การเกิดหินน้ำมัน

หินน้ำมันแต่ละแหล่งในโลกพบว่ามีช่วงอายุตั้งแต่ 3 – 600 ล้านปี เกิดจากการสะสม และทับถมตัวของซากพืชพวกสาหร่าย และสัตว์พวกแมลง ปลา และสัตว์เล็กๆอื่นๆ ภายใต้แหล่งน้ำ และภาวะที่เหมาะสม ซึ่งมีปริมาณออกซิเจนจำกัด มีอุณหภูมิสูง และถูกกดทับจากการทรุดตัวของเปลือกโลกเป็นเวลานับล้านปี ทำให้สารอินทรีย์ในซากพืช และสัตว์เหล่านั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงเกิดเป็นสารประกอบเคอโรเจน ผสมคลุกเคล้ากับตะกอนดินทรายที่ถูกอัดแน่นกลายเป็นหินน้ำมันซึ่งหินน้ำมันจะคล้ายกับหินที่เป็นแหล่งกำเนิดปิโตรเลียม แต่หินน้ำมันมีปริมาณเคอโรเจนมากถึงร้อยละ 40

การตกตะกอนของชั้นสาหร่ายภายในชั้นหินตะกอน   มีการเรียงลำดับดังนี้         

                1.  การอัดตัว (compaction) ที่เกิดจากน้ำหนักกดทับของชั้นหินตะกอนบนทรากสารอินทรีย์

                2.  การระเหยไปของน้ำที่อยู่ในชั้นพีทที่อยู่ระหว่างเศษพืช

                3.  การกดทับต่อไปเรื่อยๆ น้ำก็จะถูกขับออกไปจากโครงสร้างในเซลของพืช

                4.  ผลอันเนื่องมาจากความร้อน และน้ำหนักที่เกิดจากการกดทับ น้ำก็จะถูกขับออกจากโมเลกุลของพืช

                5.  เกิดขบวนการ methanogenesis ซึ่งเป็นการเกิดขบวนการที่สามารถเทียบได้ กับการเผาถ่านไม้ภายใต้ความกดดัน ที่ทำให้เกิดก๊าซมีเทนขึ้นมา ทำให้มีการผลักไฮโดรเจน และคาร์บอนบางส่วนออกไป รวมทั้งออกซิเจนบางส่วนที่ยังเหลืออยู่ (เช่น น้ำ) ออกไป

                6.  เกิดขบวนการ dehydrogenation เป็นการเกิดการย้าย hydroxyl groups จากเซลลูโลส และโมเลกุลของพืชต่างๆ กลายเป็นผลผลิตของ hydgen-reduced coals

          แต่อย่างไรก็ตาม ความร้อนและความกดดันที่เกิดในขบวนการเกิดหินน้ำมันนี้ ไม่สูงเท่ากับที่ทำให้เกิดปิโตรเลียม บางครั้งหินน้ำมันถูกเรียกว่า “หินที่ไหม้ไฟ ,  the rock that burns  ”

 แต่ในทางธรณีวิทยานั้น หินน้ำมันเกิดจากการตกตะกอนของสารอินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่เป็น

– ทะเลสาบ (lake) 

 – ทะเลสาบน้ำกร่อย (lagoon) ที่ถูกปิดล้อมด้วยสันทราย (sand bar) หรือแนวปะการัง (reef) lagoon) ทะเลสาบ และบึงที่ถูกปิดล้อมต่างๆ (oxbow lakes, muskegs) 

           ดังนั้น จึงเป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปแล้วว่า หินน้ำมันนั้น เกิดจาการสะสมตัวของทรากสาหร่าย (algal debris) เมื่อพืชเหล่านั้นตายในสภาพแวดล้อมที่เป็นทะเลสาบพีท (peat swamp environments)

  –  ซากสารอินทรีย์ (biomass) เหล่านั้นจึงตกอยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีน้ำ โดยไม่มีออกซิเจน (anaerobic aquatic environments) เมื่อปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่น้อยมาก จึงช่วยให้สารอินทรีย์ไม่มีการย่อยสลาย (decay) ไปอย่างสมบูรณ์แบบโดยแบคทีเรีย และขบวนการออกซิเดชั่น

                ซากสารอินทรีย์ที่รอดพ้นจากการย่อยสลาย จึงถูกเก็บรักษาไว้กลายเป็นหินน้ำมัน โดยสภาพแวดล้อมดังกล่าว ดำรงอยู่ต่อมาอย่างยาวนาน จนสามารถสร้างชั้นหินตะกอนที่มีการสะสมตัวของสาหร่ายเหล่านั้น