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学而记

百科词条

0. 硫循环:反硫化作用(硫酸盐还原)

4^ 2– $、 3^ 2– $还原变成硫化物然后再生成 2S$。 兼性厌氧细菌同化硫酸盐进行呼吸产生(产量少,且很快被同化成有机含硫化合物) 通过 0. 硫酸盐异化还原(SDR,DSR) 途径,硫酸盐可以通过细菌(细菌硫酸盐还原)或无机方式(热化学硫酸盐还原)被还原。这条途径涉及通过有机化合物还原硫酸盐以产生硫化氢,这一过程在两种机制中都会发生。 0. 细菌硫

^{2–}$、^{2–}$还原变成硫化物然后再生成$。 兼性厌氧细菌同化硫酸盐进行呼吸产生(产量少,且很快被同化成有机含硫化合物)

生物驱动和热化学驱动的硫酸盐还原

通过[[0. 硫酸盐异化还原(SDR,DSR)]]途径,硫酸盐可以通过细菌(细菌硫酸盐还原)或无机方式(热化学硫酸盐还原)被还原。这条途径涉及通过有机化合物还原硫酸盐以产生硫化氢,这一过程在两种机制中都会发生。

[[0. 细菌硫酸盐还原(BSR)]]和[[热化学硫酸盐还原(TSR)]]的主要产物和反应物非常相似。对于这两种过程,各种有机化合物和溶解的^{2-}$是反应物,产物或副产物包括:$、$、碳酸盐、单质硫和金属硫化物。然而,由于相互排斥的温度范围,BSR和TSR的有机反应物不同。有机酸是BSR的主要有机反应物,而分支/正烷烃是TSR的主要有机反应物。BSR和TSR的无机反应产物是$(^-$)和^-$($)。

BSR和TSR发生在不同的深度。

BSR发生在低温环境,这些环境通常是较浅的设置,如油气田。 BSR也可以在现代海洋沉积环境中发生,例如分层的内陆海、大陆架、有机质丰富的三角洲和热液沉积物,这些地方由于海水中溶解硫酸盐的高浓度而发生了强烈的微生物硫酸盐还原。 此外,油气田中发现的大量硫化氢被认为是由硫酸盐氧化石油烃类而产生的。这类反应已知是通过微生物过程发生的,但普遍认为TSR是这些反应的主要负责者,特别是在深层或热储层中。 因此,TSR发生在温度更高的深层储层中。

BSR和TSR发生速度不同

在大多数地质环境中,BSR是地质上瞬间发生的,而TSR的发生速率在数十万年的数量级。尽管比BSR慢得多,但TSR在地质上仍然是一个相对较快的过程。

自然界BSR和TSR的比例

浅环境中的BSR和深层储层中的TSR是海洋硫循环中的关键过程。大约有10%(总气体的比例)的$是在BSR环境中产生的,而90%的$是在TSR环境中产生的。如果任何深层储层中的$超过几个百分比,那么就假设TSR已经占据了主导。这是因为烃类的热裂解不会提供超过3%的$。$的量受多种因素影响,如有机反应物和硫酸盐的可用性,以及碱和过渡金属的存在/可用性。