前寒武纪大陆岩石圈对全球H2生成的贡献

• 作者: Barbara Sherwood Lollar等 张生
• 来源期刊: 石油地质科技动态
• 学科: 地球科学
• 关键词: 大陆岩石圈 前寒武纪 水-岩相互作用 生物生态系统 氢气流量 水-岩反应 海洋岩石圈 H2
• 年，卷（期）: 2015,（2）
• 页码范围: 41-52
• 页数: 12页
• 分类号: P31

摘要

微生物生态系统可以依赖地球深处和深海火山口水-岩相互作用产生的氢气（H2）而得以生存。根据目前的估算，全球海洋岩石圈通过水-岩反应（水合作用）所产生的氢气量在1011mol／yr的量级。最近在对陆上地下前寒武纪岩石裂缝咸水的勘探中，人们发现了氢气富集程度类似于热液喷口和海底扩张中心的环境，并提出了在溶解的氢气量和水的辐射离解作用之间存在一定的联系。然而，在南非威特沃特斯兰德（Witwatersrand）盆地的一个深金矿中开展的区域氢气流量外推结果显示”，前寒武纪岩石因对全强氢气生产的贡献可以忽略不计（每年0．009×1011摩尔）。本文中我们对以往公开的和新近获得的前寒武纪岩石中的氢气浓度数据进行了汇总，发现人们以往低估了前寒武纪大陆岩石圈生成氢气的潜力。我们认为，出现这种情况的原因是，人们没有考虑其他的生氢反应（例如蛇纹岩化），而且缺乏有效的手段对在这些环境中测量的氢气生成速率进行换算，以便把前寒武纪地壳在全球大陆地壳表面积中的占比高达70％以上这一事实考虑在内。如果把通过辐射分解和水合反应生成的氢气考虑在内，我们估计，来自前寒武纪大陆岩石圈的氢气生成速率可以达到（0．36～2．27）×1011mol／yr，这个数值和海洋系统的氢气生成速率相当。