硫化氫( H2S)是一種劇毒的可燃?xì)怏w，無(wú)色，帶有臭雞蛋氣味。其化學(xué)活動(dòng)性極大，能使銀、銅等金屬表面發(fā)黑。H2S極易溶于水形成氫硫酸，H2S在水中的溶解度是CO2的2. 7倍，是CH4的93倍多。H2S比空氣重(相對(duì)密度為1.17)。人體能夠聞到硫化氫氣味的濃度下限為(0. 2-0.3 )×10-6。當(dāng)硫化氫濃度為(20－30)×10-6時(shí)就出現(xiàn)強(qiáng)烈氣味，當(dāng)濃度為(100－150)×10-6時(shí)，將使人嗅覺(jué)麻痹，當(dāng)濃度在1 000×10-6時(shí)，在數(shù)秒鐘內(nèi)會(huì)致人死亡。

　　1、H2S的成因

　　根據(jù)硫化氫的成因機(jī)理可將自然界中的硫化氫分為5種成因類(lèi)型:生物降解、微生物硫酸鹽還原、熱化學(xué)分解、硫酸鹽熱化學(xué)還原和巖漿成因。

　　生物降解是在腐敗作用主導(dǎo)下形成硫化氫的過(guò)程。腐敗作用是在含硫有機(jī)質(zhì)形成之后，當(dāng)同化作用的環(huán)境發(fā)生變化，發(fā)生含硫有機(jī)質(zhì)的腐敗分解，從而釋放出硫化氫。這種方式出現(xiàn)在煤化作用早期，生成的硫化氫規(guī)模和含量不會(huì)很大，也難以聚集。

　　微生物硫酸鹽還原茵利用各種有機(jī)質(zhì)或烴類(lèi)來(lái)還原硫酸鹽，在異化作用下直接形成硫化氫。在這個(gè)作用過(guò)程中，硫酸鹽還原茵只將一小部分代謝的硫結(jié)合進(jìn)細(xì)胞中，大部分硫被需氧生物所吸收來(lái)完成能量代謝過(guò)程。一些菌種的有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)物可能會(huì)成為另一些菌種所需吸收的營(yíng)養(yǎng)，這會(huì)使有機(jī)質(zhì)被硫酸鹽還原茵吸收轉(zhuǎn)化效率提高，從而產(chǎn)生大量的硫化氫。這種硫酸鹽還原茵將硫酸鹽還原生成硫化氫的方式又被稱(chēng)為微生物硫酸鹽還原作用(BSR)。

　　該過(guò)程是硫化氫生物化學(xué)成因的主要作用類(lèi)型，由于這種異化還原作用是在嚴(yán)格的厭氧環(huán)境中進(jìn)行的，故有利于所生成硫化氫的保存和聚集，但是形成的硫化氫豐度一般不會(huì)超過(guò)2%，且地層介質(zhì)條件必須適宜硫酸鹽還原茵的生長(zhǎng)和繁殖，因此在深層難以發(fā)生。

　　生物降解、微生物硫酸鹽還原形成的H2S氣體多為原生生物成因氣，是在煤化作用早期階段，由相對(duì)低溫和淺埋深的泥炭沼澤環(huán)境中的泥炭或低煤級(jí)煤(褐煤)，通過(guò)細(xì)菌分解等一系列復(fù)雜過(guò)程所生成。因煤化作用早期的煤層或泥炭中含有大量的水分，占據(jù)了相當(dāng)多的煤巖孔隙，此時(shí)生成的原生生物氣在煤層中的吸附量很少，大部分生物成因硫化氫和二氧化碳等可能溶解在地層水中，在后來(lái)的壓實(shí)和煤化作用下從煤層中逸散。且早期煤的顯微結(jié)構(gòu)還沒(méi)有充分發(fā)育為積聚氣體的結(jié)構(gòu)。因此，一般認(rèn)為早期生成的原始生物成因H2S氣體不能被大量地保留在煤層內(nèi)。

　　微生物硫酸鹽還原作用還可能在次生生物氣階段形成H2S氣體，成煤后因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，煤系被抬升、剝蝕到近地表，含菌地表水下滲灌入煤層，在相對(duì)低的溫度下，使煤化過(guò)程中產(chǎn)生的濕氣、正烷烴及其它有機(jī)物經(jīng)細(xì)菌降解和代謝作用而生成次生生物氣。其地球化學(xué)組成與原生生物成因氣相似，主要差別在于煤巖的熱演化超過(guò)原生生物氣的生成階段，Ro,max%值范圍較寬，一般為0. 30%-1.50%，且煤系一般被抬升到淺部，煤層地溫降至75℃以下，特別是當(dāng)?shù)販叵陆抵磷钸m于硫酸鹽還原菌大量繁殖溫度時(shí)，煤中的硫酸鹽巖被還原，生成較多的H2S,參與作用的細(xì)菌由流經(jīng)滲透性煤層或其它富有機(jī)質(zhì)圍巖的雨水帶入。

　　熱化學(xué)分解成因是指煤中含硫有機(jī)化合物在熱力作用下，含硫雜環(huán)斷裂形成硫化氫，又稱(chēng)為裂解型硫化氫。這種方式形成的硫化氫濃度一般小于1%。硫酸鹽熱化學(xué)還原成因主要是指硫酸鹽與有機(jī)物或烴類(lèi)發(fā)生作用，將硫酸鹽礦物還原生成H2S和CO2。

　　硫酸鹽熱化學(xué)還原成因是生成高含硫化氫天然氣和硫化氫型天然氣的主要形式，它發(fā)生的溫度一般大于150℃。

　　Ro,max%在0. 50%-3. 70%階段，煤在熱力作用下會(huì)形成熱解瓦斯和裂解瓦斯氣。煤和圍巖中含硫有機(jī)質(zhì)和硫酸鹽巖發(fā)生熱化學(xué)分解(裂解)作用和熱化學(xué)還原作用，均可生成H2S氣體。因煤和圍巖中有機(jī)質(zhì)硫含量及煤中硫酸鹽硫含量很低，所形成的H2S含量一般不會(huì)超過(guò)2％。若圍巖中硫酸鹽巖含量較高時(shí)，可產(chǎn)生較多H2S氣體。

　　巖漿成因。由于地球內(nèi)部硫元素的豐度遠(yuǎn)高于地殼，巖漿活動(dòng)使地殼深部的巖石熔融并產(chǎn)生含硫化氫的揮發(fā)成份，所以巖漿中常常含有硫化氫。而硫化氫的含量主要取決于巖漿的成分、氣體運(yùn)移條件等，因此巖漿中硫化氫的含量極不穩(wěn)定，而且也只有在特定的運(yùn)移和儲(chǔ)集條件下才能在煤層中聚集下來(lái)。