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地球的资源
第十四章岩石圈的运动
目的要求
岩石圈板块构造学说是现代地球科学对全球动力学新认识,是地球科学的重大进步。
它是在大陆漂移与海底扩张的基础上建立起来的。
要求学生对大陆漂移、海底扩张以及板块构造学说的基本概念、原理有所认识和了解。
岩石圈如何运动?
运动有什么规律?
动力学机制是什么?
是地质学家探讨的重大课题。
了解地球圈层的形成和演化、岩石圈的活动规律,有助于我们对各种地质现象的理解。
课时:
6学时(授课4学时、实习2学时)
授课内容
一、大陆漂移学说
二、板块构造学说
1、板块的概念及分布
2、板块的边界类型及运动特征
3、板块运动的机制
三、大洋板块的运动—海底扩张
1、海底扩张的方式
2、海底扩张的证据
四、全球大陆的演化
授课重点和难点
本章重点应放在板块的概念及分布、板块的边界类型及运动特征,以及全球大陆的演化特征。
教学方法
用多媒体以讲授为主,并对学生在自学中遇到的问题进行解答。
讲授重点内容提要
一、大陆漂移
1、大陆漂移学说的提出
大陆漂移(continentaldrift)的设想早在19世纪初就出现了,最初的提出是为了解释大西洋的两岸明显的对称性。
直到1915年,德国气象学家阿尔弗雷德,魏格纳(Alfredwegener)的著作《大陆和海洋的形成》问世,大陆漂移说才作为一个科学假说受到广泛重视。
2、基本内容
魏格纳根据拟合大陆的外形、古气候学、古生物学(图14—1)、地质学、古地极迁移等大量证据,提出中生代地球表面存在一个泛大陆(Pangea),这个超级大陆后来分裂,经过二亿多年的漂移形成现在的海洋和陆地(图14—2)。
由于当时对地球内部构造和动力学知识的局限,大陆漂移的动力学机制得不到物理学上的支持。
魏格纳学说的不幸遭遇在于他倡导大陆漂移的同时却认为大洋底
图14-1大陆漂移的古生物证据
图14-2大陆漂移过程
的稳定。
直到他去世的20年后,抛弃洋底稳定不动的海底扩张学说提出,人们对大陆漂移的兴趣又复萌了。
二、板块构造学说
20世纪60年代初期,由于全球性的科技协作和海洋地球物理和深海钻探的诸多成果,使人们对地球构造的认识达到了新的高度。
曾经一度衰落的大陆漂移学说得到了有力证据,相继提出了海底扩张、板块构造等新的学说,建立了新的地球观。
海洋调查与全球地球台网工作共获得四个主要成果:
发现了大洋脊扩张带、贝尼奥带、转换断层以及相当新的洋底沉积物。
据此,赫斯(H.H.Hess,1906~1969)和迪茨(R.S.Dietz,1914)最早提出海底扩张。
海底扩张的重要事实是全球大洋脊的存在以及洋脊两侧海底磁异常条带,各大洋海底扩张的速度为1~12厘米每年。
(一)、板块的概念及其分布
上述新资料与新成果的发现,为板块构造学说的提出奠定了可靠的基础。
板块构造学说归纳了大陆漂移,海底扩张的重要成果,系统地阐明了岩石圈活动与演化的重大问题。
板块构造学说的基本思想是:
岩石圈漂浮地软流圈之上。
在固体地球的上层,存在比较刚性的岩石圈及其下伏的较塑性的软流圈;地表附近较刚性的岩石圈并不是一个完整的圈层,可划分若干大小不一的巨大块体(图14-3),它们可在塑
图14-3全球板块构造图
图18-4板块边界类型
性较强的软流圈上进行了大规模运移;海洋板块不断新生,又不断俯仲、消减到大陆板块之下;板块内部相对稳定,板块边缘则由于相邻板块的相互作用而成为构造活动性强烈的地带;板块之间的相互作用控制了岩石圈表层和内部的各种地质作用过程。
同时也决定了全球岩石圈运动和演化的格局。
1968年,法国X·勒皮雄(Lepichon)将全球岩石划分为六大板块,分别为:
太平洋板块、欧亚板块、印度板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块(图14-3)。
六大板块除太平洋板块以外,大都包括了陆地和海洋。
每一个板块中以可根据其他特征划分出次一级的板块,这些大大小小的板块拼接起来就构成了全球的板块构造。
(二)、板块的边界类型和运动特征
板块边界类型有三种:
1、离散(洋脊)型:
为大洋中脊、中隆和大陆裂谷系统,主要表现为一条长大的裂缝,是岩石圈拉张开裂并离散的地带,也是软流圈物质溢出上涌之地带(图14—4A)。
2、碰撞(海沟)型:
为大洋中的海沟和岛弧以及它们与大陆之间的碰撞带,是一种挤压汇聚型边界。
当两个板块相向对冲、俯冲或碰撞运动,其结果必然有一个较轻的板块仰冲叠置,较重板块发生俯冲消失,故为板块消亡地带。
(图14—4B)
3、平错(转换断层边界)型:
为横切或斜切洋脊并错断洋脊的一系列高角度平错断裂构成。
在两洋脊之间的相对运动属于剪切错动,在两洋脊之外,则为同向错动,故称为转换断层。
(三)、板块运动机制
大量资料表明:
洋脊在不断地扩张分离,新板块在不断地形成和扩张,海沟岛弧又在不断地汇聚,使老板块消亡……,新的熔融物质以从深部回归到洋脊处,再上涌形成新的洋壳。
如此形成地幔物质的对流,大洋板块就在此过程和运动不息。
但深部物质对流过程状况仍然不明,板块运动机制尚在探测和研究之中。
1、对流的规模:
一是认为只在软流圈中发生对流;二是认为在整个地幔之中都存在对流。
2、地幔柱的假说:
认为地幔中存在一种呈圆筒状的物质流(地幔柱),它把地核附近的物质和热量带到软流圈中,形成对流并驱动板块运动。
3、重力驱动假说:
认为洋脊板块位置较高,并缓慢向海沟方向倾斜下滑,牵引着板块向下沉落。
三、大洋板块的运动—海底扩张
(一)、扩张的方式
以洋脊为中心不断地向两侧作分离运动,一方面表现为海底的扩张,海洋面积不断增大;另一方面它实际上是洋脊两侧的相邻板块发生反向的运动,这是一种张裂性质的运动。
在洋壳的分离过程中,洋脊中心形成深陷的裂谷(中央裂谷),地幔物质以基性—超基性岩浆形式从裂谷带不断涌出并不断冷凝,形成新的墙壁状海洋地壳,因此新的洋壳不断地增生。
(二)、海底扩张的证据
1、大洋沉积物质的厚度和年龄分布:
洋底沉积物质的厚度具有自洋脊向两侧逐渐增大的趋势;沉积物的年龄最老不早于侏罗纪。
2、洋底玄武岩的条带状磁异常:
在海底玄武岩中具有正负相间并相对于洋脊两侧呈对应分布的条带状古地磁异常,说明玄武岩的确是从洋脊中涌出,并分布于洋脊两侧。
3、转换断层的切向运动:
洋脊被一系列横向的高角度转换断层所切割,这是由于沿洋脊具有不等速的扩张运动所致引起。
四、全球大陆的演化(不作详细讲解,学生自学提问)
(一)、联合古陆的形成
(二)、联合古陆的解体
本章小结
板块构造是在大陆漂移、海底扩张的基础上发展起来的新学说。
板块边界可分三种类型:
①离散型板块边界;②碰撞型板块边界;③平错型板块边界。
板块构造与岩浆作用、变质作用、岩石变形、地震活动以及表层地质作用密切相关。
然而,板块构造仍有待于进一步完善。
思考题
(一)基本概念
大陆漂移海底扩张板块构造
(二)简述下列两组基本概念的区别
转换断层与平移断层大洋板块与大陆板块
(三)回答问题
1、试述你所知道的岩石圈运动的证据。
2、岩石圈可以划分为几个一级板块?
3、简述板块边界的类型及运动特征。
4、大洋板块与大陆板块是如何生长和形成的?
5、试述影响岩石圈板块运动的因素有哪些?
一、关于矿产资源问题
地球资源(earthresource)是按特殊方式由各种不同的地质作用产生的,并且只能由这些作用补充。
对于人类活动来说,地球资源是有限的,会用尽的和
不可恢复的。
所以,人们必须学会安排好目前所有的地球资源。
(一)矿床的基本概念
1、矿床与矿体
矿床(deposit)是指地壳中地质作用形成的,其中以所含某些物质成分的质和量符合一定的经济技术条件的要求,并能为国民经济所利用的综合地质体。
矿床的范畴又是随经济技术条件的发展而变化的。
现在无法利用的矿物或岩石,随着经济发展和技术进步,将来有可能作为矿产加以利用,即现在不是矿床的地质体未来可能成为矿床。
矿体(orebody)是矿床的重要组成部分,是指占有一定空间位置并具有一定形状、产状和大小的矿石堆积体,是开采的对象。
一个矿床由一个或多个矿体组成。
矿体内部不符合工业要求的岩石称为废石。
2、矿石与品位
矿石(ore)是矿体的主要组成部分,从中可提取有用组分(元素、化合物)的矿物集合体。
矿石一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。
矿石矿物是可利用的金属或非金属矿物。
金属矿物如黄铜矿、斑铜矿、孔雀石等;脉石矿物如铜矿石中的石英、绢云母、绿泥石等,常常是目前尚不能利用的矿物。
矿石中有用组分的含量称为品位(tenor)是衡量矿石质量的主要指标。
大多数金属矿石是以所含金属元素或氧化物的质量百分比来表示;而非金属矿石也多用含其中的有用矿物或化合物质量百分比表示;而贵金属则以“g/t”表示;砂矿以“g/m3表示。
3、母岩与围岩
母岩(motherrock)是提供主要成矿物质的岩石。
例如在形成橄榄岩和辉长岩的过程中,结晶分异出铬铁矿和钒钛磁铁矿,这时的橄榄岩和辉长岩就分别是铬铁矿和钒钛磁铁矿的母岩。
围岩(countryrock)是矿体周围的岩石。
矿体与围岩的界线可能是清楚的,也可以是逐渐过渡的,在这种情况下,只能依靠取样做化学分析的数据,按工业指标来圈定矿体的边界。
4、成矿作用(mineralization)
在各种地质作用过程中,使分散在地壳和上地幔中的元素相对富集而形成矿床,称为成矿作用。
成矿作用按作用性质和能量来源的不同,分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用三大类,相应形成的矿床叫内生矿床、外生矿床和变质矿床。
内生矿床(endogenicdeposit)是指岩浆在冷凝的过程中形成的矿床。
如岩浆矿床、伟晶岩矿床、矽卡岩矿床、热液矿床等。
外生矿床(exogenicdeposit)主要是太阳能的影响,岩石圈上部、水圈、大气圈和生物圈的相互作用,在地表形成的矿床。
如在各种外动力作用下,地表岩石或矿物发生物理、化学变化,其中有用物质在原地聚集成矿或者被介质搬运,然后在适当的环境中富集成矿,如风化矿床和沉积矿床。
在变质作用条件下形成的矿床,叫变质矿床(metamorphicdeposit)。
由于地质环境的改变,温度和压力的增高,使某些岩石的矿物成分、化学成分、物理性质、结构构造甚至矿体的形状、产状等发生一系列的变化,最后使有用物质富集或进一步富集而形成各种矿床。
变质矿床包括接触变质矿床、区域变质矿床和混合岩化矿床。
(二)矿产资源的种类、分布与前景
矿产的种类与分布:
目前,世界上已知的矿产有1150种,按矿产的性质和工
业用途,可分为金属矿产、非金属矿产和可燃有机矿产(能源类型)。
1、金属矿产
按工业用途分为:
黑色金属矿产,如铁、锰、铬、钒、钛等;
有色金属矿产,如铜、铅、锌、铝、镁、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等;
贵金属矿产:
如金、银、铂、钯、锇、铱、钌等;
放射性金属矿产:
如铀、钍、镭等;
稀有、稀土和分散金属矿产:
如钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷等。
目前世界上探明的金属矿产有59种,工业上应用广泛的有铁、铜、铅、锌、金、钨等。
它们在地理上的分布是不均衡的,如铁矿主要分布在俄罗斯、巴西、加拿大、澳大利亚和美国;铜矿主要分布在智利、美国、俄罗斯、赞比亚和加拿大;贵金属主要分布在南非、俄罗斯、美国和澳大利亚。
我国探明的金属矿产有50多种,其中钨、锡矿的储量分别居世界的一、二位。
我国金属矿产分布也不均匀。
铁矿主要分布在辽宁、冀东、川西等地;铜矿主要分布在川滇、西藏昌都、山西中条山和长江中下游地区;铅锌矿主要分布在南岭、川滇、秦岭和祁连山一线;金矿主要分布在山东、青海和陕西等地;钨矿主要分布在南岭地区。
2、非金属矿产
可以提供非金属元素及其化合物或直接利用的非金属及其集合体的矿产,称非金属矿产。
多数非金属矿产是直接利用矿物或其集合体的物理、化学性质和工艺性质。
如金刚石多是利用它的硬度和光泽;云母是用其透明度和绝缘性;水晶是利用它光学和压电性等。
非金属矿产按工业用途分为:
冶金辅助原料:
如萤石、菱镁矿、耐火粘土、白云岩和石灰岩等。
化学工业和化肥工业原料:
如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石、石灰石等。
工业制造原料:
如石墨、金刚石、云母、石棉、重晶石、刚玉等。
压电及光学原料:
如压电石英、光学石英、冰洲石和萤石等。
陶瓷及玻璃工业原料:
如长石、石英砂、石英岩、高岭土和粘土等。
建筑材料及水泥原料:
如砂石、浮石、石灰岩、大理岩、石膏、花岗岩、珍珠岩等。
宝石及工艺美术材料:
如硬玉、软玉、刚玉、玛瑙、水晶、石榴子石、绿松石、琥珀、叶腊石、蛇纹石、孔雀石、电气石、绿柱石、橄榄石等。
非金属矿产用途广泛,而且需求量不断增大。
非金属矿产与金属矿产有不同的特点:
①组成非金属矿产的主要元素O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等的克拉克值高,因而矿种多、分布广、储量大;
②利用方式多,除提取非金属元素外,可直接利用矿物的物理、化学性质和工艺特性;
③可一矿多用,如膨润土、高岭土等粘土矿物,即可作耐火材料,又可作填充料、涂料等;石灰岩可依据不同性能,用作电石、水泥、化工、溶剂、建材等原料。
虽然非金属矿产的矿种多,分布广,但对一些矿种开采、生产技术要求高、工艺性质特殊的矿种,在世界上的分布也是有局限性的,如金刚石主要分布在扎
伊尔、博茨瓦纳、澳大利亚;重晶石主要分布在美国、印度和加拿大。
我国是非金属矿产种类比较齐全的少数国家之一。
目前已探明的非金属矿产约80种,产地4500多处,其中黄铁矿、石墨、重晶石、高岭土、叶腊石、石膏、硅藻土、玻璃原料、大理岩、花岗岩等20多种在国际上占优势。
沸石、珍珠岩、硅灰石、粘土等几十种非金属矿产也有可能成为国际优势矿产。
金刚石、蓝宝石、天然碱和钾盐也有较好的发展。
3、矿产资源的前景
第二次世界大战以后,矿产的品种有了显著的增加。
从上个世纪40年代至80年代,在元素周期表中可提取的元素由30多个增加到70多个;工业上利用的矿石占已知2500种矿物的15%。
1976年世界上开采的矿石量已超过120亿吨,连废石在内,总开采量达1000亿吨以上。
1961—1980年间,铁矿石开采量占20世纪以来80年中总产量的近55%,钾盐占67%,铝土矿占80%。
在目前的经济技术条件下可以利用的矿产资源量称为储量。
实际上,许多矿产都有比已知储量大得多的资源量。
随着找矿工作的不断进行和科学技术手段的不断进步,一些潜在资源和新资源也将转化为储量。
矿产资源与其它自然资源不同的是,矿产资源不可再生,而且有限。
特别是那些优质易采的矿产,世界上已屈指可数,加上矿产资源分布极不均衡,所以即使是国土面积居世界前列的国家,也不可能做到矿产资源的完全自给自足。
自上世纪70年代以来,许多国家为了确保矿产资源来源稳定,而调整制定本国的资源政策。
例如建立土地及矿产开发利用的统一法规,分析预测矿产资源的形势,加强资源的勘查工作等等。
当前地表或近地表的富矿正日益减少,因此只好大量利用贫矿、杂矿,开采深部矿和边远地区的矿床。
近年来世界矿产储量的增长,在很大程度上是以降低工业品位,扩大开采规模和发现矿床新类型来实现的。
所以在未来的找矿工作中要注意隐伏矿体的寻找、深部矿的寻找以及近地表大面积贫矿的利用。
另外,重新评价已知矿床的储量和研究老矿区的潜力,也是很重要的。
综合开采利用矿床的方法今后将更普及,目前有些国家伴生产品的增长速度已超过主要产品的增长速度。
综合利用是钴、银、铋、铼、镉、硒、锗等矿产的主要来源。
如我国攀枝花铁矿,钒、钛伴生矿产已开始利用。
人类所需的矿产资源相当一部分取自海洋。
如独居石、钛铁矿、磁铁矿、锆石、磷铁矿等是滨海砂矿的主要来源,也是优质硅砂基地。
海底锰结核含锰约35%、铁18.5%、镍、铜各1%左右,钴0.5%,还会有可供利用的钛、钒、铅、锌等元素。
估计海底锰结核总量达3万亿吨,所含锰、镍、铜、钴四种金属总量分别是陆地储量的200、320、40和1000余倍。
而且每年还以1000万吨的速度增加着。
另外,海底还有大量的磷酸盐、重晶石、沸石、海绿石、红粘土等。
海水中的矿物含量也很丰富,含量高的有60多种,目前1/3的商品盐、1/5的镁和大量的溴都来自海水。
减少矿床开采损耗,降低开采成本,回收各种金属或其它材料,也是解决矿产资源不足的重要途径。
二、关于能源问题
能源的来源很多,如生物能、水能、地热能、风能、潮汐能、太阳能、核能
等,但目前最主要的是来自煤、石油、天然气和油页岩等不可再生的可燃性有机矿产。
占已利用能源的90%以上。
(一)煤(coal)
1、煤的概念
煤是一种固态的可燃性有机岩,它是植物的残骸经过复杂的生物化学、物理化学及地球化学变化而形成的。
煤不是一种矿物,主要是由碳、氢、氧、氮等元素组成的有机成分和少量矿物杂质一起构成的复杂混合物。
煤中含有有机质和无机质两部分:
有机质主要是C、H、O、N、S、P等元素,其中C和H是可燃的有机质的主要成分,S和P在工业利用上属于有害元素。
无机质包括水分和矿物杂质,它们是煤的不可燃部分,其中矿物杂质经燃烧后残留下来,称为灰分。
当灰分超过45%时就不能称为煤,而称炭质页岩或油页岩。
2、煤的形成
植物遗体堆积成煤的首要条件是必须有茂盛的植物,保证成煤物质的充分供给;另一个条件是已死亡的植物应与空气隔绝,以免遭受完全氧化、分解和强烈的微生物作用而被彻底破坏,显然不是任何地方都具备如此条件,一般认为沼泽地区是最适合的环境。
因为沼泽地区有充足的水分,不仅有利于植物生长,而且有利于植物遗体的保存。
水体使植物遗体与空气隔绝,这样就妨碍了喜氧细菌的生存,从而使植物遗体免遭分解破坏得以不断堆积。
从植物遗体的堆积到形成煤层的转化过程,称为成煤作用。
这是一个漫长复杂的变化过程(图10-1)。
通常成煤作用分为两个阶段:
泥炭化和腐泥化作用阶段—当高等植物的遗体暴露在空气中或堆积在沼泽中的浅部多氧条件下,由于大气、氧和喜氧细菌的作用,就会遭受一定程度的氧化和分解。
但随着植物遗体的不断堆积和埋藏深度的增加,逐渐与空气隔绝,氧化环境转变为还原环境。
又在厌氧细菌的作用下,使氧化分解产物之间及分解产物与植物残体之间发生复杂的生物化学变化,形成多水和富含腐植酸的腐殖质,这就是泥炭。
从植物堆积到形成泥炭的作用,叫泥炭化作用。
低等植物藻类和浮游生物死亡后沉到水底,在与空气隔绝的还原环境中,在厌氧细菌的作用下,富含脂肪和蛋白质的生物遗体分解,最后转变为含水很多的絮状胶体物质,叫腐殖胶。
当腐殖胶经脱水、压实而形成富含沥青质的腐泥。
从低等植物和其它生物遗体沉积,到形成腐泥的作用,称腐泥化作用。
煤化作用阶段—在泥炭和腐泥形成后,随着地壳不断下降,在温度升高、压力增大的影响下,逐渐转入成煤的第二阶段,它包括成岩作用和变质作用两个阶段。
当泥质或腐泥被泥砂等沉积物覆盖后,在上覆沉积物的静压力作用下,泥炭、腐泥逐渐失水、压实、固结,挥发分相对减少,含炭量相对增高,泥炭和腐泥分别逐渐转变为褐煤和腐泥褐煤。
这种作用过程,称为煤的成岩阶段。
当褐煤层沉降到更深处时,受到继续增高的温度和不断增大的压力作用,褐煤内部的分子结构、物理化学性质发生变化,如颜色加深、光泽增强、挥发分减少,含炭量再增高等,结果褐煤逐渐转变为烟煤、无烟煤。
这一变化过程就叫变质作用阶段。
3、煤炭资源的分布、开发与利用
地球上煤炭资源比较丰富。
据估计,全世界煤炭资源量为136093亿吨,其中已探明的可采储量超过8000亿吨,在上世纪80年代以前的200年间,全世界累计采煤约1500多亿吨。
按照近几十年来世界煤炭的年产量估计,再考虑今后有可能探明的新储量,估计全世界的煤炭不过还可以开采二、三百年。
世界煤炭资源分布较广,遍及各大洲的许多地区,但依然不均衡,北半球多于南半球,尤其集中在北半球的中温带和亚寒带地区。
全世界约有80个国家和地区拥有煤炭资源,其中原苏联、美国和中国估计占了世界资源的83%以上。
世界煤炭的分布以两大聚煤带最为突出。
一条横亘欧亚大陆,西起英国,向东经德国、波兰、原苏联直到我国的华北地区;另一条呈东西向绵延于北美洲的中部,包括美国和加拿大的煤田。
南半球的煤炭主要分布在温带地区,如澳大利亚、南非和博茨瓦纳。
据说南极洲的煤也是很丰富的,有待确认。
世界煤炭资源的地理分布特点是,煤炭资源比较丰富而经济又比较发达的地区,也是煤炭产量较高的地区。
欧洲、亚洲和北美洲三洲的煤炭产量,约占世界总量的90%以上,其中仅欧洲就占了几乎一半。
煤炭的形成具有一定的时限性,并不是地质历史的任何时期都有煤的形成。
地球上的主要聚煤期是古生代的石炭纪、二叠纪、中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。
我国煤炭资源也很丰富,产量、储量均居世界前列。
我国主要成煤期是石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪。
截止1983年底,我国探明的储量为7400多亿吨,其中可采储量达1600多亿吨。
我国煤炭资源主要分布在山西、内蒙古、贵州、宁夏、安徽等省。
其中以山西、陕西、内蒙最多,约占全国60%。
我国著名的煤炭产地有开滦、大同、本溪、淮南、淮北、抚顺、神木、豫西等地。
人类使用煤炭已有2000多年历史,如今,煤作为工业燃料,广泛应用于火力发电,交通运输和冶金等方面;在很多地区,煤又是民用生活原料,重要的化工原料,通过焦化、加工等过程,可得到许多重要产品。
如煤气、煤焦油、氮肥、农药、塑料、合成纤维等上百种产品;氧化煤、褐煤和泥炭可以制造腐植酸类肥料;煤燃烧后的煤渣可制耐火砖,还可作水泥原料
用煤炭能源的不利因素是:
煤发热量较石油低,运输不便,对其它工业的渗透作用不如石油强;煤的转化技术虽已取得很大进展,但大规模利用在经济上不合算;在开采、燃烧过程中易造成环境污染。
目前人类正在研究合理利用煤炭资源的方法,其中解决环境污染等有关问题是一个重要方面。
(二)石油和天然气
1、石油和天然气的概念
石油(petroleum)是以液态形式存在于地下岩石空隙中的可燃有机矿产,是一种成分复杂的碳氢化合物的混合物。
天然石油(又称原油)一般是黑绿色、棕色、黑色或浅黄色的油脂状液体。
石油的密度在0.75—0.98之间。
颜色愈深,相对密度愈大,相对密度大于0.9的称为重质油;颜色浅,相对密度小于0.9的称为轻质油。
石油不溶于水,但溶于有机溶液中。
石油具有荧光性,在紫外光照射下产生荧光,据此可作为鉴定岩石是否含油的标志。
石油的电阻率极高,在测井工作中,用作寻找油藏和确定生油层的依据。
石油的化学成分很复杂,主要由多种碳氢化合物混合而成。
纯粹由碳和氢两种元素组成的化合物,叫碳氢化合物,简称为烃。
石油除烃类组成外,还有硫、氯、氧等非烃类物质,它们对石油质量的影响很大。
硫在石油中是一种有害成分,它会腐蚀炼油设备,降低石油产品质量。
原油中含硫量小于0.5%者为低硫原油,大于0.5%的叫高硫原油。
天然气(naturalgas)是指储集在地下岩石空隙中的以烃类为主的可燃性气体。
它们基本组成是甲烷,其次是乙烷、丙烷和丁烷等,还有少量的液态烃类和微量的非烃类组分,如N2、CO2、H2S等。
天然气无色无味,当含一定量的H2S时会有臭味,相对密度在0.6—1.5之间,发热量在33.49×10-6—54.33×10-6J/m3之间。
在高温、高压下天然气易溶于石油中,一吨石油可溶解数十到数百立方米的天然气,从而降低石油的粘度,减小毛细管力,使石油容易在地层中流动。
2、石油和天然气的成因
大多认为石油和天然气是由大量有机质转化而来。
一切有机物质均可作为石油的原始物质,包括高等植物在内。
有机质中的蛋白质、脂肪和碳水化合物等都有可能转化为石油的物质成分。
这些生物遗体和泥砂一起沉积在湖、海底部,逐渐形成有机质淤泥。
然后在一定的物理化学因素和地质作用下转化为石油和天然气。
石油和天然气形成的地质条件主要取决于:
具有大量
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