地史早期海洋极端微生物活动与油气资源形成

地史早期海洋环境类似于现代海洋的极端环境，研究现代海洋极端环境有助于探索地史早期海洋极端微生物活动与油气资源的关系。现有资料表明，地史时期海洋极端微生物活动与油气资源的关系可追溯至太古代、元古代和早寒武时期，海洋极端微生物很可能是地史早期油气资源形成的主要有机母质。Rasmussent 和Buick（2000），Rasmussent（2005）报道了澳大利亚32亿～26.3亿年前太古代地层中发现了含油气的流体包裹体和焦沥青，认为那时的微生物活动就参与了油气资源的形成。尽管具体形成机制尚不清楚，但认为非传统的生物源有机分子可能是太古代油气的主要烃源。Dutkiewicz（2006）报道了加拿大Elliot湖地区24.5亿年前Matinenda 组河流相变质砾岩中含油气流体包裹体分子的地球化学研究，认为包裹体形成于大约 22亿年之前的成岩作用和变质作用早期。并发现了大量的藻青菌和真核生物的分子化石，证明一些微生物可以存活于地史早期极端环境下，可能成为重要的烃源有机母质。此外，Bons（2004）从澳洲南部钙质页岩的碳酸钙细脉内识别出了类似于现代嗜热古菌Pyrodictium的微生物构造和化学组成，认为它们可能参与了上述碳酸钙细脉的形成，而这类微生物现今繁盛在温度达80℃～120℃的热泉和油井中。海洋极端微生物活动与油气资源形成的关系如下：① 海洋极端微生物类型主要为细菌和古菌，热泉微生物群落主要为异养发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等生物群落；冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古菌和硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌。它们可利用甲烷和硫化氢等气体进行能量固定，具有较高的生物丰度和较低的分异度，具有垂向和水平分带性，并能营生一套独特的宏体生物。② 极端微生物活动直接或间接参与油气资源的形成和改造，极端微生物活动可以作为油气资源找矿标志之一。极端微生物的有机体本身可能是一种良好的生烃母质，产甲烷菌活动所产生的甲烷气体可直接形成气田和甲烷水合物，其周围靠微生物生长的宏体生物的遗骸有机体易于被保存下来变成沉积有机质，进而也参与生烃过程。极端微生物活动可能参与了整个油气的产生、运移、圈闭和后期改造过程，其活动记录可示踪油气藏的迁移或演化过程。极端微生物活动导致的局部油气资源也可能上升到上覆其他层位，或侧向转移到其他部位。原始形状展布的海底冷泉和热泉附近的烃类物质随着沉积埋藏加深，可能发生垂向或侧向转移后富集形成更大规模油气藏。