《Geoscience Frontiers》：The origin of natural hydrogen in the Banggai Peninsula, Central Sulawesi, Indonesia
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研究人员针对印度尼西亚中苏拉威西邦盖半岛（Banggai Peninsula）发育于约19 km蛇纹石化超基性岩带上的富氢气体渗流点，开展了地质、矿物学、地球化学与同位素综合研究，以约束东苏拉威西蛇绿岩（East Sulawesi Ophiolite, ESO
研究人员针对印度尼西亚中苏拉威西邦盖半岛（Banggai Peninsula）发育于约19 km蛇纹石化超基性岩带上的富氢气体渗流点，开展了地质、矿物学、地球化学与同位素综合研究，以约束东苏拉威西蛇绿岩（East Sulawesi Ophiolite, ESO）内氢的成因、蛇纹石化条件及气体迁移的结构控制。研究调查了四个点位，包括两处碱性—强碱性热泉（pH最高11.1，温度37–48 ℃）与两处气体渗流点。气体组分显示Tanjung Api氢显著富集（H2最高达30 mol.%），而Pulodalagan与Marowo以CH4为主并含少量H2。稳定同位素（δ13C-CH4、δ2H-CH4）指示Tanjung Api与Pulodalagan气体具非生物（abiotic）成因，Marowo则具热成因（thermogenic）特征。岩相学、X射线衍射（XRD）与电子探针（EPMA）分析揭示低温蛇纹石化组合，以温石棉（chrysotile）、水镁石（brucite）与磁铁矿（magnetite）为代表。热泉水矿物平衡模拟限定活跃蛇纹石化流体循环储层温度下限为156–189 ℃。研究人员据此认为，邦盖半岛氢生成受ESO熔融亏损超基性岩段内低温蛇纹石化控制，并受中新世—上新世逆冲断层系统强烈调节，将该区界定为“大陆蛇纹石化驱动氢系统”，对印尼未来天然氢勘探具有指示意义。
研究背景与问题提出
天然氢（natural hydrogen）作为低碳清洁能源前沿方向，核心产氢机制之一是超基性—镁铁质岩石中橄榄石、辉石等含铁镁矿物发生蛇纹石化（serpentinization，水-岩反应过程中Fe2+被氧化、水中氢被还原为H2）。全球在阿曼、菲律宾、土耳其、日本等蛇绿岩带屡有发现，但东南亚热带蛇绿岩区系统研究薄弱。印尼中苏拉威西东苏拉威西蛇绿岩（ESO）虽历史上有Tanjung Api渗气记录，但氢的成因类型、蛇纹石化温度、流体来源与构造控运机制长期未受约束，缺乏“生–运–聚”一体化框架。
研究人员开展了什么研究及结论
研究人员在邦盖半岛北岸约190 km范围内选取Uwedaka、Pulodalagan、Marowo热泉与Tanjung Api海陆气苗四类manifestation，系统采集岩石、热泉水与气体样本，集成岩石学、全岩地球化学、XRD、EPMA、气体色谱与C–H稳定同位素，并结合多组分地热温标与矿物平衡模拟。结论为：氢由ESO熔融亏损超基性段低温蛇纹石化生成，热泉高pH与低Mg印证流体–岩石反应；Tanjung Api高H2来自非生物过程，Marowo偏热成因；气体沿中新世—上新世逆冲与走滑断裂网络运移，Bongka组砾岩提供通道与局部封盖。
论文发表于《Geoscience Frontiers》，意义在于首次建立邦盖半岛“蛇纹石化驱动自然氢系统”地质框架，为东南亚同类型蛇绿岩带提供可复制的勘探评价模板。
主要关键技术方法（不超250字）
研究人员以邦盖半岛ESO出露区为样本队列，采集超基性—镁铁质岩石、热泉水与气体样本；采用X射线衍射（XRD）判识蛇纹石多型，电子探针（EPMA）做矿物微区成分面扫描，全岩主微量元素用ICP-AES/MS；气体经气相色谱定量H2、CH4、N2等，甲烷碳氢同位素送外检；热泉数据用多组分地球温度计与矿物平衡模拟反演储层温度与反应环境。
研究结果
岩石学与矿物学
通过光片、EPMA面扫与XRD，研究人员确认橄榄石具放射状裂隙并被蛇纹石+水镁石替代，磁铁矿呈脉状穿插；蛇纹石以chrysotile为主，证明低温、低硅活度蛇纹石化环境，超基性岩为氢源岩。
全岩地球化学
主微量显示Pagimana–Bunta辉长岩/橄长岩具火山弧玄武岩亲和，Ampana蛇纹岩高MgO、高Cr、低Al2O3，属俯冲带亏损地幔衍生超基性岩，具备持续Fe2+供给能力。
热泉水化学
Pulodalagan呈pH 11.14、富Na-Cl-CO3、低Mg，为原生卤水与蛇纹石化叠加产物；Marowo/Uwedaka偏HCO3型，说明流体路径与围岩交互不同。
气体化学
Tanjung Api离岸气样H2达30.41 mol.%、CH4 60.62 mol.%；Pulodalagan以CH4为主含微量H2；Marowo N2主导、具热成因CO2背景。
稳定同位素
δ13C-CH4与δ2H-CH4落入非生物域，支持蛇纹石化费托型反应生CH4与H2共存。
讨论与结论翻译浓缩
讨论部分指出，VAB–FAB地球化学分异反映SSZ蛇绿岩属性，不直接控氢但决定原岩Fe可用性；热泉地球化学是地下蛇纹石化的地表探针；逆冲断层与Bongka组构成“断裂+沉积”复合输导系统。结论：邦盖半岛为大陆环境低温蛇纹石化氢系统，储层温度下限156–189 ℃，构造对气苗空间分布起主控作用；该框架可推广至东南亚其他蛇绿岩带天然氢靶区评价。
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