海底热液区蛇纹石化过程：生物作用vs.非生物作用

摘要

海底热液区的发现备受地质学家、化学家和生物学家的关注.海底热液区主要分布于洋中脊和弧后盆地等构造环境中,可见细菌和古细菌等微生物以及虾、贝、螃蟹等大型生物的特殊生物群体.这些生物嗜热、嗜压、嗜酸或嗜碱.嗜热细菌和古细菌为热液区食物链的源头,以H2和CH4等物质为营养大量繁殖.本研究通过一系列300-500°C、300MPa时橄榄岩的蛇纹石化实验，厘定H2/CH4值能否有效判断蛇纹石化反应过程中CH4的成因。实验采用新鲜的尖晶二辉橄榄岩，矿物组成为65%橄榄石、20%-30%斜方辉石、15%-20%单斜辉石和-2%尖晶石。实验在水热高压釜中进行，反应周期为14-27天。实验结果表明，H2/CH4值主要受温度和初始物粒径大小的影响。300°C时H2/CH4值远大于40，400-500°C时值降低约一个数量级，远小于40。同样的温度下，橄榄岩的初始粒径越大H2/CH4值越高。以上表明，H2/CH：值不是判断蛇纹石化反应过程中CH4成因的有效判据。