碳沥青，是石油在地表氧化或地下地质作用而出现的一系列石油沥青物质之一。石油常发生由石油→软沥青→地沥青→石沥青→沥青→碳沥青的变化。

石油沥青是油气藏在破坏过程中经次生变化而形成的固态或半固态物质。

石油形成后，在运移、聚集过程中，由于地壳运动的影响，在地壳表面或埋藏很深的岩层中，长期受自由氧或热力的作用或由于物理分异作用，形成一系列与石油有关的衍生物。石油沥青大多不同程度地含有可溶于有机溶剂的沥青部分。其元素组成，基本上仍以碳、氢为主，而氧、氮、硫非烃类型化合物含量较石油大大增高。

石油沥青的产出状态，可以是浓集的单独矿体，如美国犹他州的地沥青山和特立尼达的地沥青湖，可作为矿藏单独开采。也可呈脉状、丘状、渗杂状、颗粒状和薄膜状等分散状态存在于地表或岩石孔隙和孔洞中，如中国新疆克拉玛依的沥青丘。

石油沥青同石油一样，是复杂的有机混合物，没有固定的化学成分和物理常数，并且许多油矿物以过渡形式构成连续系列。这就给分类和鉴别带来很多困难。

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