油气勘探向地壳深部进军的依据

岳中琦

刚刚拜读了，作者甘晓今天早上 8:34:51在中国科学报发布的报道：“香山科学会议探讨油气勘探如何‘向地球深部进军’”http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/6/349248.shtm。很高兴！

油气勘探向地壳深部进军，深入到5公里到10公里。这就是对现有或经典地球科学理论或认识的突破。

原因在于以下四点，

第一，经典地球科学理论认为，石油和天然气是，百万、千万年前的地质历史时期地表和海洋生物遗体的有机质，快速埋藏保存在沉积土石之中，经过各种化学反应，而逐渐形成的，保存在有致密盖层下方的圈闭地层之中。埋藏深度很深的沉积地层一般都相当古老。古生代深埋的沉积盆地形成时间距今在2.5亿年到5.4亿年之间。这种形成油气的化学反应，应该早就完成了。

第二，地下5公里到10公里处的地温和地应力相对高。这里的石油应该长期高温裂解，保留很少，大多转化为甲烷天然气。

第三，石油气的比重或密度远远小于岩石，且具高度流动能力。各种岩石都有空隙、裂隙、断层等不连续面。这些不连续面就是油、气和流体的高渗透通道。因此，深部油气应该早已渗流出到浅部地应力低、温度低的地层圈闭，或排放到大气之中。

第四，按照现有资料，陆壳厚度在20到40公里。沉积岩是覆盖在火成岩之上的，原始沉积物都是从火成岩、经物理化学风化形成的。火成岩是地壳的结晶基底，厚度很大。沉积岩厚度很薄，在0到5公里厚之间。在地槽造山带，沉积岩厚度可达到10公里。地壳沉积岩的平均厚度应该不到3公里。地壳厚层火成岩没有任何古代生物遗体，因此，按照经典地球理论，它们不可能产生油气。深部沉积地层一般被火成岩包围，没有其它外来的有机物源。

综上所述，遵照现有公认地球科学理论，随着地壳深部的增大（越深），油气应该越来越少，甚至没有。因此，在5公里到10公里深的地壳沉积盆地内部勘探油气，就是对现有公认或经典地球科学理论或认识的突破。

这个突破值得庆贺！

但是，必须要再问，深部沉积盆地真的会有大量油气吗？

报道又写道，“我国深层油气资源丰富、探明程度低、勘探潜力巨大，已成为国家能源战略的重点。”这段话相当矛盾和相互抵触。

在探明程度低的状况下，为什么能够讲，深层油气资源丰富呢？有任何现有地质资料依据吗？地球科学理论或假说的支撑吗？

根据我自己的研究，我可以给出以下的地质依据和理论支撑，以回答上述疑问。

中国是个地震多发的国家，大地震深度一般在10到20公里之间。地震多、震级大，就是对应于深部甲烷气体质量多、压强大。中国又是一个富有煤碳煤田的国家，已探明或开采的煤层深部一般在1公里之内。浅部煤层多，就是保留在地层中的甲烷碳元素多，就是地质历史时期甲烷多、活动多。中国又是一个已探明的天然气储量不断增大的国家。中国又是一个地质古老的国家，地层从最古老的太古代地层到第四纪地层均有的、相对连续，且地质历史时期的各种造山运动均有。中国又是一个各个地质历史时代形成的深大断裂均有的国家。大盆地边缘一般都是20公里到30公里深的大断裂，断裂深度可达到下地壳底部。

上图给出了，中国地震、深大断裂、煤田和天然气田的空间分布。从这三张空间分布图中可见，中国大地震空间分布与大煤田、天然气田的空间分布相对一致。中国大地震发生在大盆地周边的深大断裂带。地震、煤气田、大断裂三者一致。有断裂、没有大煤田或天然气田的地区一般没有发生过大地震。煤田下部可能是天然气天田。天然气田在大盆地8千米内沉积盆地的地层中。沉积盆地边上就是10-20千米深的深大断裂。这些深大断裂的10-20千米处是大地震震中。

如上图所示，在地幔地核产生多极高压甲烷气体，在深大断裂带聚集。气体越聚越多，压强越聚越大。最终，大量极高压气体突然挤胀开裂高度挤压的岩石断裂，高速逃出，形成地震。一部分高压气体逃出地表，进入大气。它们在地面留下山崩地裂呼啸，在大气中造成变化，形成降温和降雨。另外一部分，进入水平地层，充填了空隙、孔隙和空洞，储存在其中，形成了高压大气田，等待人们的认识、探明和开采。当然，它们也会随着高渗透率的断裂、层面等通道，缓慢地渗流到地表，再进入大气，给空气增添碳和氢元素。

因此，油气勘探向地壳深部进军，不仅仅是地球物理勘探的重大理论创新，更是要给出原创地球科学新理论的重要依据。

衷心希望，在深部地壳，尽早、尽快地发现和找到海量甲烷天然气资源。再开采利用它们，同时，腾出深部储存空间，让出空间给未来地震气体储存，从而，降低它们运移到地表的机会，降低它们在地表造成的地震破坏和灾害。

2016年6月22日14:27写成于香港大学黄克競楼办公室