素有“黑色金子”之稱的石油是當今世界極其重要的能源和合成材料原料，這種黑棕色的，粘稠的液體，早已滲透在燃油、塑料、瀝青、衣服、合成橡膠、制藥、清潔用品、食品、潤滑油化妝品等眾多領域。這份自然的饋贈歷時良久，卻歷久彌珍。因此地質、地球物理、地球化學和古生物學等相關領域的專家們紛紛上陣，想弄清幾百萬年、幾千萬年甚至幾億年前，在人類不曾參與的地球演化長河中，那些埋藏在地表幾百、數千米以下的油氣里究竟是怎么形成的。
石油
目前石油成因學說有兩大類：
一類為有機成因說：地球的某些時間段，大量動植物死亡后遺體進入海洋或湖泊，在漫長的地質歲月，有機質與泥沙一起被壓實并形成沉積巖。微粒沉積“淤泥”壓實后形成的沉積巖稱為泥巖，像書一樣具有頁理的叫頁巖 ，砂粒沉積壓實后形成的沉積巖叫砂巖 。有機質一般富集在泥巖或頁巖中，所以，富含有機質的泥巖或頁巖被稱為生油巖 。砂巖層中有機質含量一般比較低，孔隙比泥巖大，通常是油氣的儲集層 。
生物沉積
隨著時間的推移，海洋或湖泊中沉積的巖層越來越厚，有機淤泥隨這些外在條件的改變而不得不承受逐漸增大的壓力和溫度，最終，經過生物化學、高催化、高壓等條件下形成油氣。隨著油氣在泥巖有機質中不斷生成，它們在泥巖的微小孔隙中越積越多，積聚的壓力也越來越大，最終突破泥巖阻力，通過泥巖的微小孔縫“逃逸”出來。在浮力的作用下，它們在砂巖的連通孔隙或斷裂、裂縫等通道中不斷向上運移 ，直至遇到致密地層不能再移動時，便在這些砂巖或裂縫中積聚起來，進入到比較致密的砂巖中便形成致密油氣藏 （即我們所說的油田）。
石油成因
目前有機成因論為石油地質學的主導思想，幾乎所有的石油天然氣田都位于沉積盆地內，烴源巖是沉積巖，烴源于有機物干酪根。理論和實踐均證明了烴的有機成因。有機成因論的科學依據在于，世界上已經發現的油氣田99.9%都分布在沉積巖中。
二類為無機成因說：認為地幔深處的碳元素和氫元素在高溫高壓下形成甲烷，隨著甲烷從地球深處往事運動，隨后凝聚成烴，逐漸聚合形成了油氣，此種說法至今沒有油氣田實例。
無機成因說的依據主要有以下幾種：
1、加拿大阿爾伯塔省的阿塔巴斯河區和美國堪薩斯的克拉富特———普魯斯油田，是約15億年前生成的，當時的生物量并不足以生成如此巨大的油田。
2、為什么大型油氣田的分布區內，往往地熱值都較高？而且大油田的地層深部大多存在著一個地幔柱—那是油藏與地下深處相通的證據。
3、為什么在世界許多大型鉛鋅礦中都發現了大量碳質瀝青？而鉛鋅礦富集的主要原因就是地殼深部的熱液上涌。
4、世界上有些油田的石油似乎正在源源不斷地得到補充；一些油氣可能來自地殼深處；石油的生成、運移、聚集可能與地震有關，而地震恰恰是地殼運動的表征。
5、有機論無法解釋巨大的石油資源量，有些油田的石油資源量遠遠超過沉積物的生烴量。目前勘探已證實，有些天然氣確實來源于地幔。
6、世界上許多油田的汞含量都很高？其含量高于大氣中含量的幾十到幾百倍。
7、有一些油氣區中的的氦含量也高得驚人，比如我國四川南部天然氣田中的氦的比例相當高，經過提純后可以生產工業性氦。
