高含硫化氫天然氣的成因

目前國內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（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.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,一些菌種對有機質的分解產物可能會成為另一些菌種所需的營養,使C和名CH被硫酸鹽還原菌吸收轉化的效率提高,從而產生硫化氫.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分.多數學者認為,TSR一般發生在80-100℃至150x180℃的高溫成巖環境中,對應的鏡質體反射率為1.O%-4.O%,埋藏深度為2000-6000m;而BSR一般發生在0℃至60-80℃的低溫成巖環境中,對應的鏡質體反射率為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境中是普遍現象,但對深層環境下TSR的認識仍處于起步階段.BSR多發生于不整合面附近及淺層,但已有資料表明BSR可發生在95℃以上的環境中,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作用的溫度區間可能反映低溫條件有利于發生BSR作用,高溫條件下TSR作用更普遍.另外,多數學者認為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相遇時會立刻發生反應,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.區分BSR和TSR作用的主要依據是反應產物硫同位素分布特征,成巖體系特點可作為參考.