地球深部气体地球化学研究获新进展

地球流体控制着地球系统质量和能量的再分配，是研究地球深部地质作用、了解深部物理化学环境乃至地球发展演化的重要组分，对地球深部有机质演化、深层热力学环境、石油天然气生成和保存条件及其资源前景，以及非生物成因天然气资源前景的认识和研究，都有重要的科学意义和应用前景。

　  本届年会上交流的成果显示我国在这方面取得若干新进展。

1. 大陆和大洋地幔气体地球化学的研究：

（1）地幔传统无水矿物橄榄石、辉石、石榴子石等结构中OH的发现，使对地幔中氢保有量的认识有了数量级的突破；岩石圈地幔的重要組成部分——橄榄岩构成了岩石圈中最重要的“水库”；认识到不同地区地幔气体化学组成的不均一性和氧化-还原特征的差异性。中国东部既有氧化性强的地幔源区，也有还原性強的地幔源区。

（2）发现中西太平洋Fe-Mn结壳的稀有气体主要来源于下地幔，不同类型结壳稀有气体地球化学特征的差异与海山下地幔源区类型有关；东北、西藏和云南地热温泉80多个气样的氦同位素组成特征，揭示了与区域构造-岩浆活动和热流的密切关系。

2. 自然界有多个氢源（包括幔源包体矿物橄榄石、辉石等、火山地热区和地震活动区、蛇纹石化大理岩和富铀砂岩）的游离H₂分布十分广泛。

3. 地震与火山活动的气体地球化学特征：

（1）我国主要火山地热区的温泉气体地球化学特征与深部岩浆活动密切相关。

（2）深源流体活动对地震的发生有重要影响。

（3）火山喷出的大量卤化物和硫化物气体在大气圈中形成的火山气溶胶，能大幅度地吸收和散射太阳幅射，造成地表温度骤降，甚至产生“火山冬天”效应；这些火山气体还严重破坏生态平衡：臭氧层被破坏后引起周围地区动植物因接受过量紫外线辐射而死亡。

4. 矿产资源与气体资源：

（1）幔源CO₂气藏的地球化学特征及泥火山活动与油气运聚有关。

（2） 流体来源与造山带区域变质作用有关，而与海相喷流沉积无关；地球内部超临界态流体有助于Ni、Cu、Au等元素的搬运和成矿。

（3）煤层次生生物气的形成机理和过渡金属元素的催化生气作用。

（4）盆地深层热力学条件下，石油和天然气仍有很高的热力学稳定性。在传统干酪根晚期热降解生烃理论的热成熟度死亡线以下，仍可找到丰富的石油和天然气。

5. 非生物成因天然气研究：

（1）形成巨量前生命有机质（如土卫六大量液态甲烷/乙烷和复杂大分子有机Tholins）的发现为非生物成因理论提供了宇宙化学佐证。

（2）论证了松辽盆地26口井41个天然气样品的非生物成因特征。据估算，其储量超过500´10⁸立方米。

（3）松辽盆地天然气中幔源³He、²⁰Ne和过剩¹²⁹Xe的发现，为探讨区构造-岩浆活动和地幔脱气作用和天然气的非生物成因特征提供了佐证。

（4）松辽盆地的勘探实践和理论研究表明，自然界不仅有大量的非生物成因烷烃气体，而且可聚集形成有商业价值的非生物成因天然气藏，资源前景看好。