要使沉積物中的有機質能夠保存下來,需要有特定的地質條件。
大家都知道“水往低處流”的道理。泥沙和有機質是在水的攜帶下,在一個低洼的地區沉積下來。因此,首要的地質條件就是要有一個低洼的地形。這種低洼地形,根據它的規模大小,分別稱為盆地、坳陷、凹陷、洼槽等,并在各個地質歷史時期中是不斷變化的。若隨著地殼的運動繼續下沉,它就能繼續保持低洼的地形,可以繼續接受沉積物,使地層厚度不斷增大。若隨著地殼運動上升,則低洼幅度就逐漸變小,接受沉積物就少,使沉積的地層厚度變薄。如果升到水面以上,則失去了低洼的形態,不但不接受沉積物了,反而使早先沉積的東西會被風化剝蝕掉。由此可見,不斷下沉的盆地或坳陷對有機質的聚集才是有利的。
這里提到了兩個因素,一個是地層沉積,另一個是盆地下沉。它們在進行過程中都有一個快慢問題,前者叫“沉積速度”,這與沉積物來源的充足與否有關系;后者叫“沉降速度”,這與地殼運動的強弱有關系。二者要有恰當的配合是最為理想的。如果沉積速度小于沉降速度,就會使洼地內水體的深度相對增大,使有機質的下沉到底的距離加長。這樣沉積物受水中氧的作用時間也就長了,對有機質會起到破壞作甩。如果沉積速度大于沉降速度,則洼地的水體會變淺,甚至干枯成為陸地,使有機質暴露在大氣中受氧的作用,以致遭到更大的破壞。因此,有利于有機質保存的另一個地質條件,就是兩種速度要大體相當,即沉降多少,沉積物就補充多少。這被稱為“補償性的沉積速度”。
要生成石油還有一個必須具備的地質條件,就是缺氧的“還原環境”。這就是要求接受沉積物后的洼地水體能保持封閉或半封閉,或富含有機質的沉積物能迅速被后來的沉積物所覆蓋,使之與氧隔絕,防止有機質的氧化和逸散。
現代的生油理論還認為,生物體中的有機質先要轉化成一種特殊的有機質,這種特殊有機質叫做“干酪根”,再由干酪根轉化成石油。這種轉化要在一定的物理化學條件下才能實現,這個條件主要是地下溫度。干酪根開始變成石油的溫度范圍大致是100~130°C,因為地下溫度從淺到深是逐漸升高的,早先的沉積物不斷被后來的沉積物所覆蓋,埋藏也就越來越深,有機質只有在達到一定的埋藏深度時才能轉化成石油。
除了溫度的因素以外,還與埋藏的時間長短有關,溫度和時間兩個因素可以互補。也就是說如果溫度低一些但埋藏時間較長,或者溫度高一些但埋藏時間較短,兩種情況對干酪根轉化成油的影響效果都是一樣的。
可見,生成石油的地質條件是綜合性的,它既需要在沉積過程中保持“補償沉積速度”的條件,又需要使得沉積物能具有缺氧的“還原環境”,還需要有相應的地層溫度(即要有一定的地層埋藏深度)的作用等多方面因素的配合,才能有效地生成石油。