的。研究表明，二氧化碳的热稳定性很高，只有在 2 000丈以上才可能分解为碳和氧。这个温度相当于上、下地幔交界的温度，这是二氧化碳 无机成因的地球化学重要基础。

宇宙说

1889年首先由俄国科学家索科洛夫提出。他认为，当宇宙星云凝聚逐步固化演变形成 地球的地幔和地壳的过程中，星云尘埃或原始大气中甲烷（CH4)、二氧化碳（C02)和氦 (He)等气体也被保存在地幔和地壳中。后来的地壳运动在深大断裂、大洋中脊、火山与地 震活动的作用下，地壳深部的无机气沿着断裂通道运移至浅部而散失在岩石圈、水圈和大气 圈之中。一部分在岩石圈中适合的储气构造中保存下来,形成天然气田。如东太平洋21°N 中脊和大西洋中脊喷出的甲烷和氦，我国黑龙江五大连池、广东鹉鸪窿和云南腾冲火山区髙 温温泉气中的二氧化碳、氦和甲烷就属此类成因的气体。

岩浆说

俄国学者H. A.库德里亚策夫的岩浆说，认为油气的生成与地壳中基性岩浆冷却时碳 氢化合物的合成有关。克拉佐夫于1979年曾用二氧化碳和氢气，并以上地幔的主要岩类之 一辉岩做催化剂，获得气态和液态烃。最新研究表明，甲烷在自然界中或地层状态下存在的 最髙温度可达700 T以上。因此，甲烷能在高、中、低温热液条件下形成和存在，还可能在酸 性岩浆中形成和存在。以常规的地温梯度计算，甲烷可在地壳20 km深处仍可形成和存在。 包括我国云南腾冲，世界上火山区高温温泉中的部分甲烷可能都是岩浆成因的。

变质说

实验研究表明，不含有机质沉积物的岩石在变质作用中能生成无机成因气，从而证明变 质作用既可生成非烃气，也可生成烃类气。我国广东三水盆地于石灰岩洞中发现一些气井 的二氧化碳主要是这种成因形成的，东海陆架盆地石潭二氧化碳气井的二氧化碳也可能是 这种成因。菲律宾三描礼士部分蛇纹岩化的超铁镁岩裂隙中冒出的气苗，是该岩石蛇纹岩 化过程的产物，其中也含有无机成因的甲烷。

目前，我国东部东北松辽、华北黄骅、山东济阳、苏北和广东三水等盆地或坳陷中，发现 了许多无机成因的二氧化碳气藏或高含二氧化碳气藏，含量高达90%以上。储集层从古生 界至新生界都有，其中以古生界碳酸盐岩和新生界第三系最为富集。这些无机成因的二氧 化碳气主要是由地幔和岩浆脱气及碳酸盐岩热分解、热变质作用形成的，其分布与断裂、岩 浆活动及碳酸盐岩发育密切相关。这种二氧化碳气可直接供工业开发利用,如美国利用二 氧化碳驱油，可使油气单井产量增加3 ~ 5倍。南京炼钢厂利用苏北黄桥气田二氧化碳取代 氩后，每年可创数百万元的经济效益。二氧化碳可广泛用于化学工业、农业生产、食品加工 和储存、公安消防、医药卫生等领域。大约600 m3气态二氧化碳可生产1 t液态二氧化碳， 用它可加工成干冰。

催化说

沉积岩在油母岩(有机物质可在此形成化合）上发生催化作用的结果。实验研究表明， 有机物质经过热裂解作用不会产生和天然气浓度相似的甲烷，而催化裂解过程可以产生高 收率的甲烷。因此，新的理论认为,天然气可以通过氢气和正构烯烃的催化反应形成。油母岩的热分解可以产生烯烃,它和金属氢化物反应会形成金属烷基成键的反应中间体。反应 所需的氢可由油母岩分解而来，也可以由金属氧化物和水的反应得来。

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