2017, Vol. 60
2. 中国科学院大学, 北京 100049
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
在近100年间，自1910年以来全球能源的消费中心由欧洲转移到美洲，消费量达3.9亿吨油当量，为全球总消费量的39%.自2002年开始，能源消费中心又从美洲转移到亚洲，消费量已达28亿吨油当量，占全球总消费量的27%.如今我国对外石油依存度已达58%左右，其中约65%却是来自政治局势动荡和地缘纷争不断的中东地区，而这些地区石油的运输又均要通过美军控制的要塞——马六甲海峡抵达我国，致使运输的安全性始终受到威胁.为此长远打算，在这样一个多元化共享世界能源的大背景下，我国必须坚定不移地立足于本土并迅速建立起安全、可靠、且可保障长期稳定供给的能源战略后备基地乃当务之急！
基于这样的世界格局，科学地厘定未来能源发展与利用的路线图，确属迫切！我们既不是石油的唯有机成因论者，也不是唯无机成因论者，但必须承认两者均有着合理的内核，且在理论和实践上均有着一定的依据.时至今日，我们尚难以给出完全否定何者或仅赞同何者的确凿证据.为此，从根本上去思考油、气成因与可否再生的问题必须尽快提上日程，以利于未来油、气的寻找方向和空间，这在理论和实际发展中均有着深远的意义.
早在17世纪前后，最初的无机生油、气理念曾占有一定的地位，并与油、气的有机成因论存在着纷争.后来，在全球范围内，随着依靠有机生油论的指导发现了一系列储量可观的油、气田后，有机生油论占据了上风，并处于“统治”地位！笔者赞同有机生油、气理论者，然而却无法完全否定无机生油、气的理念.多年来，尽管无机生油、气的声音较弱，但却不能被忽视，因为他们在理论上确具有合理的内核！
近年来，关于微生物天然气成因屡有报导、论述和较广泛的共识 (王先彬, 1982;戴金星等, 1989;王先彬等, 1992; Gold, 1993;郭占谦和王先彬, 1994;张景廉, 2001).目前，尽管非生物生油问题尚难达成共识，但却悄然抬头.双相沉积盆地 (陆相和海相)、双层基底 (中生代基底和古生代基底) 已得到关注 (滕吉文等, 2009;滕吉文和杨辉, 2013)，在全球范围内的第二深度空间 (5000~10000 m) 已发现了一系列的大型油、气田 (Burruss, 1993;金之钧和蔡立国, 2006;马永生和蔡勋育, 2006;倪新锋等, 2007; Kutcherov, 2008;滕吉文等, 2008, 2009;邹才能等, 2011a, b ;滕吉文和杨辉, 2013).同时，在国内外一系列油气田中还发现存在Pb-Sr-Nd等金属元素 (张景廉等, 1997, 1998, 2000, 2006;陈义贤等, 1999; Zhu et al., 2001)，以及多个油、气田中存在异常现象：如天然气的不断逸出1) (Simoneit and Lonsdale, 1982; Didyk and Simoneit, 1989; Simoneit，1993；高耀斌等, 1995;杜乐天和强祖基, 2002;郭占谦, 2005;王连生等, 2005;张虎权等, 2005).这些现象已不是个例与偶然，故不得不对这两种油、气成因理论再作进一步的理解，同时给予理性的质疑与厘定！
1) 郭占谦.1998.大庆油田油气可持续发展的思考.大庆:大庆油田勘探开发研究院.
从物理学和化学的理念出发，有机物质在漫长的地质年代中被深埋地下，在适宜的温度与压力等地质环境下会生成干酪根进而生成油、气.然而，是否现有的油、气完全是由有机成因生成的呢？所以人们应当特别重视关于无机生气的问题，依据烷烃气形成的标志，如碳同位素组成、甲烷碳同位素和R/Ra比值的证据事实等.不论是在世界其他国家还是在中国各地，无机生气已基本达成共识 (徐永昌等, 1994;戴金星等, 2008).因此，本文将主要论述有机和无机生油的问题.近200年来，在油、气成因的纷争和对二者所提出论据的分析中，确感地球内部壳、幔物质的分异、调整，物质的运动行为与轨迹，壳、幔物质与能量交换及其耦合响应与动力学机制在油、气形成的深层过程中有着极为重要的运动学和动力学效应 (滕吉文, 2001, 2003, 2005).多年来，面对石油已标明的储量与计算储量和累计可采储量的不一致问题，油、气中共生的多种微量金属元素，断裂、裂谷、破碎带、结晶质岩石等构造作为油、气的生、储环境等问题，这就要求人们必须辩证地去理解油、气成因这一古老而又新生的科学问题.为此，在不断深化认识的进程中，必须从理论上、技术上、实验上和实际探查与开发中进一步较为全面且深入的分析与研究，以逐步求得规律性的认识，厘定石油的双机 (有机+无机) 混合成因的新理念，这对未来油、气能源的勘查、开发、利用的导向将是不无裨益的！
2 石油形成的成因分析 2.1 油、气有机成因说(1) 海相生物沉积生油
自17世纪以来，关于石油成因一直处于争论之中，有机与无机成因确有各自确凿的物质基础与论据.自从1859年8月，Drake在美国宾夕法尼亚州的泰物斯维尔成功发现世界近代史上第一个油田之后，从此揭开了近代油、气工业的序幕，奠定了有机物石油成因论的统治地位，相反石油的无机成因论则逐渐消沉.至此，很多石油地质学家一致认为，石油是由海洋浮游生物死亡后沉积海底，在厌氧环境下降解经厌氧型细菌将脂类转化为蜡状物质，最终形成油页岩.在漫长的地史年代中，多期次的构造运动使地壳发生沉降，并使源岩的埋深随之增加.在这样的海洋环境中，受到温度和压力的作用，有机物质发生一系列生物-物理-化学变化.当温度升到石油形成的门限 (60~120 ℃) 时，热解作用使油页岩分子分裂为直链碳氢化合物并形成原油，在适宜的地质构造条件下，即在具有生、储、盖和圈闭条件下构成油储.
随着源岩的埋藏深度的增加，温度逐渐升高，在不同的温度门限下分别形成石油和天然气 (图 1).如图 1所示，当温度达到天然气生成的门限 (120~220 ℃) 时，则深埋的有机物产生热裂解而形成天然气，在更大的埋藏深度，温度压力随之升高，天然气被高温所破坏，至此深度则无油、气存储.这一论点表明，石油和天然气只能在海域海相沉积层中并以有机物质作为基础并满足特定的边界条件下才能形成.
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图 1 当地温梯度为35 ℃/时Ⅱ型干酪根的油气埋藏深度、温度和生成数量 (Tarling，1981) Fig. 1 The relationship between depth of burial, temperature and relative amount of crude oil and natural gas from type Ⅱ kerogen in an area with a geothermal gradient of about 35 ℃/km (Tarling，1981) |
1922年美国斯坦福大学地质学系教授Blackwelder在《中国和西伯利亚的石油资源》一文中曾预言：中国将永远不能产出大量的石油.其依据是：a) 中国没有中、新生界海相沉积的有机物质；b) 古生代大部分地层不能生成石油；c) 除西部和西北某些地区外，几乎所有地质年代的岩石都曾遭受过强烈的褶皱、断裂，并受到不同程度的火山岩侵入 (中国石油报新闻中心, 2007).可是这一系列的限定均一一被我国的实践所突破 (胡社荣, 1999).事实上，中国内陆各油田深处是有海相、陆相交互沉积的，只不过年代不同而已.海相沉积和陆相沉积与油、气生成间找不到明显的因果联系，有的海相沉积有油，而有的海相沉积就没有油，陆相也一样.在沉积相与油、气资源间，并没有确定的因果关系，没有哪一个石油公司能奔着海相或陆相沉积去找油、气.
(2) 油、气有机成因论的建立历程
著名俄国科学家罗蒙诺索夫 (Ломоносов) 曾提出蒸馏说，他认为石油是煤炭在地下高温蒸馏的产物，这是最早的有机成因说.20世纪20年代初期，维尔纳茨基 (Вернáдский) 系统研究了有机质的地质作用，并论述了石油有机成因的主要依据.Treibs (1934) 首次证实卟啉化合物广泛存在于不同时代、不同成因的石油及沥青中，从而为石油有机成因理论找到了一个重要的依据.进入20世纪60年代，随着色质技术的广泛应用，对地质体中有机质的演化有了深入的认识.Bray和Evans (1961) 发现现代沉积物和生物体中正烷烃碳数分布具有奇偶优势，正脂肪酸碳数分布具偶奇优势，而古老沉积岩和石油中不具有此优势，这一发现否定了沉积有机质直接成油说，同时开启了有机质成岩演化机理及其与石油形成关系的研究；Phillippi等(1965) 提出沉积有机质大量转化成烃类，需要一定的埋藏深度和温度；Vassoyevich等(1970) 提出石油生成存在主要阶段和主要相；Pusey (1973) 提出了“地温窗”和“液体窗”的概念；80年代初，Tissot和Welte (1984) 以巴黎盆地下面的托尔阶页岩为研究对象，建立了干酪根热降解生烃的演化模式，提出并完善了干酪根晚期生烃学说，总结了油、气的生成、演化和分布规律；Connan (1974)、Tissot和Welte (1984)等建立了油、气生成模型，并用于定量的确定烃源岩的生烃潜力.
干酪根热降解生烃理论和油、气初次运移理论的建立，解决了油、气生成和运移的根本问题，明确了油、气的原始母质来源和演化过程，弄清了基本的排烃机理.这一理论的建立丰富了石油地质学理论，促使油、气勘探从以背斜理论为主导的时代，进入了以生油理论为主导的阶段 (邹才能等, 2011a, b ).有机成因论的内核在于，石油是远古时期生物残骸的有机质形成的，是不可再生的化石能源，迟早要被消耗殆尽.
归纳起来，油、气的有机成因主要证据有 (杜建国等, 1996)：
(i) 石油中含有一系列有机分子，这些有机分子的确是现代生物体中常见的复杂化合物裂解形成的，而不可能是非生物过程合成的.
(ii) 迄今为止，几乎全部工业油气聚集都在沉积岩中或与之相接触的岩石中，后者是沉积岩中形成烃经运移后聚集的.
(iii) 石油常具有旋光性，旋光性为生物物质之特性，而非生物成因者不具.
(iv) 油、气在前寒武系-更新统的地层中均有发现，年轻地层中的石油具明显的奇碳优势，这种碳数分布特征是生物成因物质裂解造成的，很难从其他方面得以解释.
(v) 油气的元素组成与生物有机体相似，而与无机物质的相差甚远；其碳同位素组成也与生物物质 (尤其是脂类) 相近，而与其他含碳无机物的相差甚大.
(vi) 在油田剖面中，含油气层位总与富含有机质的层位有依存关系，而不像无机内生矿床那样与岩浆岩有关.
(vii) 实验地球化学和热力学研究表明，生物物质经过热降解，特别是在有某些沉积造岩矿物存在时，能产生一定量的油、气，并且所需温度不高.
2.2 油、气无机成因说尽管油、气的有机成因的理论能解释一些现象，但是依然存在很多理论上不能自圆其说的矛盾，以及实践上被证明的矛盾.比如即使在储油层附近有富含有机质的碳酸岩岩层，但是这里的有机质是生油排烃的依存还是石油散逸过来的呢？为此，相应地发展了油、气的无机成因理论.油、气的无机成因说，早在18世纪中叶俄罗斯著名科学家罗蒙诺索夫 (Ломоносов) 就已经提到油气与火山活动相关的无机成因的构想.著名化学家门捷列夫1876年提出的碳化物说；随后索科洛夫1889年提出了宇宙说；Robinson (1966) 提出了费-托地质合成说，耶兰斯基1966年提出了蛇纹石化生油说；切卡克留克1971年提出了高温生成说；Gold (1993) 提出了地幔脱气说等一系列与无机成因相关的理念 (张厚福等, 1999).在这个过程中，油气的无机成因说经历了多次的兴衰，这种论点确具有一定的历史和相应的代表性人物.俄罗斯和乌克兰的科学家自斯大林时代就研究石油的无机成因论，到20世纪90年代后已经在无机成因论的指导下，在乌克兰和越南成功地找到了石油 (袁学诚和李善芳, 2012).
(1) 前苏联的Kudryavtsev
以Kudryavtsev为代表的前苏联学派——无机成因说的创始人之一 (Kudryavtsev, 1951).他在参观加拿大艾伯塔省的Athabasca Tar Sands油田地质考察后提出疑问！他认为这个油田的碳氢化合物是如此巨大，不可能有那么多的原始有机物存在，最可能的解释是深部无机生成 (Kudryavtsev, 1951).这种油气储藏量与原始生物数量之间的巨大落差，即数量上的不匹配现象在很多大油田均存在.
(2) 美国的Gold
Gold教授是一位天体物理学家，他洞悉碳是宇宙第四位丰富的元素，并且多以碳氢化合物的形式存在.在太阳系中的外行星、木星、土星、天王星、海王星及其卫星的物质中均有大量的甲烷存在 (Gold, 1999).整个一组碳氢化合物都能够在地幔中以无机的过程生成，以碳氢化合物的分子 (主要是甲烷)，以及碳元素、二氧化碳及碳酸盐等形式存在.这些碳氢化合物可以藉大地震等作用形成的地壳内部断裂和裂隙为通道并运移到地壳浅处直至地表，却会被不渗透层所圈闭，而形成石油的油储空间 (Gold, 1985, 1993).
Gold在瑞典西丽洋陨石坑曾实施过钻探.西丽洋陨石坑的花岗岩基底在370 Ma以前被一个直径约40 km的陨石撞击而破碎，石油从地幔渗透上涌至地表，经钻井产出15 t原油 (Gold, 1987).尽管未能获得工业油流，但却发现有黑泥，这使得他认为，大陆板块边缘造山带、大型地壳裂谷、地震活动带、活火山或死火山附近以及已查明油、气富集的线性带状外延部位均可为油、气存在概率较高的地域.
(3) 中国的无机成因论论者
我国也有不少石油地质、石油地球物理学家持无机生油、气的理念 (朱夏, 1983;陈荫祥, 1985;符晓, 1987, 1988;罗志立, 1991;张恺, 1991, 1997).无机成因论者认为，石油来自地球内部深处 (如中、下地壳、上地幔)，是地球内部自然形成的，其资源量远远超过有机论者的估量值，且为可以再生的，几乎与地球的寿命等同.张景廉等(2001)、袁学诚和李善芳 (2012)等一致认为石油为无机生成，不仅对有机成因论进行了详细的论述而且提出了一系列的质疑.
2.3 无机生油的实验室研究(1) 费托合成与人工化学合成石油的蛇纹岩机制
所谓费托合成 (Fischer-Tropsch synthesis) 是当时正在德国Kaiser Willhelm研究所工作的Franz Fischer和Hans Tropsch于20世纪20年代进行的一项发明，在一定的条件下，他们将一氧化碳和氢合成为烷烃 (Szatmari, 1989)：
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烷烃 (CnH2n+2) 的分子式中的n代表碳原子数.在常温常压下，n=1~4的烷烃呈气态，存在于天然气中；n=5~15的烷烃呈液态，是石油的主要成分；n > 15的烷烃为固态.费托合成过程中还需要脱硫，调整氢与一氧化碳的比例，水蒸气重组等.在二战期间用费托合成方法生成了占德国战争中用油的9%.他无可置疑地说明，无机不但可以合成石油，还可以提供工业规模的人工化学合成的石油.
1967年，乌克兰Chekaliuk教授提出，石油可以自然地模拟费托合成过程在地壳内的合成，被称为蛇纹岩机制，或蛇纹岩过程 (Charlou et al., 2005; Szatmari et al., 2005).蛇纹岩机制生油的化学基础是橄榄岩的蛇纹岩化，在有二氧化碳的环境下纯橄榄岩水化可生成甲烷 (Keith and Swan, 2005).不可否认，费托合成石油的理念是有着深远意义的，因为它证明了石油是可以人工合成.
(2) 无机生油化学——热力学响应
Kenney等(2002) 以热力学中的普适原理来研究无机生油.结论是甲烷是唯一一种在标准温、压条件下 (简称STP，指温度为298.15 K、压力为101325 Pa的温压条件) 稳定的碳氢化合物 (Kenney et al., 2002).只有在压力 > 3×106 kPa、温度 > 700 ℃时，即相当于地下约100 km深度 (图 2) 才有可能从甲烷生成正常烷属烃.为此，提出在地壳内的温、压条件下由生物变质形成石油的假说，这与化学热力学的基本原则相矛盾.同时，Kenney认为由氧化的有机分子，如碳水化合物 (C6H12O6) 形成较高的碳氢化合物在任何条件下都是不可能的.他从热力学3个基本定律 (能量守恒定律、在自然过程中熵始终大于零以及在绝对零度时物质的熵趋向于零) 出发，导出Gibbs方程等基本方程式，通过数学分析来探讨化学问题，以判断化学反应由一种状态转换成另一种状态是否可能.最后，他通过实验得出，当温度高于900 ℃时，碳氢化合物的产出量稳定.在热力学达到平衡后，当温度增高达300 K时，其在物理-化学边界条件的制约下，碳氢化合物还将保持稳定.
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图 2 地球深部的压力和温度 (Kenney，1996) Fig. 2 Pressure and temperature in deep Earth (Kenney，1996) |
归纳起来，油、气的无机成因的主要论据有 (杜建国等, 1996)：
(ⅰ) 石油和天然气常发现于长的线性或大的弧型构造单元，这些部位有切割很深的断裂构造.
(ⅱ) 石油中许多化合物在实验室可以合成，具有笼状构造的金刚烷可以用双环戊二烯加氢合成，是典型的非生物成因烃.用电火花轰击甲烷生成了类似石油组分的有机物，费-托反应生成甲烷.实验室内已合成石油中普遍存在的甲基戊烷和甲基己烷，证实它们并非一定是正己烷与正戊烷异构化的产物.
(ⅲ) 一些温度较高的深层发现了石油，这些部位几乎找不到生物成因的证据，有时原油的旋光性与奇-偶碳数分布特征也完全消失.
(ⅳ) 许多天体中存在碳氢化合物，在球吸积增生过程中这种碳氢化合物部分被封存于地球内部，地球后期演化过程碳氢化合重新聚集或分散.
(ⅴ) 一些生命物质可以由无机 (非生物) 过程合成.甲烷、水、氨和碳的氧化物可能是蛋白类、氨基酸的起源物.在950~1050 ℃，有硅胶催化的条件下，甲烷与氨反应生成典型的氨基酸，而且产率较高.
(ⅵ) 在许多不存在生物的地方发现了甲烷.譬如，在无沉积物的大洋中脊、岩浆岩和变质岩裂隙中，以及地球深部、火山喷气中都含有甲烷等含碳挥发份.1932年苏门答腊Merapi火山喷发期间，喷射的火焰高达500多米.
(ⅶ) 在一个大区域内原油的化学成分和同位素组成常与含油气岩系的地质年代及岩性无关，天然气碳同位素组成倒序 (δ13C1 > δ13C2 > δ13C3 > δ13C4) 是聚合反应造成的，许多烃类聚集中有幔源氦.
通过以上的讨论和有关有机生油气和无机生油、气的归纳显然是比较实际的，特别是对油气形成与聚集成因的分析使得人们清晰地认识到：
(a) 海洋有机物油、气成因基本上已得到全球石油界的共识，且应为生烃的主体；
(b) 无机物在一定的物理-化学边界条件约束下可以合成碳氢化合物——石油和天然气；
(c) 有机物与无机物的混合生成油、气存在着潜力.
3 对典型油气田中若干异常现象的分析和理解石油和天然气可否再生已引发了不少论述和讨论，这个问题实质上是油气生成的机理问题，怎样来正确理解它们的成因，在油、气勘探与开发中始终存在着唯有机成因论为主导的理念.近年来却不时地见到有关油、气与页岩相、基底与成因方面的文章或报导.
3.1 为何石油已标明储量大于计算储量和累计可采储量在当今世界上一些油、气田或地区的油、气勘探与开发过程中，实际探明的地质储量往往会超过计算求得的油、气资源量，累计采油量超过可采储量，这种现象一方面是随着人们认识的增加、科技的进步和勘探水平的不断提高，原来未发现的油层有可能被发现，新的烃源岩层系、新的油储等有可能被逐渐发现.另一方面这不能排除无机物生油气的可能，即表明在开采过程中油、气可能部分有新的组分增加的现象.这是否在一些油气田中可能存在有新生油气资源补给，即石油和天然气可以再生呢？有人依据加利福尼亚Guaymas盆地南海槽热液石油的14C同位素年龄以及δ13C值认为该类热液石油是近代生成的，其可能的生成模式是高温热液流体上升到中地壳，且通过费-托反应可以合成石油 (方乐华和张景廉, 2007)，那么石油、天然气可否通过无机反应，并补充到以有机物质成烃为主形成的油气田中呢？
俄罗斯和乌克兰的科学家们发现 (威廉·恩道尔, 2011)，如果石油均为有机质形成，则需要在地下埋藏多少动、植物残骸？以沙特阿拉伯由地下抽到地表的碳氢化合物为例，仅沙特阿拉伯加凡尔的一个油田的石油产量就“需要填满了高等有机质的长宽高各9英里 (3038.6 km3) 的立体空间”！何况世界上有很多大型和超大型油田！美国石油精英弗莱契·珀鲁在20世纪70年代的美国能源危机期间，深入地研究了这个问题.他表示，即使将地球上曾经生活过的所有植物、昆虫和动物都计算在内，也无法生成现已探明的那样多的石油储量，这违背了物质守恒定律.况且，从生物质里哪能“挤出”如此多的石油？
在石油、天然气的勘探、开发过程中，通常石油、天然气的资源量、探明地质储量、可开采地质储量、年实际产量等参数间的互相关系当必会遵循着一定的科学依据.但是石油、天然气的勘探实践却也常存在一些异常现象产生，如河南泌阳凹陷面积不到1000 km2，计算的油气资源量为24亿吨，排烃量为2.4亿吨 (占资源量的10%)，而实际探明的地质储量已有3亿吨；辽河坳陷大民屯凹陷面积近800 km2，其静安堡油田石油探明储量超过1.8亿吨.对于这种“小而肥”的生油凹陷，用已有的油气成因理论尚难以给出满意的解释.
为何已开采多年且已近于枯竭的油田会在多年后得以新生？乌克兰科学院索赞斯基教授认为，有些已经开采且已枯竭的油田，多年后得以重生，恢复了商业价值采油.这证明了油田的确能够从地层深处得到补充，车臣就有很多浅层油井在停产后又重新得以采油的实例 (威廉·恩道尔, 2011).在美国，从1971年开始开采的潘佑尔公司的尤金岛330号油田，80年代的产量急剧降至每口4000桶，但不久后产油量又飞升至日产13000桶，该油田的估计储量也从6000万桶提升到4亿桶.
基于对油、气田产量大于可开采储量这一事实，一些已行将枯竭的油、气田可能“复活”，这诠释为在开采过程中油、气有新的组份增加.换句话说，油、气有可能再生或部分再生，即为有机与无机成因油、气混储的双机成因！
3.2 对石油可否再生或部分再生的理解国内外有些油田中所呈现的一些异常现象是非常值得思考的问题：
(1) 中国几个油田中的异常现象
(ⅰ) 中国近海的油气勘探表明，PL19-3油田的天然气沿垂直断裂 (以其为上涌通道) 在不断地逸散，而PL19-3油田却仍有巨大储量.这是否表明自其成藏以来一直有深部油气补给 (龚再升, 2005) 呢？
(ⅱ) 大庆长垣西侧有一条南北向的基底断裂，正是由于通过它不断向上补给原油，造成了油水过渡带西深东浅的非平衡状态 (李庆忠, 2003).
(2) 国外几个油田中的异常现象
(ⅰ) 美国墨西哥湾尤金岛330区块油田于1971年发现，到1997年已采出原油1.59亿m3，而当时计算的可采储量仅为4880万m3，故表明原油一直有新的补给，油气组份也有变化 (龚再升, 2005).
(ⅱ) 俄罗斯伏尔加—乌拉尔盆地的罗马什金油田也是一个例子.罗马什金油田可采储量为20亿吨，到2002年已累计产油30亿吨1)；罗马什金油田可采储量20.31亿吨，到1999年石油年产量1140万吨，在1970年曾达到产原油量8000万吨，累计产油为20.7亿吨 (李国玉和金之钧, 2005)；按年递减率5%计算，到2005年累计产出21.27亿吨.这表明罗马什金油田的累计产油量超过了可采储量，故推测有新生原油补给.另外，格罗兹尼油区的一些油田 (如老格罗兹尼，十月、马尔戈别克等油田) 按其累计采油量早已超过了可采储量，可是现仍在开采，这些均是众所周知的事实 (索科洛夫, 1997)，有待给出一个合理的科学解释.
(ⅲ) 在澳大利亚沿岸、委内瑞拉、加拿大、墨西哥、美国阿拉斯加等含油气盆地和波斯湾、里海、墨西哥湾等地区亦已证实，在深部有石油不断向外渗出.通过对一些地区的石油渗漏量进行统计表明：美国加利福尼亚沿岸的圣巴巴拉盆地原油的外渗量可达400万t/a，阿普歇伦半岛每年散失到地表的原油可达数百万吨 (Соколов, 1997).通常人们易于接受油气在水平方向的长距离运移，不太重视油气由地球深部近垂直向上运移的认识，而事实上当今有不少油气田中的油、气还在不断地散失且又不断的补充的动态平衡过程.显然，若用有机生油理论计算的生油量是不够该散失量的 (Соколов, 1997;李庆忠, 2005).
3.3 天然气可否再生或部分再生与物源关系密切，开采的气田中可能有来自壳幔深部的部分补给目前看来，赞成天然气可以是无机生成者的数量较多 (徐永昌等, 1994;戴金星等, 1995;王先彬等, 1997;杜乐天和强祖基, 2002;黄第藩等, 2003;李庆忠, 2005)，而对石油是否可以无机生成则存在很大分歧！
(1) 中国几个天然气田中的异常现象
(ⅰ) 莺歌海盆地，崖13-1气田由于海底天然气不断逸散，留下大量麻坑 (Pockmarks)，其散失速率为282.0亿m3/Ma，但由于地球深部天然气的不断补给，所以崖13-1气田仍有约1000亿m3储量，经计算该气田的供气速率为535.7亿m3/Ma (高耀武等, 1995)，卫星红外图像也观察到这里有一个间歇性排气带.
(ⅱ) 威远气田威93井、威52井在新储集层中获5万m3/d和6.7万m3/d的天然气新发现，使这一开发40多年的威远气田焕发“青春”，如果正常的话，可年产达4212万m3天然气 (张景廉, 2002;周兴熙, 2003;郭占谦, 2005;王连生等, 2005；张虎权等, 2005;周泽山, 2005).
(ⅲ) 四川西部九龙山气田近10余年的观察测试表明：气井中的H2含量呈周期性变化，总的趋势是在增加 (刘洛夫等, 1997).
(ⅳ) 在大庆采油厂输出的原油中发现了新增加的H2S气体1)，这表明油田开发后期有新物质补给.
(ⅴ) 大庆长垣伴生气CO2的含量自20世纪90年代开始大幅度增加，2003年伴生气CO2含量达2.87%，与20世纪80年代相比CO2含量增加了约一个数量级，而且还有继续升高的趋势 (张虎权等, 2005).
(ⅵ) 克拉2气田天然气聚集与散失量动态平衡，但其补给量大于散失量.因此，可望最终采出量大于原始储量.克拉2气田烃类气体的碳同位素很重，是库车油气系统最重的.因此这种补给应该是深源的.
(ⅶ) 塔河油田奥陶系古油藏能延续至今，可能是由于不断有深源烃充注 (刘建章等, 2005).鄂尔多斯盆地中部气田也是如此 (Didyk and Simoneit, 1989)，这种补充弥补了其在地质历史时期的散失量.
(2) 国外关于天然气外渗的异常现象
(ⅰ) 阿普歇伦半岛每年散失到地表的天然气量可达数十万立方米，鄂霍兹克海的天然气散失量为200万m3/a.
(ⅱ) 阿塞拜疆东部有220个泥火山，第四纪排出的气体总量 (包括爆发期和平静活动期) 为520000亿m3~3700000亿m3(成分为非生物成因的天然气)，超过了至1993年底全球已发现的天然气的总储量 (1420000亿m3).该泥火山地带从库拉盆地延长到南里海盆地，全长900 km，泥火山的空间分布与深断裂相关 (方乐华和张景廉, 2007;郭占谦, 2008).
(3) 瓜伊马斯 (Guaymas) 盆地的油气特征
自西蒙内特 (Simoneit)等在英国《Nature》杂志上发表了著名的论文 (Simoneit and Lonsdale, 1982) 以来，Guaymas盆地一直是研究的热点 (Didyk and Simoneit, 1989).引人注目的是在水下2020m深处，从一个热液喷口处发现了一个热液烟囱，其中有可流动的石油，经烃分析检测出从甲烷 (含量为15.5%) 到十六烷 (含量为0.7%) 的链烷烃，其轻挥发烃的总体分布形式与原油相似.
Guaymas盆地南海海槽热液石油的14C同位素年龄以及δ13C的值 (Peter et al., 1991) 列于表 3.14C的定年结果表明，石油生成年龄为4240~5705 a，δ13C值为-22.8‰~21.2‰，平均为-22.2‰，大大高于常规石油的碳同位素组成.热液喷口处的温度为315 ℃，其深处的温度更高，几乎达到临界温度.这一现象揭示了：(a) Guaymas盆地的石油14C年龄十分年轻，是近代生成的；(b) 石油的δ13C分布表明Guaymas盆地中的石油不是由蒂索等有机生油模式生成的，这种石油还自深部不断地流出；(c) Guaymas盆地石油生成的可能模式 (张景廉等, 2000) 是高温热液流体对沉积有机质的作用导致了石油的生成，深部地幔流体上升到中地壳，通过费-托反应生成石油.
事实上，在相同的洋底地质背景下，均有可能生成如Guaymas盆地的石油，但至今对洋底尚未进行有目的的观测和探索.但是通过Calvin号潜水艇却观测到并证实，这些石油事实上是不断从深部流出的.纵观世界上主要油田的开发史，至今还没有一个特大型油田完全枯竭.原苏联的巴库油田，一直被视为油尽城枯的前车之鉴，但是最近在里海地区又获得了重大发现.显然，按照有机物生油理论计算的生油量不会有这样大的差异.因此，有理由认为，这种补给量与无机生油气相关，否则就是原计算的资源量是错误的或方法上是有缺陷的？
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表 1 Guaymas盆地热液石油的14C年龄及δ13C数据 Table 1 14C age and δ13C data of hydrothermal |
(1) 甘肃窖街煤层CO2气突出
1978年5月24日，甘肃窑街煤矿发生CO2气体突出事件，采样分析表明，CO2浓度极高，占95.9%~96.6%，CH4占0.138%，CH4/CO2比值为0.0014.1980年，窑街煤矿在井下抽放CO2，抽放初期CO2含量为95%，抽放20天后降至40%；停抽52天后再抽放测定，CO2含量上升为90%以上.1988—1990年，对突出点再次测试，CO2含量仍在90%以上.依上述数据推测，在深部可能有一个CO2气体源，它的“突出”不在于是否天天抽放，如果有一个外因 (如地震) 便会诱发CO2大量释放，引发CO2突出事件，这是天然气不断再生的十分典型实例.
(2) 煤层瓦斯 (甲烷气) 突出
2006年在《天然气工业》杂志上接连发表 3篇文章谈“中国煤层气产业化面临的形式与挑战”(秦勇, 2006a, b, c )，其中特别说到煤层气资源量估算这一重大基础问题尚未解决：(a) 采煤后验证的煤层气资源量往往要大于勘探得到的资源量；(b) 矿井的瓦斯突出量一般是突出煤体中煤层气资源量的几倍到上百倍.因此，提出了一个问题：“煤层气在煤中的赋存形式是否局限于我们目前所认识的相态？”
4 关于油、气成因应该思考的几个问题 4.1 对原油中富含金属元素的理解这一问题当必涉及到石油的成因问题，必须究其因.近年来人们发现：西西伯利亚、美国中部、东部各州的大型含油气盆地与大型沉积铁矿床、大型层状铅锌矿床共生，美国一些大型铀矿床下面常常有油气藏.进一步研究发现一些碳酸盐岩沉积盆地中层状Pb-Zn矿床与石油沥青空间伴生关系，如俄罗斯勒拿—通古斯卡含油、气盆地与贝加尔湖沿岸的Pb-Zn矿带，哈萨克斯坦的楚—萨雷苏含油、气盆地与周围的卡拉套岭Pb-Zn矿床；波兰西里西亚含油气盆地与其附近的上西里西亚Pb-Zn矿床等等.对上述伴生关系的研究表明，有下列一些共同的特点：(a) 其围岩年龄相近；(b) 二者都与蒸发岩关系密切；(c) 金属矿石与石油生成温度接近 (50~200 ℃)；(d) 容矿岩层中沥青含量中的Pb-Zn含量升高 (与上、下岩层对比)；(e) Pb-Zn矿石的气液包裹体中有沥青、油滴和烃类包裹体，而石油、沥青中的Pb-Zn含量特别高.
同时，也有人曾提出“中、新生代不整合面型铀矿成矿模式”，其要点是：(a) 地幔上涌、地壳减薄的拉张裂陷区；(b) 盆地红色盖层中有玄武岩；(c) 有切穿基底和盖层的区域性断裂；(d) 断陷带 (或坳陷区) 为地热异常区；(e) 铀矿化在不整合面上、下，或产于大断裂旁侧的次级断裂等.上述特点也与我国东部含油、气裂谷盆地的石油地质状况的基本特征相似.
原油中富含的金属元素与油、气的成因密切相关，大致可归纳如下几点：
(ⅰ) 原油中往往富含一些来自幔源金属元素，如Re、V、Ni等铁族元素 (张景廉等, 2006)，且V、Ni往往有比较恒定的区域性比值 (张景廉等, 1999)，这些金属元素往往是生物物质中缺少的.在乌克兰第聂伯—顿涅茨盆地，在钻井深度为3100~4000 m的前寒武系变质岩中意外地发现了3个大型油层，不仅富含石油，而且还含有大量的微量金属 (高比值的Ni/V).
(ⅱ) 原油中的Pb、Sr、Nd同位素不仅可以定年，而且还可以示踪 (Zhu et al., 2001).如克拉玛依油田乌尔禾地区沥青中的Pb、Sr、Nd同位素是来源于上地幔的反映 (张景廉等, 1997)；塔里木盆地志留系砂岩沥青中的Pb、Sr、Nd同位素反映为源于中、下地壳；辽河坳陷古近系的干酪根、原油中的Pb、Sr、Nd同位素则反映了强烈的壳、幔相互作用 (张景廉等, 1998; Zhang et al., 1999).通常认为，原油中的Pb、Sr、Nd同位素信息可以比作生命物质的DNA，它是不可复制、不可改变的.Pb同位素技术目前广泛用于古代 (夏、商、周) 青铜器的鉴定，即使是在1000 ℃以上的熔炉中Pb同位素的组成特征也不会改变，故可以利用它的这一稳定特性进行同位素示踪.
(ⅲ) 原油与金刚石、汞、铀共生.如辽河油田中与金刚石、汞、金、铀等共生的现象均可见.如万山—铜仁古油藏中有中国最大的Hg矿；麻江古油藏中有贵州最大的Hg矿；荷兰格罗宁根气田中的天然气其Hg含量可高达每年回收15吨 (滨里海的卡拉秋别油田凝析油中还含金)，大庆油田原油中含有铀.
(ⅳ) 原油中还含有金.原油中高含量金 (Au) 的情况不断被报道 (何立贤等, 1993;张景廉等, 1998).滨里海地区卡拉秋别油田中凝析油的Au含量为6×10-7；西西伯利亚地区的新波尔托夫油田凝析油中含金达1.3×10-7；阿塞拜疆重油中的Au含量为1.05×10-8(贝尔曼和刘吉成, 1995)；尼日利亚重油中也发现了高含量的Au；胜利油田原油的Au曾被广泛引起重视.深入研究表明，含Au硫化物矿点 (床) 常位于含油气盆地边界以外的“外接触带”上，如渤海湾盆地胜利油田东部边界的山东焦家Au矿床，渤海湾盆地周边还有金厂峪Au矿床、小营盘Au矿床、东坪Au矿床等.南华北盆地周边则有小秦岭Au矿床.准噶尔盆地的地面北边界沿达尔布特大断裂带有齐-1、萨-1Au矿等，Au矿的S同位素表明：它们具有源于上地幔的特征，含Au石英脉中石英的Rb-Sr等时线年龄为286 Ma (胡霭琴等, 1997).而克拉玛依油田乌尔禾沥青中的Nd-Sr-Pb同位素示踪也表明源于上地幔的特征，Rb-Sr等时线年龄为286 Ma (张景廉等, 1998).引人注目的是：郯庐断裂穿过东部渤海湾盆地，其西为胜利油田，以东则是焦家—招远Au富集区.准噶尔盆地西部有克-乌大断裂，达尔布特大断裂以东有克拉玛依大油田，以西则有齐-1、萨-1等Au矿床.
4.2 在结晶基底、变质岩基底或其上覆的沉积岩中发现有石油(1) 断裂、破碎带、裂谷中的油、气
尽管克拉通型盆地中沉积有机质总量、地下水与粘土矿物等条件都不亚于裂谷型盆地.但是，前者的油气聚集量远小于后者.例如鄂尔多斯、塔里木、准噶尔、松辽和渤海湾盆地等.即使在克拉通盆地内，油、气也主要发现于地堑中或深大断裂带附近，如准噶尔盆地西北缘、塔里木盆地北部.在结晶基底、变质岩基底附近也常常发现油、气，如阿尔及利亚撒哈拉克拉通玄武熔岩中含碳氢化合物；阿根廷安山岩基岩中含油.1975年，在巴西近海的Campos盆地中发现的Badejo和Linguado油田，在破碎的玄武岩中产油.加拿大Fort McMurray的太古宙井中，距花岗岩顶部深260~290 m处发现重油.英国1977年发现的Clair近海油田中，在基底隆起上覆盖的泥盆-石炭纪陆相红层和隆升基底的破碎带中出油.1981年，位于苏伊士湾的Zeit湾油田钻孔至基底中发现天然气.同年10月，QQ89-2井在白垩纪地层和岩性为伟晶花岗岩到粗粒斑岩的基底中钻获253 m厚的油柱，其油田破碎基底含油量约占油田总产量的三分之一，每口井流量达83468.7~1192410 L/d.
(2) 沉积盆地中古老结晶基底与油、气
当今，许多赋存在沉积岩中的油藏，也往往与直接位于其下的基底内的破碎带有关.(a) 国外的一些发现.如沙特阿拉伯的Chawar特大油田；美国堪萨斯的Panhandle油田；哈萨克斯坦的Tengiz油田；美国怀俄明的Lost Soldier油田地质剖面上各层位 (从盖在基底上的寒武系砂岩到上白垩统沉积) 以及基底岩石中都获得油流；在加拿大地盾的岩浆岩和变质岩中不乏碳氢化合物气体；在贝加尔湖的东岸钻遇前寒武纪片麻岩中有石油；印度的PY-1-1油田围岩为前寒武纪风化花岗岩；印度尼西亚苏门答腊Beruk油田储存于前古近纪破碎变质石英岩、粘板岩及风化花岗岩基底中，裸眼测试基底油流量为20324.88L；堪萨斯、加利福尼亚、西委内瑞拉及Morocco等都是基底产油的例子 (Anirbid, 2004).(b) 我国的一些发现.如松辽盆地甲烷碳同位素组成特征 (δ13C1=12.8‰至-24.2‰)和甲烷同系物的δ13C值的反序减少 (δ13C1 > δ13C2 > δ13C3)，直接反映出非生物成因烃类的同位素组成特征，较高的3He/4He比值无疑是来自地幔的氦组分的同位素组成特征 (郭占谦和王先彬, 1994).又如，20世纪70年代，在第聂伯—顿茨盆地 (大部分在乌克兰境内，东南小部分于俄罗斯境内) 发现该盆地基底岩石中有油、气显示.20世纪90年代的前五年，在该盆地的前寒武纪基底 (北肩部) 中打钻610口井，其中370口井中得到了工业油流，勘探成功率达57%.又如一些深大断裂，大陆裂谷等均显示出石油分布或运移的通道，又如我国东部裂谷，准噶尔盆地的克-乌断裂、吐哈盆地、莺歌海盆地 (谢宏等, 1987;张启明, 1993;加弗里什, 1996;吴涛和赵文智, 1997).油、气资源主要分布的维度范围与地幔热对流的维度范围相吻合，在地幔隆起区的沉积盆地中有丰富的油气聚集，如松辽盆地、渤海湾盆地为地壳减薄的地区，确有中国最大的油、气田.这一系列的事实告诫人们，深大断裂、裂谷和结晶基底均是石油的储存场所.
4.3 壳、幔结构与油、气的生成和运移对于油、气形成机理的探索，应重视盆地深部地壳的层、块结构，特别是盆地深部的地壳低速层与高导层 (纵波波速不大于5.8~6.0 km·s-1)，其中有可能是存在着无机成因的油、气源.并非所有的石油全是有机生成的，二者亦并非相互排斥.这就是说二者在干酪根的生烃过程中可能起到互补的作用，如《辽河断陷原油生成环境与演化》一文中有关油、气生成模式 (陈义贤等, 1999).若从“无机生油”及“油、气有可能再生”的角度出发，对于连续不断的煤矿瓦斯爆炸事件、温室气体CO2的排放，与大气中CO2的浓度升高等问题 (张景廉等, 1997, 1999; Zhang, 1999)，无不可能与深部地壳内部无机气体物源及不断供给有关.至少目前尚无法确定，在地球大气环境中，地球排气与人为因素之间孰主孰次.重要的是应先查清地球每年的排气量，如CO2、CH4、CO、H2等等，而人为排气量是可以计算的.显然，当今对于这些问题，人们尚需更加开阔视野和广聚思路来看待和分析这些理念.在壳、幔的相互作用下，来自地幔的烃通过运移直抵火山和变质岩中，有些地区的深大断裂以及古潜山之下均与油田存在着密切的关系，如吐哈盆地的油、气交换与弧形断裂等；准噶尔盆地的克-乌断裂对克拉玛依油田的影响；渤海湾盆地深大断裂对油气的制约.显然，中国东部的裂谷盆地，西部的克拉通盆地中的油、气在垂向的运移、富集上均明显地受到深大断裂的控制.
4.4 地球内部壳、幔物质与能量的交换在地球内部，壳、幔介质中二氧化碳和甲烷等的存在和其是否稳定存在乃是油、气能否构成无机成因之本，而在地壳与上地幔介质中，广泛分布有低速度 (高导层)和不同产状的大型深断裂则是必须给予思考的问题.
(1) 渤海湾盆地油、气的无机生成与渗入
渤海湾盆地具有特异的壳、幔结构，Moho界面上隆减薄至27 km，热流值高、断裂发育、深部具有潜伏的玄武岩，且存在地震活动，强烈地震屡有发生 (滕吉文等, 1997, 2001, 2009;滕吉文和杨辉, 2013).为此，有人推断在这一裂谷盆地的深部有无机物生成油、气 (张恺, 1991).当今渤海湾盆地已成为我国油、气储量最大的盆地群，深部又潜伏着玄武岩，强烈地震又频频发生，又恰为数条穿过岩石圈至上地幔顶部的大断裂所切割.壳、幔演化的深层过程导致地球内部元素的再分配和聚散，并伴有物质与能量的交换和逸散，而在其演化过程中流体和地球内部的能量起着非常重要的作用.地球深部物质 (二辉橄榄岩、金伯利岩、榴辉岩等) 的研究表明，上地幔、下地壳的流体组分复杂多样，除硅酸盐熔体之外，还有气态烃类物质、氢、氮、一氧化碳、二氧化碳、惰性气体、水，以及挥发性含磷、硫的化合物与汞.地球深部的高温流体不断地向外逸散，它不仅是上地壳流体的物源之一，而且是传输地慢热的良好介质.地球深部一些水-岩反应产生大量的氢，如：
磁铁矿的形成：Fe+Fe2O3+H2O→Fe3O4+H2↑
正辉石的形成：Fe+H2O3→FeO+H2↑
这样的统一性表明：确可构成有机生成与无机生成油、气的盆地.
(2) 壳、幔深处构成油、气不同组分的赋存环境
基于油、气生成的热动力学数值模拟和高温高压实验证明：高压不仅有抑制烃类系列化合物热分解的作用，而且可促进烃类的环化、聚合和凝析作用，并向着复杂生烃系列演化，而油气能在温度为1500~1800 ℃、压力为4000~12000 MPa或更高氧逸度条件下，即相当于在深度为100~200 km的超基性岩岩浆环境下生成.若将这种推测概括起来，则可以用图 2表示，油、气的不同组分在壳、幔介质中的不同深度处可以以较稳定的状态分布.在完全均匀的条件下，甲烷可在较深的地壳和上地幔中赋存，随着深度的增加甲烷的同类物质，如链烷烃、环烷烃和芳香烃，同时各种烃类的化合物含量亦会随着深度的增加而降低 (戴金星等, 1995).以上分析表明，地壳介质在高温、高压条件下，无机成因的甲烷和二氧化碳确亦具有形成油气的边界条件.
5 双机 (有机+无机) 混合油、气成因的新理念与潜力和需要迫切解决的问题 5.1 油、气形成与聚集的有机与无机成因均呈现着一定的潜力(1) 已发现的很多油、气田中确为有机生成的油、气藏
对于油、气的生成理论曾有过很多期次的辩论与纷争，且各有盛衰.然而必须承认，有机成因理论的正确性和多年来在世界各地一系列油、气田的发现与其在全球经济发展中的重要地位.这是因为有机物质的成烃是一个在理论上、实践中均已为鲜知的且被证明了的一种油、气成因说.人们可以一一的回眸并核对近二百多年来，世界上所发现的不同规模的油、气田，不论是海域还是陆域沉积建造中所富存的油、气，基本上或主要是为在油、气有机成因理论指导下的产物，故有机成因应为油、气产出之主导理论之一是无可争议的 (滕吉文等, 2008, 2009).
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图 3 完全均衡状态下地幔石油的组分 (戴金星，1995) Fig. 3 Components of oil from mantle under perfectly equilibrium (Dai，1995) |
(2) 有些油、气田中确存在着无机生油、气的物源
近20年来，油、气田中的伴生金属 (非金属) 矿产元素的现象得到高度重视.
(ⅰ) 油、气田中含有多种稀有和贵金属
正如前述，现发现俄罗斯西伯利亚油田，美国中部和东部各州的大型含油、气盆地均与大型沉积型铁矿床、大型沉积铅、锌矿床共生，且美国一些大型铀矿床下面富含油、气藏等等.至今，在世界上原油中含有金的情况已有不少报道，在一些碳酸盐岩沉积盆地中还发现有层状的Pb、Zn矿床与石油沥青伴生.
(ⅱ) 可能的物源
通过微生物和细菌分析测量取得的所谓生物标示分子链10-6级都达不到，而大量来自深源 (上地幔) 的He气则可能是随碳氢化合物、一氧化碳、烃类、氢类和深部流体携带上来的，即表明它们的物质来源于壳、幔深部.因此，混合生油的理论可能会得到发展，这会给深大断裂区，基底风化壳地带、火山岩地带和沉积盆地的无机生油、生气探索呈现出一定的前景.为此，对于油、气混合成因的理论问题应给予关注和不断的深入探索.
(ⅲ) 在油、气田中是否存在无机生成的油、气
有机与无机生油的理论还会不停的争论下去.在深大断裂地区、基底风化壳地区、火山岩地带和沉积盆地的生油、生气表明，在一个油气田体系中，很可能在以有机生成为主导的前提下，有部分无机成因的油、气加入到该油、气田中，亦可能相反.因此提出油、气混合成因的新理念，而对这一新的认识则必须从理论上、实验上和实践上不断深化研究和探索.为此，积累资料、强化研究和探索是十分必要的，那怕是由无机生成的一部分或小部分的油、气对人类社会与经济持续发展所需的油、气供给都是十分有益.
至今，对无机成因的天然气已有不少论述和佐证.在中国和世界其他地域确也存在无机成因的油，尽管它的产出量在整个石油产出比重中尚不高 (如准噶尔盆地东部古生代火山岩中的石油已达几千万吨)，但却说明它是一种成因理念或一种认识，即无机可以生成油、气 (贾庆素等, 2007).近年来，国内、外均有不少学者致力于无机生油、气方面的研究与探索，且提出了无机生油的一些认识或模式 (图 4).在深部油、气藏的探查与实践中取得了一些新进展，如原油中含有金属和非金属元素；在结晶基底、裂缝、破碎带和深大断裂带附近存在油藏；超深钻井中也发现有烃和油的显示等等，究其来源主要应归结为壳、幔深部物质与能量交换的产物 (陈义贤等, 1999;滕吉文, 2001；贾庆素等, 2007;滕吉文和杨辉, 2013).
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图 4 油气的成因模式 (曹正林等, 2010) Fig. 4 The origin model of oil and gas (Cao et al., 2010) |
本文通过对有机和无机生成油、气理念和实际油田中储油的事实分析和研究，使我们充分认识到在无机生油理论和实践方面的意义.在这一方面，俄罗斯科学家做出了重大的贡献，他们在近几十年的岁月里在乌克兰盆地的结晶基岩中打出了天然气和石油.在验证油、气的勘探钻井过程中，5年内共打了61口探井，其中有37口探井获得了工业开采油流，成功率达60%(通常只有30%).在这一系列的油井中没有发现含有生物遗骸的有机物生烃的“生物标志物”——卟啉分子，且在结晶基底向下800~1500 m处发现了石油.关于这一问题，国人不能完全在西方石油有机成因理论的影响下，持唯有机成因论，而是要深化理解与研究.早在20世纪60年代就发现，生成短链碳氢化合物分子所要求的压力与地幔层系所致压力相等.契卡迪科曾指出，石油在地幔介质中不断形成，并通过断裂或所谓的“转移通道”被挤出并注入到地壳浅部 (威廉·恩道尔, 2011).
5.2 油、气混合成因的新理念(1) 新理念的提出
基于油、气有机与无机生成的潜力和各自在理论和实践上存在的合理内核，提出一种新的油、气生成理论，即双机 (a有机+b无机) 混合油、气成因论 (其中可能a≥0.5, b≤0.5？).如果双机混合油、气成因理论能被确立或将来被确立，这不仅是一个理念上的突破，而且将有可能大为扩展油、气生、储的空间，即除了主要在盆地进行油、气勘探外，还可在结晶基底、裂缝、破碎带和深大断裂及其附近地域找到具有一定储量的工业油、气藏.我国东部、西部均为潜在地域，如下辽河兴隆台油、气田，其地层为太古宙浅变质的花岗岩，中生代花岗角砾岩及侵入岩 (安山岩和玄武岩)，基底岩石为太古宙花岗岩.1976年底，在兴隆台油、气田打了8口生产井，钻入中生代火山岩的单井日产油约达90146.2 L.另一口井钻入花岗岩和花岗角砾岩中，日产2504.61~50081.22 L.兴隆台基底油田是一个高压、高饱和碳氢化合物柱，高度约700 m，气柱约180 m，同时并有一个不小于500 m的油柱 (Anirbid, 2004)，这无非是一个非常值得重视的事件与启示.
(2) 特别应予以思考的是深部是否存在有丰富的基底油气田
由现有资料来看，如前苏联曾根据无机生油的假说对里海80多个油、气田的基底进行了勘查 (Kenney, 1996)；在西西伯利亚克拉通沉积盆地的勘探中发现了90个油田并尚在开发，其中80个油田中的石油大部分来自结晶基底；在Dneiper-Donets盆地的北缘一个100 km×600 km条带内开发了50个工业油、气田.为了检测结晶基岩内的油、气潜力在阿塞拜疆、鞑靼斯坦和西伯利亚均已打了深钻并得以证实.
(3) 壳、幔物质与能量交换的通道与源地
基于以上的讨论可认识到，巨型断裂、裂谷、破碎带或转换输送带以及基岩和古隆起深部地带等具有高渗透率的构造地带乃是上地幔物质上涌的通道和源地.这标志着在这些构造地域有可能在不久的将来成为扩展新的油、气能源战略后备基地.
5.3 对油、气物源应进行量化计算双机混合成因的新论点和论据 (滕吉文等, 2008, 2009)，应当说当今还是初步的，尚有待深化研究、探索和油气勘探的实践检验，特别是资料的积累和详细研究与理解.但它却是人们必须全面认识油、气成因的一个重要科学问题和重要的启迪，故应从理念上去理解它，从实验和实践中去认识它.为此，应当从有机和无机与双机成因的理念上来进行一系列典型大油田的剖析，并仔细反演，即在多要素约束下对含油、气盆地和邻近地带的原始有机物质含量应有一个定量的或半定量的计算或估算，即这些有机质成烃、形成干酪根可以生成多少原油？
(1) 无机生成的油、气比例
若原始有机物含量可生烃，并可以达到或近于当今油田中的原油总储量，则该油田的油、气基本上应属于有机物质生成.相反，如果由有机物质生成的油气量与油田实际储量之间存在较大差异，以及已有储量在开采过程中尚有一定的增加，则应当考虑它来源于何处，即由“谁”来补给？显然，可将亦必须把这一部分油、气分归属于无机物质转化形成的，而这种由无机物转化生成的油、气 (不管它的量的多少) 已参入到沉积盆地的油气总产出量中是完全可能的.
(2) 油、气资源量的计算
目前，有机成因论和无机成因论在所发现的石油储集构造 (圈闭、盖层) 方面没有争议，所争议的是油、气的形成原因.两种成因论的最大差异是对油、气储量的估计：有机论者认为油、气资源趋向于枯竭；而无机论者则认为油、气资源几乎可以无限地开发利用 (当然，这种论点并不一点完全可取).从科学原理和实验证据上，越来越不利于有机论，而无机论越来越被更多的学者所青睐.在这两者间，还有一些折中的学说，如多元成因论，即认为油、气资源有一部分是有机形成的 (比如后面我们所引用的郭占谦先生的论文就是持此种观点的).有机与无机成因混合说，即认为油、气乃地球深部来源的物质对沉积层有机质转化为油、气也起了重要的作用 (持无机成油论的张量廉先生也不否认这一点).当今在已有的各种油、气资源量的计算方法中，均尚存在着本身的缺陷，这显然与定量计算中所用到的参数的提取精确性密切相关.这对于尚处于开采的油田而言，要求给出相关的准确参数确存在一定难度，但是对于世界上一些已近枯竭或近于消亡油田的参数则有可能获得相应的精确数值.因此，当今厘定一种精确量化的实际计算方法是十分重要的，一旦无机成因理论被逐渐证实，则会颠覆现有的勘探与开发模式，创造出全新的生产力.
6 讨论与结论前苏联学者索赞斯基确认为，石油可持续地、自发地在地幔中生成，并被运移排到地壳上层，即使是非常保守的估计，地壳上面潜在的石油和天然气至少是当今流行的化石能源有限假说的800倍.地球上巨大的石油储量是满足未来几千年的人类需求 (威廉·恩道尔, 2011).这至少是在石油成因与人类社会与经济发展中提出了一个值得深化研究与思考的问题！
油、气、煤能源在人类社会和经济的发展长河中具有制约和推进的效能，且为今日的文明世界做出了卓越的贡献.随着科学与技术的迅猛发展，对能源需求的与日俱增，故在世界进步的大潮中占有重要地位.为此，在双机混合成油、气理念的指导下，强化第二深度空间的能源勘查和开发已成为未来能源发展的必然选择 (滕吉文等, 2009, 滕吉文和杨辉, 2013).因为两者在理论上、实践上均具有坚实的论点、论据与实验和实际油、气田开发的判据.换言之，至今谁也给不出完全否定何者的确凿的与充分的判据与事实.
笔者并不是主张唯有机物成烃论者，确认为有机物成油在理论上、实践上有着它应有的地位，不可否认有机物成油确是油、气成因的主要理论之一.为此，必须从石油的化学分子式结构链出发，正确理解C、H、O及其化合物对油、气成因贡献的背后和深化认识油、气形成的深层过程和动力学机制.
本文通过以上的论述，可以得到以下几点初步认识：
(1) 应当清晰地认识到，双机油、气成因的论点和论据是客观的，在理论上是可行的.因为在漫长的地质年代里，在地下深处的温、压条件作用下，岩相属性和介质结构均必受到壳、幔物质与能量交换的制约，其油、气的生成和资源量应当为有机物与无机物成烃、聚集与叠合 (a有机+b无机).这种叠合资源量各自所占的百分比 (即a, b系数为何值？) 则要取决于具体油、气成藏地域的物理、化学和地质层序、岩相及构造等多要素约束下的边界条件.
(2) 双机 (a有机+b无机) 混合油气成因的理念.当今，有机物油、气成因在国、内外多为共识，而无机物油、气成因，特别是无机生油尚存在着较大的分歧 (有科学认识方面的原因，也有社会文化等其他方面的原因).本文所阐明的一系列对无机成因的要素确为助力.因为它确实可能成为提升、构建与补充构建油、气能源战略后备新的生、储与运移空间的重要途径之一.基于这样的理解，提出了双机 (a有机+b无机) 混合形成油、气共生共储的新论点和新论据.
(3) 双机混合成因的理解是基本的，也是初步的，有待于数据的不断积累、理论的不断完善和人们对它的科学理解的深化.这一新理念的提出确尚需在油、气成烃理论、生储空间、勘查开发进程中不断检验和积累数据，以达逐步逼近和完善.特别是随着对地球内部壳、幔精细速度结构的刻画，层序岩相属性和结构信息的不断获取与对深部物质与能量交换研究与探索.这一理念当必会得到不断的补充、完善和实证，以达在理念上能有所突破！至今，油、气的有机和无机成因论却有其本身的限定，而双机 (有机+无机) 混合成因确可能成为我国乃至全球油、气能源探查、开发和利用的根本导向.
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