化石能源的演变

2019-11-11 15:47:03

  煤、石油和天然气等不可再生的矿物,被称为“化石能源”。自18世纪工业革命以来,这三种能源成为支撑现代文明的“三大支柱”。它改善了人类生活条件,为人类提供许多不可缺少的服务。但是,随着工业化发展和人口的增长,人类对能源的巨大需求和对化石能源大规模的开采、消耗已导致能源的资源基础在逐渐削弱、退化,并在化石能源开采利用过程中造成了严重的环境污染与不可逆的环境破环。

  无论是煤、石油还是天然气,都是远古生物体经漫长演变而生成的矿物。这种漫长,是以亿年来计算的。

  现代的“石煤”,生于早古生代寒武纪前后,距今已6亿多年了。煤种主要有无烟煤、烟煤和褐煤,生于晚古生代前后至中生代侏罗纪、白垩纪前后,距今约4.4—1.4亿年。煤是由植物转变而形成的,植物遗体堆积,经泥炭化作用和煤化作用后转化为煤。泥炭化作用指高等植物遗体经过复杂的生物化学变化和物理化学变化成为泥炭的过程;煤化作用又分“成岩作用”和“变质作用”两个阶段,成岩阶段生成了褐煤,变质阶段是褐煤在更高地温和地壳压力下进一步生成烟煤、无烟煤。

  石油和天然气的生成年代和煤不相上下。由于生物来源不同和地质条件的差异,加上时间的变化,分别生成了煤、石油和天然气等不同形体的矿物。在生成这三类矿物的过程中,有来自相同的“半成品”。石油的生成离不开水和盆地,这有利于细菌、浮游类生物和高等植物的沉积、腐泥化过程,和水下有机质在还原性条件下形成烃类的过程。

  天然气则有比石油更为广泛的生成条件,有的与石油伴生,或形成独立纯气基。其实是石油在过高地温下裂解而成的,统称为“油型天然气”,有的与煤伴生,是煤层在煤化过程的生成气,包括煤田的瓦斯,统称为“煤型天然气”。还有“生物化学气”,是有机质在未成熟阶段向成熟阶段过程转变时的生成气,易于形成独立纯气基。通常说的天然气,即常规天然气,仅包括油型天然气和生物化学气两类,并按它们存在的状态分为“纯天然气”和“石油伴生气”,目前分别占天然气产量的60%和40%。

  三类化石能源的形成过程极其缓慢,不能再生性不言而喻。开采一点就会少一点,直至枯竭。即使现在沉积的生物体在亿年以后也会生成化石能源,但对于人类来说,显然已毫无意义。

  来源:化科院素质教育网