高含硫化氫天然氣的成因

目前國內(nèi)外普遍認為含油氣盆地中高濃度的硫化氫氣體主要是生物成因的或熱化學成因的.熱化學成因主要指硫酸鹽因熱化學作用還原生成硫化氫（TSR）,即硫酸鹽礦物與有機質(zhì)（以C代表）或烴類（以藝CH代表）作用,硫酸鹽被還原生成硫化氫,氣態(tài)烴被氧化形成二氧化碳氣體.硫化氫生物成因的主要作用是異化還原作用,由硫酸鹽還原菌通過對硫酸鹽的異化還原代謝過程而實現(xiàn).在該過程中,硫酸鹽還原菌通過厭氧呼吸只將一小部分代謝的硫結(jié)合進細胞中,大部分硫以類似氧被需氧生物（另一種屬的硫酸鹽還原菌）所吸收那樣來完成能量代謝過程.不同種屬的硫酸鹽還原菌的生物化學作用過程不同,一些菌種對有機質(zhì)的分解產(chǎn)物可能會成為另一些菌種所需的營養(yǎng),使C和名CH被硫酸鹽還原菌吸收轉(zhuǎn)化的效率提高,從而產(chǎn)生硫化氫.這種將硫酸鹽還原生成硫化氫的方式又被稱為微生物硫酸鹽還原作用（BSR）.

BSR和TSR作用都可產(chǎn)生硫化物（硫化氫、元素硫、黃鐵礦及閃鋅礦等）和瀝青,都屬于烴類的硫酸鹽還原作用,且其發(fā)生的溫度范圍重疊,同時地層中都要有硫酸鹽（石膏）存在（厚度不一定很大）,因此成因類型不易區(qū)分.多數(shù)學者認為,TSR一般發(fā)生在80-100℃至150x180℃的高溫成巖環(huán)境中,對應(yīng)的鏡質(zhì)體反射率為1.O%-4.O%,埋藏深度為2000-6000m;而BSR一般發(fā)生在0℃至60-80℃的低溫成巖環(huán)境中,對應(yīng)的鏡質(zhì)體反射率為0.2%一0.3%.盡管實例與理論研究都顯示TSR在深層的高溫成巖環(huán)境中是普遍現(xiàn)象,但對深層環(huán)境下TSR的認識仍處于起步階段.BSR多發(fā)生于不整合面附近及淺層,但已有資料表明BSR可發(fā)生在95℃以上的環(huán)境中,其作用的溫度范圍目前仍存在較大爭議.上述簡單劃分BSR和TSR作用的溫度區(qū)間可能反映低溫條件有利于發(fā)生BSR作用,高溫條件下TSR作用更普遍.另外,多數(shù)學者認為BSR作用生成的HZS氣體含量低于5%,而TSR作用生成的HZS氣體含量高于10%;但HzS氣體的含量受Fe,Cu,Ni,Co,Pb,Zn等重金屬元素分布的影響較大,特別是含鐵礦物與HZS相遇時會立刻發(fā)生反應(yīng),生成金屬硫化物,從而消耗HZS.因此硫化氫濃度不是劃分成因類型可靠的標志.區(qū)分BSR和TSR作用的主要依據(jù)是反應(yīng)產(chǎn)物硫同位素分布特征,成巖體系特點可作為參考.