油氣時代——人類步入的第三個能源時代（上）

（本文發表于2024年第3期）

作者簡介呂林素，博士，三級研究員，自然資源首席科普傳播專家，長期從事寶石學、礦物學、巖石學、礦床學方面的研究、展陳設計、科普宣傳工作，中國地質博物館巖石礦物研究室原主任，現聘為四川文化藝術學院教授。

無論是石油還是天然氣，都是地球給予人類珍貴的饋贈，也是當今世界使用最普遍的化石能源和最重要的化工原料，構成了當今世界能源的支柱產業和重要的戰略資源。因石油往往與天然氣共生，且廣義的石油包括天然氣，于是合稱“油氣”。無論是“薪柴與火”邂逅開啟的薪柴時代，還是“煤炭與蒸汽機”相遇開創的煤炭時代，此間人類能夠掌控的能量，除了第一、二代主體能源——薪柴和煤炭，還有非主流的油氣。特別是始于西漢（前206年—8年）的四川“臨邛火井”煮鹽，可視為我國乃至世界最早開發的“水（鹽鹵）、油（石油）、火（天然氣）”水火交融的鹵油氣共生井，創造了人類能源史上的輝煌。

歷代文人墨客甚至帝王都對火井贊譽有加。無論是從西漢揚雄的《蜀都賦》[“銅梁金堂，火井龍湫。”（徐中舒認為，此賦或為左思之后的某人偽托）]，到西晉左思的《蜀都賦》（“火井沈熒于幽泉，高焰飛煽于天垂”）和東晉郭璞的《鹽池賦》（“飴戎見珍于西鄰，火井擅奇乎巴濮”），再到北周庾信的《苦熱行》（“火井沈熒散，炎洲高焰通”）；還是唐代，從李白的《大獵賦》（“土囊煙陰，火井冰閉”）、杜甫的《入奏行，贈西山檢察使竇侍御》（“運糧繩橋壯士喜，斬木火井窮猿呼”）和《西山》（“煙塵侵火井，雨雪閉松州”），到錢起的《送薛判官赴蜀》（“星橋過客稀，火井蒸云熱”）和羅隱的《春日投錢塘元帥尚父二首》（“鹽車顧后聲方重，火井窺來焰始浮”），再到白居易的《初到忠州登東樓，寄萬州楊八使君》（“隱隱煮鹽火，漠漠燒緦煙”）；抑或是從北宋劉攽的《送鄭秘丞知邛州蒲江縣》（“井火煮鹽收倍利，山田種芋勸深耕”），到明藍玉的《火井賦》（“輝堪照讀，處士免鑿壁而偷”），再到清金肖孫的《山川下·火井》（“有井穿碭谷，烈炎伏其中”）、冀應熊的《觀火井》（“天用活民同救粟，人將煮井代榆桑”）、乾隆帝的《火井詩》（“羲之廣異聞，火井欲具示”）以及和瑛的《署圃雜感五首·第二首》（“火井咄可怪，窗口如畫餅。挹注煎水晶，青煙裊萬井”）。這些優美的詩篇都生動地描繪和贊美了“火井”的壯麗景象及其重要作用。

然而，油氣的崛起則是近百年的事。人類進入第二次工業革命時代（19世紀60年代至20世紀初），以汽油和柴油為燃料的內燃機的發明和廣泛應用為標志的電力技術革命，標志著人類開始進入電氣時代，使得油氣得以充分利用。特別是1930年后，世界主體能源開始從煤炭轉向油氣，并于20世紀50年代末取代了煤炭第一能源的地位（1959年，世界原油年產量達10億噸；在能源結構中，石油占34.2%，天然氣占13. 7%，煤占46.7%），且更高熱值和更易開采、運輸、使用等特點，而使油氣成為第三代主體能源。從能量轉換規律看電能與燃燒現象的本質，通過內燃機使油氣這兩種燃料的化學能經熱能再轉化為電能，而電能的應用為人類大規模使用自然能源創造了有利條件（秦華，1975）。正是“油氣與內燃機”邂逅，實現了人類第二次能源轉型，即由煤炭轉向油氣的飛躍，使得人類快速跨入了第三個能源時代——獨樹一幟的油氣時代。

神話傳說

——揭開人類“油氣認知”的神秘面紗

上古時期，石油是怎么來的，石油為何被當作“長生不老藥”來食用，油氣能燃燒又是如何被發現的。這些問題對于當時的古人來說，宛如“哥德巴赫猜想”般難以證明。關于油氣的秘密，在不同文化中有著不同的神話傳說。

在希臘神話中，有關于石油及瀝青成因的神話傳說。普羅米修斯因偷取火種贈予人類而觸怒天神宙斯。宙斯就將他鎖在高加索山的懸崖上，還派了一只兇猛的鷲鷹，每天啄食他的肝臟，就這樣百般折磨了3萬年之久，致使他的肝臟和血液分別演變成“瀝青”和“石油”。這一神話故事與前10世紀—前6世紀的記載相呼應，即高加索山腳下和里海西南沿岸，因蘊藏著豐富的油氣資源而引發自燃——阿塞拜疆瀕臨里海的巴庫山區燃燒長達幾萬年，被稱為“永恒的神火”，令無數虔誠的拜火教信奉者頂禮膜拜。這與我國陜北“鴻門火井”——古人深以為奇而奉為神靈，故立祠祭祀，可謂不謀而合。如今，高加索地區所擁有的世界著名的巴庫油田（曾是蘇聯乃至全球最大的油田、如今阿塞拜疆的財源）和斯塔夫羅波爾天然氣田，就是最好的實證。

在我國，也有關于油氣特征和功用的神話傳說。《山海經·西山經》曰：“峚（mì，同“密”）山，······其中多白玉，是有玉膏，其源沸沸湯湯，黃帝是食是饗。是生玄玉。玉膏所出，以灌丹木，丹木五歲，五色乃清，五味乃馨。”意思是密山（今陜西省商洛市商州區境內）出產一種“玉膏”，其源頭總是“沸沸湯湯”——仿佛“石油”從地下涌出地面產生的“冒泡”現象，這或許是石油中富含天然氣所致。神奇的是，“玉膏”既可成為黃帝的“保健品”（傳說“黃帝之死”或許與此有關），又可作為黃帝舉行祭祀活動的“祭品”，還可使“白玉”轉化為“玄玉”——黑色的玉，可能為石油凝結而成的天然瀝青，因其質地光滑瑩潤如玉而得名。最后，丹木被石油所包裹，使之呈現五色[“樂安縣（隸屬于撫州市）滴油巖······。或云昔出油。今出五色水。”（《江西通志》）]，并散發出五味馨香。這是對石油的顏色——黑色及其油膜干涉色、形態——黏稠呈膏狀、味道——因成分中含有芳香烴而具有芳香氣味、產狀——地下涌出的“沸騰”現象等特征及其應用——“保健品”“祭品”進行了形象描述。

《山海經·南三經》中也有座“火焰山”：“令丘之山，無草木，多火。”意味著在令丘山上，不僅沒有任何植被，而且到處都是大火，絲毫不遜于《西游記》中的“火焰山”。其實，現實中確有“火焰山”——因地下埋藏著油氣或優質煤而自燃甚至人為點火所致。譬如，重慶長壽有個東門村——俗稱“地火村”，自20世紀50年代至今，因天然氣泄漏引發自燃——地上或深或淺的坑洞里都閃爍著火苗，即使刮風下雨也從未熄滅過，并成為免費的純天然燃氣灶——用以燒水、烤紅薯，現已成為遠近聞名的網紅打卡地（馬志飛，2022）。最令人意外的是，土庫曼斯坦（蘇聯加盟共和國之一），1971年在油氣鉆探中因多次坍塌，造成了一個直徑70米、深20米的超級大坑——被稱為“地獄之門”，源源不斷地釋放出有毒的天然氣，宛如一個危機四伏的“火藥桶”，地質人員決定在洞口點燃這些天然氣以防爆炸。然而，50多年過去了，熊熊大火仍在燃燒，用盡各種辦法，也難以把這扇神奇的大門關上，成就了當地一道獨特的壯美奇觀。此外，澳大利亞有座燃燒了長達6 000年之久的煤山，至今仍未熄滅；我國新疆吐魯番的煤層自燃景象，如今也成了“火焰山風景區”。由此可知，令丘“火焰山”只能被看作油氣記載的旁證。

關于“火井”的傳說，乍一聽到“井中求火”時，仿佛是無稽之談，但“井中之火”是真實存在的自然現象（馬志飛，2022）。如同四川省成都市邛崍市火井鎮至今仍流傳著一首古老童謠所描述：“天上有星星，地下有火井，人間有孔明。孔明來火井，去看六角井。六角井，火又大，水又清，熬得鹽巴亮晶晶”（馬恒健，2021，來源：澎湃新聞）。當地至今還流傳著“孔明治火井”的民間傳說，這里不僅有鹽，有油，還有氣，三者合璧，相得益彰，更有貴人加持，真可謂上天對邛人的厚待。

綜上，關于油氣的奧秘，古人試圖用神話和傳說來解讀，而且不同時期、不同國度的古人給出了不一樣的答案。從古希臘的《被縛的普羅米修斯》，到中國的《山海經》，以及“火井”的傳說，不僅反映了人類對石油的起源及產出狀態的想象，還反映了人類對石油特征及用作“藥物”的解釋，也反映了人類對油氣自燃及用于煮鹽的初步認知。因此，可以從這些神話傳說中尋找蛛絲馬跡，進而揭開人類關于油氣認知的神秘面紗。

考古發掘

——佐證人類利用油氣

的實物證據

油氣何時被發現，人類何時開始使用油氣，油氣的開采和利用情況又是怎樣，目前實難給出準確答案。油氣本身難以留下直接的考古證據，不過，考古學家在“四大文明古國”所在地——古埃及、中東及近東地區、印度河流域和中國境內發掘出的古墓、教堂和古老城鎮中，或多或少都發現了廣泛應用瀝青的跡象或油氣利用的遺跡。因此，可從考古遺跡中撥開迷霧、察覺端倪，獲取有關油氣開發利用的直接或間接的實物證據。

發現石油的近親——天然瀝青

在約4萬年前的尼安德特人遺址——羅馬尼亞的古拉切伊（Gura Cheii）洞穴、敘利亞的胡馬爾（Hummal）和烏姆·埃爾·特勒爾（Umm El Tlel）等遺址中，出土的石器上附著有瀝青——用作黏合劑，以固定石器工具的木制或象牙制手柄。這些瀝青無疑是天然瀝青（native asphelt/bitumen），又稱“地瀝青”，即天然蘊藏于地下的石油轉化產物，為另一種能源礦產。特立尼達和多巴哥的露天瀝青礦，是世界最大的天然瀝青湖，在開采過程中發掘出許多史前文物，有“天然歷史博物館”之稱。

古埃及文明中的早期石油利用跡象

在考姆·赫爾根（Komel-Khelgan）遺址中，埃及考古學家發掘出大量史前墓葬（前3900年—約前3200年），其中有不少木乃伊是用瀝青制作并保存的。另外，在薩卡拉（Saqqara）地區，也發現了使用瀝青密封棺材和制作木乃伊的直接證據，進而提供了關于古埃及人如何使用瀝青進行防腐和密封的寶貴信息。

> 美索不達米亞（今伊拉克）特普·加烏拉陶制蒸餾裝置的復原圖

（圖片來源：Levey M.《Chemistry and chemical technology in ancient Mesopotamia》New York, 1959）

> 斯洛伐克東部的Spi?sky ?tvrtok陶制蒸餾裝置（a，Furmánek V., 2004）；

蒸餾裝置的底部（鍋爐）及其復原圖[b，沒有找到上部（冷凝器），Rysánek, J. & Václav? V., 1989]

兩河文明中的早期石油開發利用

無論是美索不達米亞還是波斯，在這片古老土地上，不僅孕育出古老的兩河流域文明，而且因地下蘊藏著豐富的油氣資源——發掘出不同時期與石油開發利用相關的遺跡和文物，進而成了油氣考古最重要的區域。

——蘇美爾時期（約前4000年—前2000年）。在美索不達米亞的特普·加烏拉（Tepe Gaura）考古遺址中，發掘出前3500年的最古老的陶制蒸餾裝置——世界上第一個蒸餾裝置。無獨有偶，斯洛伐克東部也出土了類似的蒸餾裝置，其歷史可追溯到前1500年（青銅時代）（Schlosser，2011）。表明5 500多年前的蘇美爾時期，這種具有簡單蒸餾結構的蒸餾裝置，或已用于分餾石油，勢必會獲得燃油（如“火油”）和石油瀝青（petroleum asphalt）等石油產品。正如美國石油學者哈羅德·威廉森說，世界上“第一個石油工業起源于美索不達米亞，那里是西方文明的搖籃”。

在蘇美爾文明諸遺址中，最著名的出土文物當數《烏爾軍旗（Standard of Ur）》——由4塊鑲飾板組成的木制扁平中空箱狀文物，更有可能是一種樂器的共鳴箱。它的四面均以不規則青金石小片為底，飾以貝殼和紅色石灰巖雕刻，反映蘇美爾戰爭與和平的情節性畫面，最后用瀝青作為黏合劑拼貼鑲嵌構成。它制作于前2600年—前2400年，發掘于伊拉克濟加爾省的納西里耶（Nasiriyah）附近的烏爾皇家墓地中，現珍藏于倫敦大英博物館。它并非真正意義上的“繪畫藝術”，而是整體飾以寶石的鑲嵌畫，這或許還是“馬賽克”的鼻祖，表明蘇美爾人在裝飾工藝上成就斐然。

——烏爾第三王朝（約前2113年—前2006年）。在烏爾古城遺址（今伊拉克濟加爾省境內）中，塔廟都建造在瀝青（用以防潮）基礎上，其中最精致的要數供奉烏爾王的保護神、月神“欣”的塔廟——烏爾塔廟（又稱烏爾神塔、烏爾金字形神塔、齊格拉特神塔等），建造于前2112年—前2095年的烏爾—納莫國王統治時期，用磚塊砌筑，并以瀝青作為磚塊間的黏合劑，其表面還涂刷瀝青灰泥用以防水，是蘇美爾宗教建筑中現存最早也是保存最完好的塔廟遺跡，這或許是《圣經》中通天塔的原型。

——波斯帝國（約前559年—前330年）。在古波斯帝國都城之一的蘇薩（Susa）城附近（今伊朗胡齊斯坦省境內），發掘出“蘇薩油井”。這應該是人類最早采用原始的手工方式進行掘井采油的實證。如今蘇薩地區仍以盛產石油著稱。

——帕提亞帝國（約前250年—前225年）。在伊拉克首都巴格達城郊帕提亞村莊遺址中，出土了一件令考古學家驚訝的文物——“巴格達電池”（前248年—前226年）。它包括一些銅管、鐵棒和陶器，其中，陶器中盛滿瀝青并埋有一根銅管，銅管內又有一層瀝青包裹著一根鐵棒，鐵棒下端墊有3厘米高的瀝青以隔開鐵棒與銅管，現收藏于伊拉克博物館。推測是古代化學電池，表明2 000多年前居住于此的波斯人或許開始使用瀝青“電池”了。

——阿拉伯帝國（632年—1258年）。8世紀時，阿拉伯帝國在哈里發曼蘇爾執政時，以今伊拉克為中心，在底格里斯河畔營建了新都——巴格達，被稱為“麥地那阿薩拉姆”，意思是“和平之城”。該城宏偉壯觀，全部街道都由柏油（即瀝青）鋪就，這是世界上第一座“馬路柏油化”的國際性大都市，可與當時的長安、君士坦丁堡媲美。

印度河文明中的早期石油利用跡象

在哈拉巴文化遺址中，以摩亨佐·達羅（Mohenjo-daro）遺址（今巴基斯坦信德省境內，最新碳—14同位素測年為約前2600年—前1900年，Mosher, 2017）留存最多，在其中心區發掘出的舉世聞名的“大浴池”（舉行宗教儀式時沐浴凈身與凈化心靈的場所）遺址，用燒結磚砌筑，池壁還涂有防水的瀝青層。

中華文明中的早期油氣開發利用

在四川邛崍，不僅有與“火井”相關的歷史遺跡——最著名的當屬“漢代古火井”遺址及唐代“火井遺址碑”，而且有與“火井”相關的出土文物——最著名的當屬輸氣管道遺址。中國近現代石油工業更有不能忘記的五座油礦，包括著名的臺灣苗栗油礦（1873年）、延長油礦（1907年）、獨山子油礦（1909年）、玉門油礦（1938年）和四川油氣田（1951年）。

——漢代古火井遺址。該遺址位于火井鎮“古火井廣場”南側，井臺高1.5尺，井內徑3尺，用灰黑色漢磚壘砌而成，原稱“諸葛井”，因井口呈六角形，今俗稱“六角井”“六角乾坤井”。2003年，火井鎮為宣傳古臨邛人最早于漢代開創了人類利用油氣煮鹽煉鐵（筆者并未查詢到關于“井火煉鐵”的確切記載）的歷史，復建了“世界第一井”——目前已入選世界紀錄協會候選世界紀錄。井旁還矗立著一座高大的用紅色砂巖制作的火井方碑，鐫刻著“漢代古火井”“世界第一井”十個大字，還刻有《漢代古火井碑序》《漢代古火井史實錄》兩篇文章，頂端塑有一束升騰的火焰。

> 東漢制鹽畫像磚 圖片來源：四川博物院官網

> 20世紀20年代末，四川邛崍古老的天然氣煮鹽場景

（1929年，歐洲地質學家阿諾德·海姆拍攝）

——東漢制鹽畫像磚。四川成都漢墓出土幾塊東漢制鹽畫像磚，對于其上所繪“煮鹽灶火”有兩種截然不同的解讀：一是煮鹽燃料是薪柴（鄭振鐸作序，1956；《重慶市博物館藏四川漢畫像磚選集》編寫組，1957；白廣美，1962，1984；楊文衡、邢潤川，1982；張學君，1983），無論是四川博物院、成都市博物館、重慶市博物館，還是央視《國家寶藏2》的解說詞，都采用了這一觀點；二是煮鹽燃料是天然氣，并以畫面上灶口處有一排三四根線狀物——推測為輸氣管道為證（聞宥，1955，1956；李約瑟，1974），且認為這是邛南山區“井火煮鹽”的真實寫照，稱為“漢畫像磚井火煮鹽圖”（燕羽，1955）或“火井畫像磚”（申力生，1980，1984）。由此得出“中國在公元前1世紀前后就利用火井煮鹽”的結論（燕羽，1955；劉志遠，1958），即巴蜀人早在2 000年前的漢代，可能已經用管道輸氣煮鹵熬鹽了（北京大學物理系《中國古代科學技術大事記》編寫組，1977；葉永烈，1978；馬志飛，2022）。

——唐代火井遺址碑。在南寶山鎮油榨鄉，曾有一座清代重建的天罡祠——紀念隋末唐初蜀郡火井首任縣令袁天罡。祠內原立有一古碑，碑文為“住持僧智越述：自唐時古火井處。大清乾隆二十八年（1763年）癸未立。”現收藏于邛崍市文物保護中心（1993版《邛崍縣志》）。智越住持僧新立此碑的原因在于：火井縣令袁天罡曾立有“古火井處”石碑，但清康熙時“村民斷其負重（即碑座）以作花盆”而被毀壞，故新立（[清·康熙]《邛州志·第二卷·火井舊縣》，[清]戚延裔修，[清]王前驅纂）。

——火井輸氣管遺跡。在南寶山鎮油榨鄉，迄今已發現3處輸鹵和氣的管道遺跡：一處在炕鹽壩，2018年邛崍市文物管理局設有標志牌；另一處在天罡祠東邊橫街，出土3節石槽（當地人稱“火槽子”——用紅色砂巖打制，下面安置長條形石板，石槽覆蓋其上，再用黃泥密封，相互連接成輸鹵和氣的管道），收藏于邛崍市文物管理局（凡丁，2021）；還有一處在鹽沱村，埋于地下1米多深處的灰陶管道（焦虎三，2023）。依據出土石槽和陶管的走向布局，推測三國時用于輸鹵和氣的管道總長約1 000米（凡丁，2021）。此外，還出土了用于輸鹵和氣的竹筒（粗大長毛竹，剖開、去節，再密封），這些竹筒管道甚至在20世紀初仍在發揮作用。

——近現代油氣豐碑。中國近現代石油工業不能忘記的五座油礦，包括著名的臺灣苗栗油礦（1873年）、延長油礦（1907年）、獨山子油礦（1909年）、玉門油礦（1938年）和四川油氣田（1951年）。無論是陜西省延長縣的“延一井”舊址——清代采油井舊址，還是新疆克拉瑪依市獨山子區的“新疆第一口油井”遺址，均被國務院批準為“全國重點文物保護單位”，前者還被國務院命名為“中華之最”，后者也入選“中央企業工業文化遺產名錄”；無論是甘肅省酒泉市玉門市的“老君廟一號井”舊址，還是四川“隆昌氣礦圣燈山氣田舊址”，均入選“國家工業遺產”。寶貴的是，臺灣西北部苗栗縣立有“出磺坑油井紀念碑”，出磺坑油井是世界第二、亞洲第一口油井，也是中國開發最早、世界上尚在開采的最古老的油氣田。它們不僅見證了中國石油百年發展的滄桑和繁華，而且見證了新中國石油工業的成長和崛起，更是書寫了中國石油史曾經的輝煌。

——陜西延一井舊址。舊址內油井保存完好，井旁立有“中國陸上第一口油井”紀念碑。清光緒二十九年（1903年），德國人漢納根到陜北偵獲延長石油，并企圖收買其開采權；1904年，陜西巡撫升允向清政府奏準；1905年，成立延長石油官礦局；1907年，在延長西門外確定井位，并安裝鉆井機器，鉆至81米處完井，遂命名為“延一井”。這無疑是中國近代石油史上的標志性重大事件，從此拉開了中國近代石油工業的帷幕。該井日產原油1 ~ 1.5噸，開采10年后仍保持日產量1.25噸，從鉆成至1934年，共采原油2 550噸；1978年、1985年先后鉆深至118米、152米，日產量曾達3噸；1997年，停產保護；2005年，恢復了清朝時小銅釜式抽油提煉工藝流程。作為陜甘寧邊區“功臣井”的“延一井”，點燃了我國陸上石油開采的第一束圣火，開創了中國石油發展史的新篇章。

總之，人類于約4萬年前就已發現了石油的近親——天然瀝青。數千年前的古埃及、兩河及印度河流域三大文明就已廣泛使用瀝青。古埃及文明約6 000年前就已經開始應用瀝青密封和防腐；兩河文明4 600多年前已將瀝青用作黏合劑；兩河文明及印度河文明4 000多年前廣泛應用瀝青防水防潮。這些瀝青究竟是天然瀝青，還是原油蒸餾后的殘渣——石油瀝青，難以界定。然而，石油瀝青作為石油產品的應用，理應晚于石油的開發利用時間。若為石油瀝青，則表明石油的開發利用歷史更為久遠。尤其是在兩河文明中，通過對石油蒸餾器的分析，可知5 500多年前的蘇美爾時期石油提煉技術水平和工藝流程，并且證明至少蘇美爾人或已使用石油瀝青了；通過對“蘇薩油井”的分析，可了解約2 600年前的古波斯帝國時期石油開采技術。中華文明早在漢代就已開始利用天然氣煮鹽煉鐵。盡管這些特定的技術和設備簡單甚至簡陋，卻足以證明古人對油氣的開發利用情況。

（未完待續······）

作者： 呂林素

編輯： 張佳楠

排版： 張佳楠

審核： 刁淑娟

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