1973年4月，正值全国农业学大寨高潮期，当时的宏城大队（今黑龙江大庆市肇源县三站镇宏光村）农民取沙挖土，用以改造盐碱地。当挖到地下3米时，铁锹卷了刃。人们既好奇又惊讶，拿来铁镐刨了很久，挖出一堆又长又粗又黑的骨头。经考古专家勘查研判，这些骨头来自已经灭绝的猛犸象。这是我国第一具完整的巨型猛犸象化石，被命名为“松花江猛犸象”。
猛犸象化石在松嫩平原广泛分布。它们当时的生活环境是什么样的？是什么原因导致它们灭亡？地层深处还有什么奥秘和宝藏？故事还得从1亿多年前的一个古大湖说起。
变迁 古大湖经历数次扩张和萎缩
松辽古大湖位于中国东北松辽盆地中。两亿年前，松辽盆地所在地为一片汪洋。经历了5000万年的地质变迁，东北地区逐渐由沧海变为陆地，成为古大湖的基底。同时，板块运动推动着太平洋板块俯冲到华北陆块下部，导致这一地区的岩石圈发生剧烈变形、变质、熔融，地表不断发生裂陷和沉降，形成了松辽盆地雏形。
1.5亿年前的地球表面平均温度比现今高5摄氏度，当时的大兴安岭尚未隆起，从西部的一个古大洋吹来的暖湿气流一路向东，到达古大湖东侧长白山支脉的张广才岭。这一时期，丰沛的雨水为古大湖的形成带来了源源不断的淡水和泥沙。
受地质构造运动和气候变化的影响，古大湖经历了多次大规模的扩张和萎缩，湖进、湖退交替发生。这一时期，古大湖的两次大规模扩张分别发生在9100万年前和8400万年前，最大面积为12万平方公里。
6500万年前，古大湖发生了一次严重萎缩，最终干涸消失。这可追溯到8000万年前的太平洋板块再次俯冲，张广才岭显著隆升，阻挡了来自太平洋的水汽输送。这一时期发生了一次急剧降温事件，导致全球降雨量大幅降低，古大湖也逐渐蒸发干涸。之后进入新生代，地球持续降温，最终进入冰川时代。这时候的气候寒冷干燥，古大湖周围的大兴安岭、长白山上都形成了冰川。在气温回暖期，冰川融化，古大湖再次形成，并一直持续至1.1万年前的末次冰期。之后，东北的陆壳整体抬升，雨量减少，古大湖水源补充不足，湖底逐渐露出，河流分支扩散，最终形成了现今东北地区江河水系发达、湖泊星罗棋布的松嫩平原。
沉积 浮游微生物繁盛造就生油岩
古大湖刚形成时，源自张广才岭的河流将碎石和泥沙不断地带到湖中，形成以颗粒较粗的砾岩、砂岩和粉砂岩为主的沉积物。当时古大湖范围较小、湖水较浅，湖边森林和沼泽发育，使得古大湖及周缘沉积的火石岭组和沙河子组都夹杂厚度不等的煤线和煤层。太平洋板块在1.2亿年前开始的俯冲滞留不仅形成了大兴安岭，也在古大湖内堆积了大量火山岩，多次火山活动不断摧毁湖边森林和沼泽，形成了大量煤层。
从1亿年前开始，古大湖面积不断扩张，湖中心开始形成粒度较细的泥页岩，从登娄库组开始逐渐向有利于生油的沉积环境转变。到泉头组沉积时，地球表面平均温度比现今可能高出14摄氏度。古大湖周围的生物十分繁盛，出现了大量鸟脚类恐龙、鳄鱼等大型动物和龟、鳖、昆虫等中小型动物。
古大湖的面积和深度在9100万年前迎来了首个鼎盛期，为深水细粒泥页岩沉积创造了有利条件。温湿气候使浮游微生物异常繁盛，湖底广泛沉积了一套富有机质、生油能力强的青山口组黑色页岩，尤以古龙凹陷内页岩为佳，厚度大、有机质丰度高、生油能力强，因此也被称为古龙页岩。在古龙页岩中，目前发现了鱼、叶肢介、介形类等动物化石，还有大量低等单细胞浮游生物和一些随风飘进古大湖中的高等植物的孢子和花粉。
受气候变化影响，在之后的600万年内，古大湖发生一次明显萎缩。湖水不断变浅，黑色页岩覆盖范围逐渐缩小，最终消失，转而形成姚家组特有的红层，这是泥页岩富含氧化性的赤铁矿造成的。自8500万年前开始，反转的气候变化又一次导致了古大湖的扩张，浮游微生物异常繁盛，它们死亡后在湖底形成了富有机质的嫩江组黑色页岩。之后的古大湖因为地壳抬升和降雨减少，形成了四方台组和明水组的泥页岩、粉砂岩和砾岩，结束了历时近7000万年的连续沉积。
探宝 页岩油预测资源量超151亿吨
在258万年前，地球进入第四纪的冰川时代，并一直延续至1.1万年前。古大湖上终年冰封，冰川融水在湖边滋养了灌木、草和苔藓等，吸引了猛犸象自西伯利亚迁徙到古大湖边栖息生活。随着冰期结束，气候转暖，古大湖开始解开冰封，不断萎缩以致消失。喜寒的猛犸象离开了古大湖，但它们的生活印记永远地留在了这片土地上，成为古大湖沧海桑田的最好记忆之一。
古大湖也为我们留下了珍贵的油气资源。20世纪30年代至40年代，中国地质学家们首次提出“陆相生油说”，也就是古大湖可以形成有效的生油岩，这成为后来发现大庆油田、吉林油田以及中国一系列陆相大油田的重要理论基础。1959年，松基3井和扶27井相继喷出工业油流，最终证实了“陆相生油”理论，陆续发现了青山口组、嫩江组两套主力生油层。古龙地区青山口组页岩为主力油源岩，生成的石油在大庆长垣的泉头组、青山口组上部、姚家组、嫩江组的砂岩和粉砂岩中聚集，至今已开采出25亿吨常规油和致密油。在更为致密的青山口组泥页岩中，虽然早在1981年就已经发现工业油流，但限于理论认识和工程技术难题，这一宝藏长期未能有效动用。
2019年，页岩油革命开启，古龙页岩油重新进入石油科学家们的视野，预测资源量超过151亿吨。古龙页岩油会战大幕拉开，实现了从“陆相页岩生油”向“陆相页岩产油”的理论突破。
古大湖的地宫正在缓缓打开，正可谓：一曲终罢人不见，江上青峰孤耸；古龙地宫再探宝，石油井架高悬。
（王华建系中国石油勘探开发研究院高级工程师，付秀丽系大庆油田有限责任公司高级工程师）