近日，美國(guó)科學(xué)家發(fā)表論文稱“白堊紀(jì)的火山灰可能使海水富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類大量繁殖，碳?xì)浠衔锞奂纬闪私裉毂泵乐薜牟糠猪?yè)巖油氣儲(chǔ)藏”。

美國(guó)萊斯大學(xué)研究人員表示，他們發(fā)現(xiàn)美國(guó)得克薩斯州到蒙大拿州的頁(yè)巖油氣田與距今約1.45億至6500萬(wàn)年前的白堊紀(jì)火山灰有關(guān)，該結(jié)論可能也適用于其他時(shí)期和地區(qū)形成的頁(yè)巖油氣。

什么是頁(yè)巖氣？它的形成竟然與恐龍時(shí)代火山灰有關(guān)？近日，科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者采訪了中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所付碧宏研究員，請(qǐng)他幫忙解開(kāi)疑團(tuán)。

來(lái)自生物大滅絕后的藻類繁衍

在相關(guān)論文中，研究人員指出，這些北美洲的部分油氣田形成于約1億至9000萬(wàn)年前，即恐龍時(shí)代晚期，當(dāng)時(shí)地球火山活動(dòng)非常活躍，使得大氣二氧化碳含量很高、氣候溫暖。如今的北美洲西部大部分地區(qū)在當(dāng)時(shí)是淺海，火山灰在海底沉積，形成巖石。

“這個(gè)研究解釋了頁(yè)巖氣形成和白堊紀(jì)生物滅絕之間的關(guān)系，后者是地球歷史上第五次生物大滅絕。”付碧宏肯定了相關(guān)研究的科學(xué)價(jià)值。據(jù)他解釋，頁(yè)巖氣的形成和歷史上幾次生物大滅絕直接相關(guān)：已經(jīng)證實(shí)的就包括4.49億年前的奧陶紀(jì)末期、3.77億年前的泥盆紀(jì)晚期、2.51億年前的二疊紀(jì)末期、1.95億年前的三疊紀(jì)末期以及本次證實(shí)的白堊紀(jì)時(shí)期?！斑@是有據(jù)可查的與頁(yè)巖氣形成相關(guān)的最近一次生物大滅絕?！备侗毯暾f(shuō)。

據(jù)付碧宏介紹，這五個(gè)時(shí)期黑色頁(yè)巖的形成都是差不多的情形：火山巖漿活動(dòng)和海底巖漿噴發(fā)導(dǎo)致海水溫度升高、海洋酸化，大量海洋生物滅絕，噴發(fā)產(chǎn)生的大量二氧化碳造成生物窒息滅絕。生物滅絕事件發(fā)生一段時(shí)期以后，藻類生物在海洋或湖泊中大量繁衍，其生物量巨大，經(jīng)埋藏后形成富含有機(jī)質(zhì)的黑色頁(yè)巖。在這種還原環(huán)境中，不僅形成油氣，還形成金屬礦產(chǎn)?！昂谏?yè)巖可以一層一層薄薄地揭下來(lái)，像一頁(yè)頁(yè)的書(shū)。頁(yè)巖氣一般就指生成和聚集在這種黑色頁(yè)巖中的天然氣。”付碧宏說(shuō)。

頁(yè)巖氣的主要成分是甲烷，和常規(guī)天然氣相同。但常規(guī)天然氣形成后會(huì)運(yùn)移到其他儲(chǔ)層中，而頁(yè)巖氣不同，它被吸附在油頁(yè)巖中，以氣或油的形式存在，給開(kāi)采帶來(lái)很大難度。

“頁(yè)巖氣革命”將改寫(xiě)能源版圖

我國(guó)是世界上頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量最豐富的國(guó)家之一，也是僅次于美國(guó)、加拿大的第三大頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)，目前每年產(chǎn)量已近百億立方米。作為世界第一大能源消耗國(guó)，頁(yè)巖氣的開(kāi)采對(duì)于改善我國(guó)能源短缺狀況、增加清潔能源使用有著革命性的意義。

美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采已有百年歷史，但由于技術(shù)要求高，近十幾年才有突破性進(jìn)展，開(kāi)采成本大大降低。我國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)采則是近十年的事情。2009年起，我國(guó)正式將頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)納入能源供應(yīng)版圖，起步晚但發(fā)展速度很快。

“頁(yè)巖氣吸附在頁(yè)巖內(nèi)部，開(kāi)采時(shí)必須把頁(yè)巖打碎，注入高壓流體（水）破壞頁(yè)巖層，才能將吸附的頁(yè)巖氣釋放出來(lái)?！备侗毯杲忉尩?。我國(guó)目前大量開(kāi)采的頁(yè)巖氣都是奧陶紀(jì)末期以來(lái)形成的，以下志留統(tǒng)龍馬溪組為主的黑色頁(yè)巖，其分布面積廣、厚度大,頁(yè)巖氣儲(chǔ)量豐富，工業(yè)開(kāi)采價(jià)值大。

“伴隨能源市場(chǎng)需求的增加和‘煤改氣’等環(huán)保措施的加強(qiáng)，我國(guó)對(duì)天然氣等清潔能源的需求越來(lái)越大。通過(guò)學(xué)習(xí)引進(jìn)和消化，頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)不斷成熟。西南和湖北、湖南地區(qū)的黑色頁(yè)巖分布廣、厚度大，‘兩桶油’等國(guó)企的雄厚資金和先進(jìn)技術(shù)投入。這些都是我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有利因素。”付碧宏說(shuō)。

世界頁(yè)巖氣資源量為457萬(wàn)億立方米，同常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)，其中頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為187萬(wàn)億立方米。我國(guó)頁(yè)巖氣資源豐富，技術(shù)可采資源量為36萬(wàn)億立方米，規(guī)模化開(kāi)發(fā)的潛力很大。根據(jù)我國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃，在政策支持到位和市場(chǎng)開(kāi)拓順利的情況下，力爭(zhēng)2020年實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量300億立方米，2030年實(shí)現(xiàn)800至1000億立方米。

頁(yè)巖氣的成功開(kāi)發(fā)曾對(duì)美國(guó)天然氣市場(chǎng)和全球能源供需結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。從零開(kāi)始到產(chǎn)量第三，未來(lái)“頁(yè)巖氣革命”也將改寫(xiě)我國(guó)的能源版圖。 （崔 爽）

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