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      沉積有機(jī)質(zhì)——點(diǎn)亮了黑夜 溫暖了寒冬

      2023-11-06 14:12:07楊曉光
      能源新觀察 2023年10期
      關(guān)鍵詞:遺骸化石沉積

      楊曉光

      自古以來(lái),人類就一直在探求世界的奧秘,從遙不可及的星辰大海到地球深處的寶藏,無(wú)一不充滿魅力。在這個(gè)充滿好奇和探索的世界中,有一種名為沉積有機(jī)質(zhì)的物質(zhì),它神秘而又神奇,為我們的生活帶來(lái)了無(wú)盡的便利。作為現(xiàn)代能源的主要來(lái)源,沉積有機(jī)質(zhì)在地球歷史長(zhǎng)河中扮演著重要角色。無(wú)論是照亮城市的電力,還是驅(qū)動(dòng)交通工具的燃料,沉積有機(jī)質(zhì)都是它們背后不可或缺的力量。本文將帶領(lǐng)大家走進(jìn)沉積有機(jī)質(zhì)的奇妙世界,一起探尋沉積有機(jī)質(zhì)的奧秘。

      一、探尋生命之末:揭示沉積有機(jī)質(zhì)的真實(shí)面目

      沉積有機(jī)質(zhì)是指由生物遺骸、植物碎屑以及微生物等沉積而形成的一種黑色有機(jī)物質(zhì)。從古老的泥炭沼澤到廣袤無(wú)垠的海洋,沉積有機(jī)質(zhì)在地球的各個(gè)角落留下了它們的足跡。在地球漫長(zhǎng)的歲月中,它們?cè)诓煌牡刭|(zhì)環(huán)境下,經(jīng)歷復(fù)雜的生物、物理和化學(xué)變化,逐漸轉(zhuǎn)化為各種類型的化石能源。

      沉積有機(jī)質(zhì)的種類繁多,根據(jù)來(lái)源和成分的不同,可以大致分為以下4類:

      陸源植物有機(jī)質(zhì):來(lái)源于陸地植物的碎屑和遺骸,主要存在于富泥炭和煤的沼澤相地層中。

      藻類有機(jī)質(zhì):主要來(lái)源于海洋或淡水中的藻類生物,如硅藻、藍(lán)藻等,沉積在海相和湖相地層中。

      海洋生物有機(jī)質(zhì):包括海洋動(dòng)植物的遺骸、糞便和分泌物,如有孔蟲、珊瑚和貝類等,主要分布在海相地層中。

      微生物有機(jī)質(zhì):來(lái)源于細(xì)菌、真菌等微生物的遺骸和代謝產(chǎn)物,廣泛存在于各類地層中。

      沉積有機(jī)質(zhì)的形成和演化過(guò)程非常復(fù)雜,涉及生物、地質(zhì)、氣候等多種因素。它們的形成歷程,仿佛是一部地球生命史的濃縮,訴說(shuō)著大自然的奧秘和生命的傳承。首先,生物遺骸、植物碎屑以及微生物等有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)生物降解、氧化還原作用等過(guò)程,逐漸喪失部分原始特征,形成干酪根。隨后,干酪根在沉積作用下被埋藏入更深的地層中,與無(wú)機(jī)礦物混合形成有機(jī)質(zhì)富集的地層。最后,隨著地層的加厚和地溫的升高,有機(jī)質(zhì)在高溫高壓條件下發(fā)生熱解、變質(zhì)作用,逐漸轉(zhuǎn)化為油、氣、煤等化石能源。

      沉積有機(jī)質(zhì)是地球生命的印記,蘊(yùn)藏著無(wú)數(shù)歲月的秘密。它們見(jiàn)證了地球上生物的繁衍與更替,承載了大自然的生命力。在這個(gè)過(guò)程中,沉積有機(jī)質(zhì)不僅為地球生態(tài)系統(tǒng)提供了豐富的能量來(lái)源,還為人類的生活帶來(lái)了無(wú)盡的便利與可能。正是這些寶貴的遺產(chǎn),塑造了今天我們所依賴的化石能源。

      二、黑金時(shí)代:油氣和煤炭資源與沉積有機(jī)質(zhì)的關(guān)系

      2.1工業(yè)血液:油氣的形成

      石油,被喻為“液體黃金”,是現(xiàn)代工業(yè)的血液。它的主要成分是碳?xì)浠衔铮且环N具有高能量密度的液體燃料。石油主要由沉積有機(jī)質(zhì)在地層深處經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的生物降解、熱解和熱催化作用形成。沉積有機(jī)質(zhì)在地層中的濃度、類型以及地質(zhì)條件等因素都會(huì)影響石油的質(zhì)量和產(chǎn)量。油藏的形成可以簡(jiǎn)要分為以下3個(gè)過(guò)程:

      有機(jī)質(zhì)沉積:海洋、湖泊等水體中的有機(jī)物質(zhì)(如藻類、海洋生物遺骸等)沉積到水底,與泥沙混合后經(jīng)歷成巖作用,形成富含有機(jī)質(zhì)的泥巖或頁(yè)巖。

      熱成熟作用:隨著地層的加厚和地溫的升高,有機(jī)質(zhì)在高溫高壓條件下經(jīng)歷熱解作用,逐漸轉(zhuǎn)化為石油。

      石油運(yùn)移與聚集:石油在地層中生成后,逐漸聚集到滲透性較好的巖石中(如砂巖)形成常規(guī)油藏,或是滯留在其生成的泥頁(yè)巖中形成非常規(guī)油藏。

      天然氣由于燃燒時(shí)呈現(xiàn)藍(lán)色,被喻為“藍(lán)金”,主要由甲烷等輕烴組成,與石油的形成過(guò)程類似,目前發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)天然氣資源源于沉積有機(jī)質(zhì)的熱解作用。不過(guò),相比原油,天然氣的形成需要更高的溫度。在一定條件下,石油也可能進(jìn)一步裂解,生成天然氣。

      2.2黑色寶藏:煤炭的形成

      煤炭是一種主要由沉積有機(jī)質(zhì)形成的固態(tài)化石能源。它主要來(lái)源于古老的植物遺骸,在地層中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的生物降解、熱解和變質(zhì)作用而形成。煤炭作為一種重要的化石能源,長(zhǎng)期以來(lái)為人類的工業(yè)、交通和生活提供了大量能量。它的廣泛應(yīng)用不僅推動(dòng)了工業(yè)革命的發(fā)展,還為現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。煤的形成同樣從有機(jī)質(zhì)的沉積開(kāi)始,但主要源于高等植物的有機(jī)體,可簡(jiǎn)單分為以下3個(gè)過(guò)程:

      植物沉積:在沼澤、濕地等環(huán)境中,植物死亡后的遺骸積累在水下,形成泥炭。

      埋藏與煤化:隨著地層的加厚和地溫的升高,泥炭逐漸失去水分和揮發(fā)分,轉(zhuǎn)化為煤。

      變質(zhì)作用:隨著埋深的增加和溫度的升高,煤不斷發(fā)生變質(zhì)作用,從泥炭、褐煤、煙煤到無(wú)煙煤,品質(zhì)逐漸提高。

      2.3深刻的聯(lián)系:油氣、煤炭與沉積有機(jī)質(zhì)

      油氣和煤炭資源的形成過(guò)程表明,它們都源于沉積有機(jī)質(zhì),是地球生命歷史的產(chǎn)物。這些資源的開(kāi)發(fā)利用,實(shí)際上是在利用地球過(guò)去幾億年來(lái)生物遺骸和植物碎屑所儲(chǔ)存的能量。在這個(gè)意義上,可以說(shuō)沉積有機(jī)質(zhì)是化石能源的母體,為人類的文明發(fā)展提供了源源不斷的動(dòng)力。

      油氣和煤炭資源與沉積有機(jī)質(zhì)之間的密切關(guān)系,彰顯了沉積有機(jī)質(zhì)在地球生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位。正是這些古老的寶藏,讓我們的生活更加便利,可以說(shuō)是沉積有機(jī)質(zhì)點(diǎn)亮了我們的黑夜,溫暖了我們的寒冬。

      三、點(diǎn)亮黑夜,溫暖寒冬:化石能源在現(xiàn)代人類文明中舉足輕重

      在現(xiàn)代社會(huì)中,化石能源扮演著舉足輕重的角色。石油、天然氣和煤炭作為主要的能源來(lái)源,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、電力供應(yīng)和民用生活等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球約80%的能源需求依賴于化石能源。這些能源的消耗不僅推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,還為人類生活提供了便利和舒適。

      工業(yè)生產(chǎn):石油、天然氣和煤炭是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的原材料,用于生產(chǎn)鋼鐵、化肥、塑料等各種產(chǎn)品。

      交通運(yùn)輸:石油是汽車、飛機(jī)、火車等交通工具的主要燃料,為全球的交通運(yùn)輸提供了動(dòng)力。

      電力供應(yīng):煤炭、天然氣等化石能源在全球電力生產(chǎn)中占據(jù)重要地位,為居民和企業(yè)提供了穩(wěn)定的電力。

      民用生活:天然氣、煤炭等能源在家庭取暖、烹飪等方面具有廣泛的應(yīng)用。

      雖然化石能源為人類的生活帶來(lái)了諸多便利,但其開(kāi)發(fā)和消耗也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。首先,燃燒煤炭、石油等化石能源會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體,對(duì)人類健康和環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。其次,化石能源的燃燒排放了大量溫室氣體,導(dǎo)致全球氣溫上升,引發(fā)極端氣候、海平面上升等一系列問(wèn)題。最后,化石能源開(kāi)采過(guò)程中,破壞地表植被、污染水資源,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。因此,在享受化石能源帶來(lái)的便利的同時(shí),我們也要警覺(jué)它們的消耗和環(huán)境影響。

      四、守護(hù)地球:珍惜資源,共創(chuàng)可持續(xù)未來(lái)

      4.1珍惜資源,用好每一點(diǎn)“黑金”

      作為地球生命演化過(guò)程中的產(chǎn)物,沉積有機(jī)質(zhì)孕育了豐富的化石能源。然而,這些資源并非取之不盡、用之不竭。面對(duì)日益增長(zhǎng)的能源需求,我們需要更加珍惜和合理利用這些寶貴的資源:

      提高能源利用效率:通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、管理優(yōu)化等手段,降低能源消耗,減少資源浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗的脫鉤。

      倡導(dǎo)綠色生活:從日常生活中做起,養(yǎng)成節(jié)約用水、用電、用燃?xì)獾攘己昧?xí)慣,減少能源浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保的生活方式。

      增強(qiáng)環(huán)保意識(shí):通過(guò)科普宣傳和教育活動(dòng),提高全民的能源環(huán)保意識(shí),使更多人認(rèn)識(shí)到珍惜資源的重要性。

      4.2發(fā)展可再生能源,構(gòu)建清潔能源體系

      在珍惜化石能源的同時(shí),我們還需要大力發(fā)展可再生能源,以滿足未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的需求??稍偕茉淳哂星鍧崱h(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵:

      大力發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源:通過(guò)政策扶持和技術(shù)創(chuàng)新,提高太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源的開(kāi)發(fā)利用效率,逐步取代化石能源。

      加強(qiáng)核能、水能等資源的利用:充分利用核能、水能等清潔能源資源,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供穩(wěn)定、可持續(xù)的能源供應(yīng)。

      構(gòu)建多元化的能源結(jié)構(gòu):實(shí)現(xiàn)清潔能源與化石能源的有機(jī)結(jié)合,打造多元化、高效、安全的能源體系。

      五、結(jié)語(yǔ)

      沉積有機(jī)質(zhì)孕育了豐富的化石能源,這些古老的寶藏點(diǎn)亮了夜晚,溫暖了寒冬,為人類文明的發(fā)展提供了源源不斷的動(dòng)力。然而,在享受化石能源帶來(lái)便利的同時(shí),我們也要認(rèn)識(shí)到它們的有限性和對(duì)環(huán)境的影響。在未來(lái)的發(fā)展中,我們需要珍惜資源,合理利用化石能源,同時(shí)大力發(fā)展可再生能源,實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,通過(guò)提高環(huán)保意識(shí),加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),為子孫后代留下一個(gè)美麗、宜居的地球。

      作者單位:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心

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