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卡塔尔世界杯豪掷2200亿美元,这个国家为何如此富有?

社会新闻 2022-11-22 17:15:1519环球时贷

和你想的一样,油气资源丰富,人又少。

你非要问原因的话……那我们只能实话实说——老天爷赏饭吃。

上数据:

根据最新数据,欧佩克(石油输出国组织,OPEC)拥有全球80.4%的原油储量,这其中67.1%都位于中东,换算下来也就是,中东差不多有全球53%的原油储量。除了石油之外,这里还拥有世界上43%的常规天然气储量。

中东十国的大致位置,它们仅占地球的极少部分面积图片来源:Google map

为何在面积如此窄小的范围内会集中这么多油气资源?

尤其是,这片土地如今看起来压根就是贫瘠荒凉的沙漠戈壁。

让我们踏上石油形成之路吧。

什么地方才会有大量的石油?

答:拥有巨量有机物

石油是哪儿来的?可能很多人都会脱口而出:石油是生物体埋在地下后形成的。

当然,这并不算错,但实际上石油的形成过程要复杂得多。

不过目前,世界上所有的商业开采的石油都是有机成因的。

石油的成因 图片来源:flickr/timmeko

但这并不是说,只要生物死亡后被埋在地下就一定会形成石油——因为大多数死亡的生物都会被分解。

中东完美满足了这个需求:从大约6亿年前左右的埃迪卡拉纪开始,这里在大部分时间里都处在南北纬30°以内的大陆边缘的海域中,随着海平面的升降而处于海洋-大陆交替的沉积环境下。

大约1.6亿年前(侏罗纪)时期阿拉伯板块(中东的主体)的位置图片来源:Scotese,C.R.,2016. PALEOMAP PaleoAtlas for GPlates and the PaleoData Plotter Program,PALEOMAP Project,http://www.earthbyte.org/paleomap- ‐ paleoatlas- ‐for- ‐gplates/

Boom!!这里成了藻类生物的天堂。

NASA拍到的现代藻化,当年的海洋中可能比这犹有过之图片来源:wikipedia

母质怎么变成油气?

有机物在沉淀之后,会经过漫长的厌氧细菌分解和热变质作用。具体来说就是,某些厌氧细菌会将有机物分解为二氧化碳、硫化氢、磷酸盐、氨气、甲烷等气体,并残留下诸如氨基酸、肽、甘油、脂肪酸、酚类、苯醌等物质。

从有机物到油气还有漫长的历程图片来源:RichardC.Selley,StephenA.Sonnenberg著;程远锋译. 石油地质学. 东营:中国石油大学出版社, 2016.06.

但问题是,并不是所有的干酪根都能变成油气,它们需要适当的温度、适当的时间来成熟,但要是条件不适宜,就会过成熟或未成熟,这些自然就无法变成油气。

干酪根形成石油和天然气也是有比较严苛的条件的 图片来源:RichardC.Selley,StephenA.Sonnenberg著;程远锋译. 石油地质学. 东营:中国石油大学出版社, 2016.06.

大油田如何形成?

在成油之外,油气还需要运移和储存下来才能形成油气田,但这个过程也条件严苛。

生成油气的岩层被称为烃源岩,事实上,现在发现的油田,石油基本上都不是直接从烃源岩中采集的,而是油气经过运移和富集,储存到合适的地点后才形成。

位于阿拉伯的Tuwaiq Escarpment悬崖,它由生成于侏罗纪的石灰岩形成,这些石灰岩缝隙众多,是良好的储层图片来源:flickr

但是我们都知道,石油和天然气,一个是液体,一个是气体,它们很容易跑路——这些储层又疏松多孔,因此必然要有一个密封层(盖层)将其包围起来。所以形成大油田的地层还必须像三明治一样一层夹一层。

图片来源:wikipedia

事实上,除了石油储存存在这个问题外,石油的运移也存在这个问题。

在油气从烃源岩跑出来后,它们要运移到储层中也不容易。在有些地方是通过地下形成的断裂运移的。

不过,气人的是,这件事在中东这一片就很简单。

札格罗斯盆地的地层柱状图,可以看到储层与盖层是交错叠加的图片来源:刘小兵, 温志新, 贺正军,等. 中东扎格罗斯盆地:沿走向变化的构造及油气特征[J]. 岩石学报, 2019.

这种奥利奥夹心饼干模式,也与这里的环境有关。

在海洋中,岩石种类与海洋深度有密切关系,深度变深就容易形成页岩和泥岩,深度变浅,加上这里气候炎热,所以容易形成灰岩(海水蒸发后,溶解的过量碳酸钙沉淀下来就形成了灰岩)。由于这里位于大陆边缘,随着气候波动,其海平面深度自然也会波动,因此就会出现泥岩/页岩-灰岩的互层。

这就是一个典型的灰岩-页岩互层的情况,黑色为页岩图片来源:wikipedia

另外,在有些地方虽然出现了烃源岩和封闭层的互层,或者是有了断裂作为运移通道,但构造活动却过于激烈,以至于地层破碎不堪——这很好理解,有一条断层的时候,油气可以跑到合适的地方储存起来,但要有一百条、一千条断层,有些断层还直接联通到地表的时候,油气就都跑路了,压根存不下来。

所以整体上,这里富含有机物的地层就像是一个薄皮大馅的饺子一样,被完整地包裹在盖层中了。

这是在一个小型褶皱顶部,由于岩层之间的滑脱而形成的小型空隙,在大褶皱中亦然图片来源:Wikipedia
典型的油田结构,可以看到天然气和石油都在背斜顶部图片来源:Wikipedia
伊朗某油田构造剖面图图片来源:刘小兵, 温志新, 贺正军,等. 中东扎格罗斯盆地:沿走向变化的构造及油气特征[J]. 岩石学报, 2019.

(简单粗暴的)结论

所以为什么中东的油气资源这么多?

总结起来就是开头那句话,老天爷赏饭吃。

出品:科学大院

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