1.越埋越深,经历高温高压,煤油气进一步发生热演化,要么分解散失,要么变成石墨。
煤炭会继续变质,从低级煤演化为高级煤、无烟煤等。
从有机质热演化的角度,最高级的煤还可以进一步裂解 / 裂化产生一部分油和很多天然气,原油可以继续裂解成大量天然气,而天然气里的长链湿气也可以裂解为短链干气,最干的天然气是甲烷(例如,煤层气是煤炭裂解产生的一种天然气,而且是干气),没有链。
继续演化呢?
气体很容易向上扩散消失,暂且不论,残留原地的原油 / 沥青继续加压加温,有机质会继续失去氢氧氮等轻元素,碳化变成石墨。
烃源岩里的那部分残留分散有机质,会变成碳质泥页岩里的黑碳甚至石墨,触之污手。然后跟随岩石继续变质,成为变质岩(板岩类)里结晶析出的石墨晶体。
砂岩、石灰岩里残留的原油,也会转变为分散的碳质,然后跟随岩石继续变质,成为变质岩(石英岩、片岩、大理岩)里结晶析出的石墨晶体。
从分散有机质,到集中诞生的煤油天然气,再到失去挥发性元素转变为死碳和石墨,这是埋藏有机质的完整的热演化过程。
到了这里,有机质的化石燃料资源,都转变为无机的石墨,加入到地球的岩石圈演化里去了。
但化石燃料资源并不只有越埋越深这一种方式,它也可能因为地质抬升而越来越浅,甚至暴露地表。
2.暴露地表,氧化破坏。
抬升至地表的化石燃料,会自然氧化,转变为二氧化碳逐渐散失到大气里。
对于煤炭而言,近地表煤炭经常因氧化放热无法散失而自燃,开始激烈的氧化,变成二氧化碳。
天然气也会从地表泄露,叫做气苗,但一般不会着火,只是散佚,慢慢在大气里被氧化为二氧化碳。
当然,有人手贱点把火就是另外一回事了。
石油也会因为储油地层抬升或沿着断裂带上涌而泄露地表,逐渐氧化成重油或者沥青,从地表的砂岩地层或石灰岩地层里流出来,人们叫它油苗。
如果泄露的量很大而且有个坑稳定积攒的化,就变成世界各地的沥青湖,
和以加拿大为代表的近地表油砂,(用挖掘机挖石油的感觉很棒)
总之,无论是煤田自燃,还是油气苗、沥青湖、油砂等油气泄露产物,它们的最终命运都是被氧化,缓慢变成二氧化碳,完成从岩石圈化石碳向大气圈二氧化碳的转化。
看看这是什么,这就是这颗星球赖以维系生命的碳循环啊。
只是到这里,还有一项煤油气的去向没有提到,也就是上图左侧的“化石碳岩浆烧毁”。这个相对好理解,是煤油气在地下遭遇岩浆上涌,被高温岩浆直接烧毁,转变为其它的含碳矿物或者二氧化碳。
总结一下呢,如果没有人类,地壳里的化石碳资源有多种途径继续演变,要么加入更进一步的岩石圈大运动,要么随地质运动抬升地表,氧化为二氧化碳,重返大气层,回归最初被生物利用之前的模样。
这种岩石圈尺度下的碳循环,是地球维持环境相对稳定的重要方式,也是时间尺度极为漫长的一种碳循环方式,起手就是数千万年到数亿年的尺度。
而工业革命以来,化石燃料的开发在百年尺度上为地球的碳循环加入一个新变量,使大气二氧化碳含量发生了工业规模的快速升高,并引发了全球变暖,完成一系列当代的环境问题。
要解决这个问题,就必须构建起一个工业规模的二氧化碳回收利用体系,如此才能重新使地球的碳循环回归稳定与平衡。
这意味着,我们正处在一场新的工业革命的开端,如果能实现,才会有未来的星辰大海,如果不能实现的话,未来就会很不美妙了。