天然气是怎样生成的？

　　欧洲北海、西西伯利亚北部大型产气区以及世界各地许多大气田的陆续发现使人们认识到天然气与石油是一对“孪生姊妹”，它们在成因上既密切联系又有显著区别，天然气比石油有更广泛的形成条件和储存空间。因而，天然气形成机理的深入研究和天然气成因类型概念的进一步厘清将有助于科技界以更开阔的视野认识天然气形成、富集规律，拓展天然气勘探的更大空间。

　　天然气成因在学术界争论由来已久。但理论成果和勘探实践使人们普遍接受了自然界存在有机成因气和无机成因气这一基本事实。当然，自然界也广泛存在成因上既有无机来源又有有机来源混杂在一起的天然气，被视为混合成因气。但在勘探实践中，多用“混合气”来描述由油和煤、油和生物甲烷菌作用形成的天然气混合物。

　　按照天然气的来源机制，有机成因气以其生烃母质类型一般划分为腐泥型、腐殖型，实际上也存在介于两者之间的混合型。有学者把腐泥型有机质的热解气和裂解气归为油型气，而把腐殖型有机质（主要为煤系中的煤层和分散有机质）的热解气和裂解气归为煤型气。生物化学气产出多在热演化初期阶段。有学者还主张存在“生物—热催化气”。

　　生物化学气系指在低温（小于75℃）还原环境下，厌氧细菌对沉积有机质进行生物化学降解所形成的富含甲烷的气体，也称生物气。20世纪60年代在西西伯利亚北部白垩系砂岩中发现的世界上最大的产气区即为生物化学气区。我国青海柴达木盆地广泛发育有第四系沉积，勘探工作者业已在其中发现多个大、中型生物气田，地质储量达1300亿立方米以上。在我国东海、云南陆良、百色盆地等地都有生物成因的天然气田发现。

　　油型气指腐泥型干酪根进入成熟阶段以后所形成的天然气，它包括伴随生油过程形成的湿气以及高成熟和过成熟阶段由干酪根和液态烃裂解形成的凝析油伴生气和裂解干气。油型气的演化途径有：一是干酪根热降解为石油，随地温增高裂解为气态烃；二是干酪根直接热降解为气态烃。

　　煤型气是指和煤系有关的由煤系有机质热演化形成的天然气。煤型气的原始有机质基本组成是碳水化合物及木质素，主要来自于各种门类的植物遗体。它们随着埋深的增加，经煤化作用演变成不同煤阶的煤，或者伴随矿物质经成岩作用形成腐殖型干酪根。从成因上讲，煤成气和煤层气都属于煤型气，但两者在产状和赋存状态上存在着差异。

　　无机成因气泛指无机物质在各种自然环境下经复杂地质作用形成的天然气，通常包括地球深部岩浆活动、变质作用、无机矿物分解作用、放射作用所形成的岩浆气、变质岩气和各种无机岩分解气以及宇宙空间所产生的宇宙气体。由此看来，这类天然气的形成一般是不涉及有机物质的参与和反应的。因而，总体上可认为，来自幔源的岩浆活动、变质作用以及相伴的无机矿物热分解作用是无机成因气的主要成因。深大断裂活动常与无机成因气的分布有关。非烃天然气大量来自无机作用是毋庸置疑的，研究表明甲烷也有无机成因来源。

　　此外，在地球的大气圈和岩石圈中还广泛存在着由上述各种成因气体混合而成的气体。这种混合成因气在物质组成、形成背景和赋存状态上往往各不相同，各具特色。例如，大气就是典型的混合成因气；气体水合物中所含的甲烷也是来自有机和无机成因的甲烷气体。已有研究和勘探实践表明，许多油气藏的油气来源并非是单一的，而是来自不同岩层、不同成因的混合气，例如上地幔形成的无机成因气经运移进入沉积层中与有机成因气混合形成混合气。由混源气形成的气藏相当普遍，在油气地质研究中应予以足够重视。