简介: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。
简介:在非常规页岩气储层研究方面,人们已经取得了大量的成果,例如有机质孔隙(页岩有机质内的微米级和纳米级孔隙)的识别、其对页岩中天然气赋存和渗流的重要性以及获取孔隙三维图像的方法(氩离子铣磨和/或场致放射电子扫描显微成像)等等。然而,除了有机质孔隙之外,页岩中还存在其他一些类型的孔隙,它们对页岩气(和油)的赋存和运移可能也很重要,而且在这些孔隙的识别和成像方面还有其他一些技术可以利用。文中介绍了在巴尼特和伍德福德页岩气储层中发现的各种孔隙类型及其分类。电子扫描显微成像显示,巴尼特和伍德福德页岩储层中都存在多孔的絮凝物,它们似乎类似于实验室内产生的絮凝物及其他古老页岩中的絮凝物。公开的实验研究和观察结果都表明,就水力学特性而言,这些絮凝物相当于比较粗的颗粒,而且是在牵引力作用下搬运的。巴尼特页岩和伍德福德页岩中水流作用形成的微沉积构造和结构以及保存下来的絮凝物都说明,在沉积物搬运和沉积过程中这种牵引力作用比较活跃。絮凝物之间的孔隙空间是开启的,它们能够为页岩中天然气的赋存提供空间并为气体分子的渗流提供通道。以不连续颗粒的形式或者以粘土颗粒表面吸附包覆层的形式存在于页岩中的有机质,其内部也可以观察到孔隙。本文把这类孔隙称作“有机质孔隙”。在巴尼特页岩中,多孔的粪粒(fecalpellets)也很常见。保存下来的化石碎片(例如孔壁为有机质的孔隙)和无机海绵骨针(Spongespicules)都具有中空的体腔,即使在埋藏条件下它们也有可能保持部分开启甚至完全开启的状态。在各种矿物(例如草莓状黄铁矿)的(晶体)颗粒之间存在粒内孔隙。页岩基质内的微孔道(可能是冲蚀坑或微沉积构造的边界面)也可以为