油气时代——人类步入的第三个能源时代（上）

（本文发表于2024年第3期）

作者简介吕林素，博士，三级研究员，自然资源首席科普传播专家，长期从事宝石学、矿物学、岩石学、矿床学方面的研究、展陈设计、科普宣传工作，中国地质博物馆岩石矿物研究室原主任，现聘为四川文化艺术学院教授。

无论是石油还是天然气，都是地球给予人类珍贵的馈赠，也是当今世界使用最普遍的化石能源和最重要的化工原料，构成了当今世界能源的支柱产业和重要的战略资源。因石油往往与天然气共生，且广义的石油包括天然气，于是合称“油气”。无论是“薪柴与火”邂逅开启的薪柴时代，还是“煤炭与蒸汽机”相遇开创的煤炭时代，此间人类能够掌控的能量，除了第一、二代主体能源——薪柴和煤炭，还有非主流的油气。特别是始于西汉（前206年—8年）的四川“临邛火井”煮盐，可视为我国乃至世界最早开发的“水（盐卤）、油（石油）、火（天然气）”水火交融的卤油气共生井，创造了人类能源史上的辉煌。

历代文人墨客甚至帝王都对火井赞誉有加。无论是从西汉扬雄的《蜀都赋》[“铜梁金堂，火井龙湫。”（徐中舒认为，此赋或为左思之后的某人伪托）]，到西晋左思的《蜀都赋》（“火井沈荧于幽泉，高焰飞煽于天垂”）和东晋郭璞的《盐池赋》（“饴戎见珍于西邻，火井擅奇乎巴濮”），再到北周庾信的《苦热行》（“火井沈荧散，炎洲高焰通”）；还是唐代，从李白的《大猎赋》（“土囊烟阴，火井冰闭”）、杜甫的《入奏行，赠西山检察使窦侍御》（“运粮绳桥壮士喜，斩木火井穷猿呼”）和《西山》（“烟尘侵火井，雨雪闭松州”），到钱起的《送薛判官赴蜀》（“星桥过客稀，火井蒸云热”）和罗隐的《春日投钱塘元帅尚父二首》（“盐车顾后声方重，火井窥来焰始浮”），再到白居易的《初到忠州登东楼，寄万州杨八使君》（“隐隐煮盐火，漠漠烧缌烟”）；抑或是从北宋刘攽的《送郑秘丞知邛州蒲江县》（“井火煮盐收倍利，山田种芋劝深耕”），到明蓝玉的《火井赋》（“辉堪照读，处士免凿壁而偷”），再到清金肖孙的《山川下·火井》（“有井穿砀谷，烈炎伏其中”）、冀应熊的《观火井》（“天用活民同救粟，人将煮井代榆桑”）、乾隆帝的《火井诗》（“羲之广异闻，火井欲具示”）以及和瑛的《署圃杂感五首·第二首》（“火井咄可怪，窗口如画饼。挹注煎水晶，青烟袅万井”）。这些优美的诗篇都生动地描绘和赞美了“火井”的壮丽景象及其重要作用。

然而，油气的崛起则是近百年的事。人类进入第二次工业革命时代（19世纪60年代至20世纪初），以汽油和柴油为燃料的内燃机的发明和广泛应用为标志的电力技术革命，标志着人类开始进入电气时代，使得油气得以充分利用。特别是1930年后，世界主体能源开始从煤炭转向油气，并于20世纪50年代末取代了煤炭第一能源的地位（1959年，世界原油年产量达10亿吨；在能源结构中，石油占34.2%，天然气占13. 7%，煤占46.7%），且更高热值和更易开采、运输、使用等特点，而使油气成为第三代主体能源。从能量转换规律看电能与燃烧现象的本质，通过内燃机使油气这两种燃料的化学能经热能再转化为电能，而电能的应用为人类大规模使用自然能源创造了有利条件（秦华，1975）。正是“油气与内燃机”邂逅，实现了人类第二次能源转型，即由煤炭转向油气的飞跃，使得人类快速跨入了第三个能源时代——独树一帜的油气时代。

神话传说

——揭开人类“油气认知”的神秘面纱

上古时期，石油是怎么来的，石油为何被当作“长生不老药”来食用，油气能燃烧又是如何被发现的。这些问题对于当时的古人来说，宛如“哥德巴赫猜想”般难以证明。关于油气的秘密，在不同文化中有着不同的神话传说。

在希腊神话中，有关于石油及沥青成因的神话传说。普罗米修斯因偷取火种赠予人类而触怒天神宙斯。宙斯就将他锁在高加索山的悬崖上，还派了一只凶猛的鹫鹰，每天啄食他的肝脏，就这样百般折磨了3万年之久，致使他的肝脏和血液分别演变成“沥青”和“石油”。这一神话故事与前10世纪—前6世纪的记载相呼应，即高加索山脚下和里海西南沿岸，因蕴藏着丰富的油气资源而引发自燃——阿塞拜疆濒临里海的巴库山区燃烧长达几万年，被称为“永恒的神火”，令无数虔诚的拜火教信奉者顶礼膜拜。这与我国陕北“鸿门火井”——古人深以为奇而奉为神灵，故立祠祭祀，可谓不谋而合。如今，高加索地区所拥有的世界著名的巴库油田（曾是苏联乃至全球最大的油田、如今阿塞拜疆的财源）和斯塔夫罗波尔天然气田，就是最好的实证。

在我国，也有关于油气特征和功用的神话传说。《山海经·西山经》曰：“峚（mì，同“密”）山，······其中多白玉，是有玉膏，其源沸沸汤汤，黄帝是食是飨。是生玄玉。玉膏所出，以灌丹木，丹木五岁，五色乃清，五味乃馨。”意思是密山（今陕西省商洛市商州区境内）出产一种“玉膏”，其源头总是“沸沸汤汤”——仿佛“石油”从地下涌出地面产生的“冒泡”现象，这或许是石油中富含天然气所致。神奇的是，“玉膏”既可成为黄帝的“保健品”（传说“黄帝之死”或许与此有关），又可作为黄帝举行祭祀活动的“祭品”，还可使“白玉”转化为“玄玉”——黑色的玉，可能为石油凝结而成的天然沥青，因其质地光滑莹润如玉而得名。最后，丹木被石油所包裹，使之呈现五色[“乐安县（隶属于抚州市）滴油岩······。或云昔出油。今出五色水。”（《江西通志》）]，并散发出五味馨香。这是对石油的颜色——黑色及其油膜干涉色、形态——黏稠呈膏状、味道——因成分中含有芳香烃而具有芳香气味、产状——地下涌出的“沸腾”现象等特征及其应用——“保健品”“祭品”进行了形象描述。

《山海经·南三经》中也有座“火焰山”：“令丘之山，无草木，多火。”意味着在令丘山上，不仅没有任何植被，而且到处都是大火，丝毫不逊于《西游记》中的“火焰山”。其实，现实中确有“火焰山”——因地下埋藏着油气或优质煤而自燃甚至人为点火所致。譬如，重庆长寿有个东门村——俗称“地火村”，自20世纪50年代至今，因天然气泄漏引发自燃——地上或深或浅的坑洞里都闪烁着火苗，即使刮风下雨也从未熄灭过，并成为免费的纯天然燃气灶——用以烧水、烤红薯，现已成为远近闻名的网红打卡地（马志飞，2022）。最令人意外的是，土库曼斯坦（苏联加盟共和国之一），1971年在油气钻探中因多次坍塌，造成了一个直径70米、深20米的超级大坑——被称为“地狱之门”，源源不断地释放出有毒的天然气，宛如一个危机四伏的“火药桶”，地质人员决定在洞口点燃这些天然气以防爆炸。然而，50多年过去了，熊熊大火仍在燃烧，用尽各种办法，也难以把这扇神奇的大门关上，成就了当地一道独特的壮美奇观。此外，澳大利亚有座燃烧了长达6 000年之久的煤山，至今仍未熄灭；我国新疆吐鲁番的煤层自燃景象，如今也成了“火焰山风景区”。由此可知，令丘“火焰山”只能被看作油气记载的旁证。

关于“火井”的传说，乍一听到“井中求火”时，仿佛是无稽之谈，但“井中之火”是真实存在的自然现象（马志飞，2022）。如同四川省成都市邛崃市火井镇至今仍流传着一首古老童谣所描述：“天上有星星，地下有火井，人间有孔明。孔明来火井，去看六角井。六角井，火又大，水又清，熬得盐巴亮晶晶”（马恒健，2021，来源：澎湃新闻）。当地至今还流传着“孔明治火井”的民间传说，这里不仅有盐，有油，还有气，三者合璧，相得益彰，更有贵人加持，真可谓上天对邛人的厚待。

综上，关于油气的奥秘，古人试图用神话和传说来解读，而且不同时期、不同国度的古人给出了不一样的答案。从古希腊的《被缚的普罗米修斯》，到中国的《山海经》，以及“火井”的传说，不仅反映了人类对石油的起源及产出状态的想象，还反映了人类对石油特征及用作“药物”的解释，也反映了人类对油气自燃及用于煮盐的初步认知。因此，可以从这些神话传说中寻找蛛丝马迹，进而揭开人类关于油气认知的神秘面纱。

考古发掘

——佐证人类利用油气

的实物证据

油气何时被发现，人类何时开始使用油气，油气的开采和利用情况又是怎样，目前实难给出准确答案。油气本身难以留下直接的考古证据，不过，考古学家在“四大文明古国”所在地——古埃及、中东及近东地区、印度河流域和中国境内发掘出的古墓、教堂和古老城镇中，或多或少都发现了广泛应用沥青的迹象或油气利用的遗迹。因此，可从考古遗迹中拨开迷雾、察觉端倪，获取有关油气开发利用的直接或间接的实物证据。

发现石油的近亲——天然沥青

在约4万年前的尼安德特人遗址——罗马尼亚的古拉切伊（Gura Cheii）洞穴、叙利亚的胡马尔（Hummal）和乌姆·埃尔·特勒尔（Umm El Tlel）等遗址中，出土的石器上附着有沥青——用作黏合剂，以固定石器工具的木制或象牙制手柄。这些沥青无疑是天然沥青（native asphelt/bitumen），又称“地沥青”，即天然蕴藏于地下的石油转化产物，为另一种能源矿产。特立尼达和多巴哥的露天沥青矿，是世界最大的天然沥青湖，在开采过程中发掘出许多史前文物，有“天然历史博物馆”之称。

古埃及文明中的早期石油利用迹象

在考姆·赫尔根（Komel-Khelgan）遗址中，埃及考古学家发掘出大量史前墓葬（前3900年—约前3200年），其中有不少木乃伊是用沥青制作并保存的。另外，在萨卡拉（Saqqara）地区，也发现了使用沥青密封棺材和制作木乃伊的直接证据，进而提供了关于古埃及人如何使用沥青进行防腐和密封的宝贵信息。

> 美索不达米亚（今伊拉克）特普·加乌拉陶制蒸馏装置的复原图

（图片来源：Levey M.《Chemistry and chemical technology in ancient Mesopotamia》New York, 1959）

> 斯洛伐克东部的Spišský Štvrtok陶制蒸馏装置（a，Furmánek V., 2004）；

蒸馏装置的底部（锅炉）及其复原图[b，没有找到上部（冷凝器），Rysánek, J. & Václavů V., 1989]

两河文明中的早期石油开发利用

无论是美索不达米亚还是波斯，在这片古老土地上，不仅孕育出古老的两河流域文明，而且因地下蕴藏着丰富的油气资源——发掘出不同时期与石油开发利用相关的遗迹和文物，进而成了油气考古最重要的区域。

——苏美尔时期（约前4000年—前2000年）。在美索不达米亚的特普·加乌拉（Tepe Gaura）考古遗址中，发掘出前3500年的最古老的陶制蒸馏装置——世界上第一个蒸馏装置。无独有偶，斯洛伐克东部也出土了类似的蒸馏装置，其历史可追溯到前1500年（青铜时代）（Schlosser，2011）。表明5 500多年前的苏美尔时期，这种具有简单蒸馏结构的蒸馏装置，或已用于分馏石油，势必会获得燃油（如“火油”）和石油沥青（petroleum asphalt）等石油产品。正如美国石油学者哈罗德·威廉森说，世界上“第一个石油工业起源于美索不达米亚，那里是西方文明的摇篮”。

在苏美尔文明诸遗址中，最著名的出土文物当数《乌尔军旗（Standard of Ur）》——由4块镶饰板组成的木制扁平中空箱状文物，更有可能是一种乐器的共鸣箱。它的四面均以不规则青金石小片为底，饰以贝壳和红色石灰岩雕刻，反映苏美尔战争与和平的情节性画面，最后用沥青作为黏合剂拼贴镶嵌构成。它制作于前2600年—前2400年，发掘于伊拉克济加尔省的纳西里耶（Nasiriyah）附近的乌尔皇家墓地中，现珍藏于伦敦大英博物馆。它并非真正意义上的“绘画艺术”，而是整体饰以宝石的镶嵌画，这或许还是“马赛克”的鼻祖，表明苏美尔人在装饰工艺上成就斐然。

——乌尔第三王朝（约前2113年—前2006年）。在乌尔古城遗址（今伊拉克济加尔省境内）中，塔庙都建造在沥青（用以防潮）基础上，其中最精致的要数供奉乌尔王的保护神、月神“欣”的塔庙——乌尔塔庙（又称乌尔神塔、乌尔金字形神塔、齐格拉特神塔等），建造于前2112年—前2095年的乌尔—纳莫国王统治时期，用砖块砌筑，并以沥青作为砖块间的黏合剂，其表面还涂刷沥青灰泥用以防水，是苏美尔宗教建筑中现存最早也是保存最完好的塔庙遗迹，这或许是《圣经》中通天塔的原型。

——波斯帝国（约前559年—前330年）。在古波斯帝国都城之一的苏萨（Susa）城附近（今伊朗胡齐斯坦省境内），发掘出“苏萨油井”。这应该是人类最早采用原始的手工方式进行掘井采油的实证。如今苏萨地区仍以盛产石油著称。

——帕提亚帝国（约前250年—前225年）。在伊拉克首都巴格达城郊帕提亚村庄遗址中，出土了一件令考古学家惊讶的文物——“巴格达电池”（前248年—前226年）。它包括一些铜管、铁棒和陶器，其中，陶器中盛满沥青并埋有一根铜管，铜管内又有一层沥青包裹着一根铁棒，铁棒下端垫有3厘米高的沥青以隔开铁棒与铜管，现收藏于伊拉克博物馆。推测是古代化学电池，表明2 000多年前居住于此的波斯人或许开始使用沥青“电池”了。

——阿拉伯帝国（632年—1258年）。8世纪时，阿拉伯帝国在哈里发曼苏尔执政时，以今伊拉克为中心，在底格里斯河畔营建了新都——巴格达，被称为“麦地那阿萨拉姆”，意思是“和平之城”。该城宏伟壮观，全部街道都由柏油（即沥青）铺就，这是世界上第一座“马路柏油化”的国际性大都市，可与当时的长安、君士坦丁堡媲美。

印度河文明中的早期石油利用迹象

在哈拉巴文化遗址中，以摩亨佐·达罗（Mohenjo-daro）遗址（今巴基斯坦信德省境内，最新碳—14同位素测年为约前2600年—前1900年，Mosher, 2017）留存最多，在其中心区发掘出的举世闻名的“大浴池”（举行宗教仪式时沐浴净身与净化心灵的场所）遗址，用烧结砖砌筑，池壁还涂有防水的沥青层。

中华文明中的早期油气开发利用

在四川邛崃，不仅有与“火井”相关的历史遗迹——最著名的当属“汉代古火井”遗址及唐代“火井遗址碑”，而且有与“火井”相关的出土文物——最著名的当属输气管道遗址。中国近现代石油工业更有不能忘记的五座油矿，包括著名的台湾苗栗油矿（1873年）、延长油矿（1907年）、独山子油矿（1909年）、玉门油矿（1938年）和四川油气田（1951年）。

——汉代古火井遗址。该遗址位于火井镇“古火井广场”南侧，井台高1.5尺，井内径3尺，用灰黑色汉砖垒砌而成，原称“诸葛井”，因井口呈六角形，今俗称“六角井”“六角乾坤井”。2003年，火井镇为宣传古临邛人最早于汉代开创了人类利用油气煮盐炼铁（笔者并未查询到关于“井火炼铁”的确切记载）的历史，复建了“世界第一井”——目前已入选世界纪录协会候选世界纪录。井旁还矗立着一座高大的用红色砂岩制作的火井方碑，镌刻着“汉代古火井”“世界第一井”十个大字，还刻有《汉代古火井碑序》《汉代古火井史实录》两篇文章，顶端塑有一束升腾的火焰。

> 东汉制盐画像砖 图片来源：四川博物院官网

> 20世纪20年代末，四川邛崃古老的天然气煮盐场景

（1929年，欧洲地质学家阿诺德·海姆拍摄）

——东汉制盐画像砖。四川成都汉墓出土几块东汉制盐画像砖，对于其上所绘“煮盐灶火”有两种截然不同的解读：一是煮盐燃料是薪柴（郑振铎作序，1956；《重庆市博物馆藏四川汉画像砖选集》编写组，1957；白广美，1962，1984；杨文衡、邢润川，1982；张学君，1983），无论是四川博物院、成都市博物馆、重庆市博物馆，还是央视《国家宝藏2》的解说词，都采用了这一观点；二是煮盐燃料是天然气，并以画面上灶口处有一排三四根线状物——推测为输气管道为证（闻宥，1955，1956；李约瑟，1974），且认为这是邛南山区“井火煮盐”的真实写照，称为“汉画像砖井火煮盐图”（燕羽，1955）或“火井画像砖”（申力生，1980，1984）。由此得出“中国在公元前1世纪前后就利用火井煮盐”的结论（燕羽，1955；刘志远，1958），即巴蜀人早在2 000年前的汉代，可能已经用管道输气煮卤熬盐了（北京大学物理系《中国古代科学技术大事记》编写组，1977；叶永烈，1978；马志飞，2022）。

——唐代火井遗址碑。在南宝山镇油榨乡，曾有一座清代重建的天罡祠——纪念隋末唐初蜀郡火井首任县令袁天罡。祠内原立有一古碑，碑文为“住持僧智越述：自唐时古火井处。大清乾隆二十八年（1763年）癸未立。”现收藏于邛崃市文物保护中心（1993版《邛崃县志》）。智越住持僧新立此碑的原因在于：火井县令袁天罡曾立有“古火井处”石碑，但清康熙时“村民断其负重（即碑座）以作花盆”而被毁坏，故新立（[清·康熙]《邛州志·第二卷·火井旧县》，[清]戚延裔修，[清]王前驱纂）。

——火井输气管遗迹。在南宝山镇油榨乡，迄今已发现3处输卤和气的管道遗迹：一处在炕盐坝，2018年邛崃市文物管理局设有标志牌；另一处在天罡祠东边横街，出土3节石槽（当地人称“火槽子”——用红色砂岩打制，下面安置长条形石板，石槽覆盖其上，再用黄泥密封，相互连接成输卤和气的管道），收藏于邛崃市文物管理局（凡丁，2021）；还有一处在盐沱村，埋于地下1米多深处的灰陶管道（焦虎三，2023）。依据出土石槽和陶管的走向布局，推测三国时用于输卤和气的管道总长约1 000米（凡丁，2021）。此外，还出土了用于输卤和气的竹筒（粗大长毛竹，剖开、去节，再密封），这些竹筒管道甚至在20世纪初仍在发挥作用。

——近现代油气丰碑。中国近现代石油工业不能忘记的五座油矿，包括著名的台湾苗栗油矿（1873年）、延长油矿（1907年）、独山子油矿（1909年）、玉门油矿（1938年）和四川油气田（1951年）。无论是陕西省延长县的“延一井”旧址——清代采油井旧址，还是新疆克拉玛依市独山子区的“新疆第一口油井”遗址，均被国务院批准为“全国重点文物保护单位”，前者还被国务院命名为“中华之最”，后者也入选“中央企业工业文化遗产名录”；无论是甘肃省酒泉市玉门市的“老君庙一号井”旧址，还是四川“隆昌气矿圣灯山气田旧址”，均入选“国家工业遗产”。宝贵的是，台湾西北部苗栗县立有“出磺坑油井纪念碑”，出磺坑油井是世界第二、亚洲第一口油井，也是中国开发最早、世界上尚在开采的最古老的油气田。它们不仅见证了中国石油百年发展的沧桑和繁华，而且见证了新中国石油工业的成长和崛起，更是书写了中国石油史曾经的辉煌。

——陕西延一井旧址。旧址内油井保存完好，井旁立有“中国陆上第一口油井”纪念碑。清光绪二十九年（1903年），德国人汉纳根到陕北侦获延长石油，并企图收买其开采权；1904年，陕西巡抚升允向清政府奏准；1905年，成立延长石油官矿局；1907年，在延长西门外确定井位，并安装钻井机器，钻至81米处完井，遂命名为“延一井”。这无疑是中国近代石油史上的标志性重大事件，从此拉开了中国近代石油工业的帷幕。该井日产原油1 ~ 1.5吨，开采10年后仍保持日产量1.25吨，从钻成至1934年，共采原油2 550吨；1978年、1985年先后钻深至118米、152米，日产量曾达3吨；1997年，停产保护；2005年，恢复了清朝时小铜釜式抽油提炼工艺流程。作为陕甘宁边区“功臣井”的“延一井”，点燃了我国陆上石油开采的第一束圣火，开创了中国石油发展史的新篇章。

总之，人类于约4万年前就已发现了石油的近亲——天然沥青。数千年前的古埃及、两河及印度河流域三大文明就已广泛使用沥青。古埃及文明约6 000年前就已经开始应用沥青密封和防腐；两河文明4 600多年前已将沥青用作黏合剂；两河文明及印度河文明4 000多年前广泛应用沥青防水防潮。这些沥青究竟是天然沥青，还是原油蒸馏后的残渣——石油沥青，难以界定。然而，石油沥青作为石油产品的应用，理应晚于石油的开发利用时间。若为石油沥青，则表明石油的开发利用历史更为久远。尤其是在两河文明中，通过对石油蒸馏器的分析，可知5 500多年前的苏美尔时期石油提炼技术水平和工艺流程，并且证明至少苏美尔人或已使用石油沥青了；通过对“苏萨油井”的分析，可了解约2 600年前的古波斯帝国时期石油开采技术。中华文明早在汉代就已开始利用天然气煮盐炼铁。尽管这些特定的技术和设备简单甚至简陋，却足以证明古人对油气的开发利用情况。

（未完待续······）

作者： 吕林素

编辑： 张佳楠

排版： 张佳楠

审核： 刁淑娟

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