硫化氢的形成机理与溶解度.doc

根据硫化氢的成因机理可将自然界中的硫化氢分为5 种成因类型:生物降解、微生物硫酸 盐还原、热化学分解、硫酸盐热化学还原和岩浆成因 生物降解是在腐败作用主导下形成硫化氢的过程腐败作用是在含硫有机质形成之后，当同 化作用的环境发生变化，发生含硫有机质的腐败分解，从而释放出硫化氢这种方式出现在 煤化作用早期，生成的硫化氢规模和含量不会很大，也难以聚集微生物硫酸盐还原茵利用各种有机质或烃类来还原硫酸盐，在异化作用下直接形成硫化 氢在这个作用过程中，硫酸盐还原茵只将一小部分代谢的硫结合进细胞中，大部分硫被需 氧生物所吸收来完成能量代谢过程一些菌种的有机质分解产物可能会成为另一些菌种所需 吸收的营养，这会使有机质被硫酸盐还原茵吸收转化效率提高，从而产生大量的硫化氢这 种硫酸盐还原茵将硫酸盐还原生成硫化氢的方式又被称为微生物硫酸盐还原作用（BSR）该过程是硫化氢生物化学成因的主要作用类型，由于这种异化还原作用是在严格的厌氧 环境中进行的，故有利于所生成硫化氢的保存和聚集，但是形成的硫化氢丰度一般不会超过 2%，且地层介质条件必须适宜硫酸盐还原茵的生长和繁殖，因此在深层难以发生生物降解、微生物硫酸盐还原形成的H2S气体多为原生生物成因气，是在煤化作用早期 阶段，由相对低温和浅埋深的泥炭沼泽环境中的泥炭或低煤级煤（褐煤），通过细菌分解等一 系列复杂过程所生成。

因煤化作用早期的煤层或泥炭中含有大量的水分，占据了相当多的煤 岩孔隙，此时生成的原生生物气在煤层中的吸附量很少，大部分生物成因硫化氢和二氧化碳 等可能溶解在地层水中，在后来的压实和煤化作用下从煤层中逸散且早期煤的显微结构还 没有充分发育为积聚气体的结构因此，一般认为早期生成的原始生物成因H2S气体不能被 大量地保留在煤层内硫酸盐还原作用还可能在次生生物气阶段形成H2S气体，成煤后因构造运动，煤系被抬 升、剥蚀到近地表，含菌地表水下渗灌入煤层，在相对低的温度下，使煤化过程中产生的湿 气、正烷烃及其它有机物经细菌降解和代谢作用而生成次生生物气其地球化学组成与原生 生物成因气相似，主要差别在于煤岩的热演化超过原生生物气的生成阶段，Ro,max%值范围 较宽，一般为0. 30%-1.50%,且煤系一般被抬升到浅部，煤层地温降至75°C以下，特别是 当地温下降至最适于硫酸盐还原菌大量繁殖温度时，煤中的硫酸盐岩被还原，生成较多的 H2S, 参与作用的细菌由流经渗透性煤层或其它富有机质围岩的雨水带入热化学分解成因是指煤中含硫有机化合物在热力作用下，含硫杂环断裂形成硫化氢，又 称为裂解型硫化氢这种方式形成的硫化氢浓度一般小于1%。

硫酸盐热化学还原成因主要 是指硫酸盐与有机物或烃类发生作用，将硫酸盐矿物还原生成H2S和C02硫酸盐热化学还原成因是生成高含硫化氢天然气和硫化氢型天然气的主要形式，它发生 的温度一般大于150CRo,max%在0. 50%-3. 70%阶段，煤在热力作用下会形成热解瓦斯 和裂解瓦斯气煤和围岩中含硫有机质和硫酸盐岩发生热化学分解（裂解）作用和热化学还原 作用，均可生成H2S气体因煤和围岩中有机质硫含量及煤中硫酸盐硫含量很低，所形成的H2S含量一般不会超过2%若围岩中硫酸盐岩含量较高时，可产生较多H2S气体岩浆成因由于地球内部硫元素的丰度远高于地壳，岩浆活动使地壳深部的岩石熔融并 产生含硫化氢的挥发成份，所以岩浆中常常含有硫化氢而硫化氢的含量主要取决于岩浆的 成分、气体运移条件等，因此岩浆中硫化氢的含量极不稳定，而且也只有在特定的运移和储 集条件下才能在煤层中聚集下来H2S在水中的溶解度（气相分压760 mm Hg）温度°CH2S溶解度g/100g水温度CH2S溶解度g/100g00.7066400.236150.6001450.2110100.5112500.1883150.4411600.1480200.3846700.1101250.3375800.0765300.2983900.041350.26611000.040。