背景
在近代石油工业100多年的发展历史中,世界上已找到的3万多个油气田,绝大多数都产于海相地层中,因此,C.舒克特(Schuchert,1919),W.H.埃蒙斯(Emmons,1921),E.克拉克(Clarke,1926),N.M.古勃金(Губкин,1939)等世界著名的石油地质学家,都认为石油只有在海相沉积中才能形成。
学术探索
20 世纪40年代初,潘钟祥在美国堪萨斯大学和明尼苏达大学地质系学习期间,发现老师讲的和教科书上写的,都说石油来自海相地层,大多数地质学家认为所有的石油必然是海相成因的。一般不相信石油可以从淡水沉积物中形成,即使石油可以形成于淡水沉积物中,也不会有工业价值。在此期间,他看到W.T.奈廷格尔(Nightingale)发表了一篇关于科罗拉多西北部泡德尔瓦什(Powder Wash)油田石油产于下始新统的陆相砂岩中,是非海相成因。潘钟祥联想自己1932-1934年间四次赴陕北调查石油及油页岩,发现油苗主要产于三叠系延长层及侏罗系延安组中。岩层由灰绿色砂岩、页岩、少量灰黑色灰岩及煤层组成,砂岩常成交错层状,主要为河流、沼泽、泥沼及湖相沉积。含植物、淡水瓣鳃类和鱼类化石,没有海相化石及其他海相迹象,无疑属陆相沉积。1935年他赴四川调查石油地质,发现油气产于白垩系下部的自流井层(后划为侏罗系)。由灰黑色页岩及一、二层石灰岩组成,富含瓣鳃类化石,是湖相沉积,对“四川主要油层,普遍均相信属于上三叠纪”(海相地层)表示怀疑。
陆相沉积
潘钟祥根据对中国外石油地质文献的综合分析,联系考察到的上述地质现象,认为证据确凿,觉得有提出“陆相沉积也能生油”的必要。为此,他还根据生油理论,深入论述了陕西、四川的陆相地层有丰富的有机物质堆积,有足够的水量和盐分及不渗透的粘土质保护层,具备了生油的主要条件,如果有适宜的构造,就能成为良好的油田。他按上述观点写成学术报告,受到他的导师、美国著名经济地质学家K.K.兰德斯(Landes)的好评,以此形成的《中国陕北和四川的白垩系石油的非海相成因问题》论文,1941年发表在美国《石油地质学家协会志》(AAPG)上。论文明确指出:“石油也可能生成于淡水沉积物,并且可能具有工业价值”。这是中国石油地质学家对只有海相才能生成有工业价值的石油的论点提出挑战,受到中国外石油地质学家的重视。这是中国人最早提出的“陆相生油”论点,也是中国学者首次将有创新观点的石油地质学研究成果介绍到世界上。著名地质学家黄汲清院士评论说:该文“明确提出了陆相地层也可以生油并能形成油田,这在当时是一种新颖的见解。它对中华人民共和国成立以来的找油工作有着重大影响。”(《潘钟祥石油地质文选》序,1986。)
验证
随着中国石油地质调查的发展,黄汲清(1943)、谢家荣(1945)、侯德封(1947)、阮维周(1947)、严爽(1948)、尹赞勋(1948)和王尚文(1950)等学者都对陆相生油问题进行了研究,提出了重要的研究成果。玉门油田、独山子油田和四川圣灯山天然气田的发现,进一步明确了陆相沉积含油,是中国石油地质的特征。1951年,潘钟祥提出中国石油大多生于沉积盆地之中的“盆地说”。随着新中国石油事业的蓬勃发展,潘钟祥进一步研究了陆相生油问题,1957年发表了《中国西北部的陆相生油问题》,他研究了从20世纪40年代以来中国外学者有关陆相生油问题的研究成果及看法,在文中写道:“陆相生油问题在过去认为是不可能的,近20年来慢慢地才有人相信,但仍有人怀疑或反对。有的人认为即使陆相能生油,恐怕油量也不会太大。”潘钟祥介绍了中国西北部的陆相油田,略述了外国陆相生油的实例和现代湖相沉积中所含的碳氢化合物等,认为中生代第三纪,中国西北部有许多大小不等的内陆盆地,其中沉积了湖相、沼泽相及河流相的沉积物,产有丰富的石油,进一步论证得出了“陆相不仅能生油,而且是大量的”这一重要结论。1959年大庆油田的发现,60年代找到胜利、大港、辽河三大油田,1975年又发现任丘古潜山油田,都证明陆相地层中可以形成大型及特大型的油田。
观点传播
20世纪50年代向苏联学习,潘钟祥与苏联专家Г.Е.梁布兴合作进行石油地质学教学工作,他讲授中国石油地质特征和介绍中国油田的分布规律,突出了陆相生油观点。梁布兴对潘钟祥的陆相生油观点十分推崇,讲授生油理论时多次进行介绍,并合作撰写了论文带回苏联发表,还合作编写《石油地质学原理》专著(地质出版社,1959),为中外学术交流作出了贡献。陆相生油理论不仅指导中国的石油勘探起到了巨大的作用,而且影响到国际上。著名美籍华人学者李庆远高兴地说:“我看现在应该是外国人向中国学者学习陆相生油理论和找油经验的时候了。”