想必現(xiàn)在有很多小伙伴對(duì)于影響碳同位素的因素方面的知識(shí)都比較想要了解，那么今天小好小編就為大家收集了一些關(guān)于影響碳同位素的因素方面的知識(shí)分享給大家，希望大家會(huì)喜歡哦。

1、同位素地球化學(xué)在地質(zhì)學(xué)研究中應(yīng)用很廣，其中的一個(gè)重要研究領(lǐng)域是利用自然界中穩(wěn)定同位素的豐度及其變化規(guī)律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題。在穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究中，由于H、C、O、S等在自然界的廣泛分布，可形成多種化合物，也因?yàn)樗鼈兊耐凰刭|(zhì)量都比較小，相對(duì)質(zhì)量差別較大，同位素的分餾更明顯，對(duì)確定地質(zhì)體的成因及其物質(zhì)來(lái)源和判明地質(zhì)作用特征具有重要意義(《中國(guó)大百科全書(地質(zhì)學(xué))》，1998)。例如碳元素是天然氣、石油、煤、沉積有機(jī)碳、變質(zhì)石墨、生物碳、熱液碳酸鹽、海相碳酸鹽、海洋CO2、大氣CO2、碳酸鹽巖和金剛石的主要成分，并且它們的碳同位素變化幅度高達(dá)160%(圖7-1)，因此，碳同位素在石油及天然氣地學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用。碳同位素是穩(wěn)定同位素中研究最早、也是在油氣地球化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最廣的穩(wěn)定同位素，它是地質(zhì)溫度計(jì)，也是判斷煤層中CH4含量及其埋藏深度、原油及天然氣分類對(duì)比確定其性質(zhì)來(lái)源及天然氣成因和成熟度的重要參數(shù)。

2、圖7-1 各種含碳物質(zhì)的δ13C值示意圖

3、(據(jù)傅家謨等，1990)

4、轉(zhuǎn)載或但者引識(shí)用本文內(nèi)容專請(qǐng)注明月來(lái)源于芝士數(shù)回答

5、(1)甲烷碳同位素(δ13C1)是判識(shí)成氣作用和有機(jī)質(zhì)演化階段的良好標(biāo)志

6、大量研究成果表明，由于有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及沉積環(huán)境的不同，不同類型干酪根的原始組分不同，因此，不同類型干酪根的δ13C值有明顯差異。如果不考慮天然氣生成之后的某些作用以及擴(kuò)散、生物降解等的影響，天然氣碳同位素組成主要取決于母質(zhì)碳同位素組成(與有機(jī)質(zhì)類型有關(guān))、成氣作用和天然氣生成時(shí)源巖的成熟度?？梢哉J(rèn)為，天然氣碳同位素蘊(yùn)含了不同有機(jī)質(zhì)來(lái)源以及母質(zhì)和產(chǎn)物所經(jīng)歷的地質(zhì)地球化學(xué)歷程的信息(傅家謨，1995)，不同成氣作用生成的天然氣，甲烷的碳同位素值δ13C1有明顯差異，例如生物氣的δ13C1特別輕(一般在-55‰～-75‰)，熱解成因氣δ13C1為-20‰～-55‰之間，深源氣δ13C1＞-20‰(張義綱，1990)，中外學(xué)者普遍認(rèn)為δ13C1是判識(shí)天然氣成氣作用和有機(jī)質(zhì)演化階段的良好標(biāo)志，是判識(shí)天然氣成因最重要的參數(shù)之一(圖7-2)。

7、圖7-2 我國(guó)天然氣在δ13C1—Ro模式圖(Stahl，1997)上的分布

8、(據(jù)張士亞、郜建軍等，1988)

9、?四川Z-P油型氣；?四川T1-T2油型氣；△四川T煤成氣；▽四川J油型氣；●東海煤成氣；〇華北C-P煤成氣；Ⅰ—油型氣分布帶；Ⅱ—煤型氣分布帶

10、(2)乙烷碳同位素(δ13C2)是判識(shí)天然氣源巖有機(jī)質(zhì)類型的良好標(biāo)志

11、以成結(jié)件治，器權(quán)容始滿。

12、乙烷碳同位素與母質(zhì)類型和演化程度有關(guān)，有機(jī)質(zhì)類型不同的源巖，生成的天然氣δ13C2有明顯差異。張士亞等(1988)據(jù)180個(gè)已知天然氣的乙烷碳同位素?cái)?shù)據(jù)編制了腐泥型天然氣與腐殖型天然氣δ13C2的頻率分布圖(圖7-3)，兩者峰值明顯不同，而且總體分布范圍重疊很小，僅在-29‰～-28‰之間有個(gè)別重疊，表明了δ13C2是判識(shí)天然氣源巖有機(jī)質(zhì)類型的良好標(biāo)志，并且與演化程度有關(guān)。

13、圖7-3 煤成氣與油型氣δ13C2的頻率分布圖

14、(據(jù)張士亞、郜建軍等，1988)

15、1—中國(guó)海、湖相生油巖生成的油型氣；2—澳大利亞庫(kù)珀盆地、吉普斯蘭盆地煤成氣；3—中國(guó)煤成氣

16、(3)氫的穩(wěn)定同位素(δD)可以輔助確定天然氣的成因類型及演化特點(diǎn)

17、石油地質(zhì)學(xué)家通常還利用氫的穩(wěn)定同位素氕和氘的豐度比值D/1H(通常用δD表示)來(lái)幫助判識(shí)天然氣的成因類型和成熟度。因?yàn)樘烊粴獾臍浞€(wěn)定同位素組成δD值為-270‰～-105‰，比石油低25‰～110‰(即負(fù)值更大)，并且δD與δ13C2之間存在一定的正相關(guān)性，熱解成因烷烴氣的δD值有隨源巖成熟度增大而增加的趨勢(shì)，烷烴氣中的某些組分會(huì)因被細(xì)菌氧化而使其剩余組分的氫同位素變重等特點(diǎn)，可以應(yīng)用δD與δ13C2指標(biāo)幫助確定天然氣的成因類型及其演化特點(diǎn)(圖7-4)。

18、子四道此及組給導(dǎo)認(rèn)除卻。

19、圖7-4 不同成因類型天然氣中δD與δ13C1關(guān)系示意圖

20、(據(jù)徐永昌等，1985)

21、(4)稀有氣體的同位素可以幫助確定無(wú)機(jī)成因氣

22、天然氣中惰性氣體很少，屬稀有氣體，但它具不活潑性，其穩(wěn)定同位素可以幫助確定天然氣成因，特別是深源無(wú)機(jī)氣以及形成天然氣的地質(zhì)時(shí)代，在研究中應(yīng)用較多的是He和Ar的穩(wěn)定同位素。

23、許多地質(zhì)學(xué)家利用上述同位素的特點(diǎn)開(kāi)展了天然氣成因類型、母質(zhì)特征及其演化階段的研究，進(jìn)行氣-氣對(duì)比、氣源巖追索。

24、1)章復(fù)康和張義綱(1986)總結(jié)了油型烷烴氣和煤型烷烴氣的碳同位素特征(表7-1)。

25、表7-1 油型氣和煤成氣的組分碳同位素一覽表

26、(據(jù)章復(fù)康、張義綱，1986)

27、2)傅家謨、劉德漢、盛國(guó)英(1990)等根據(jù)煤成氣甲烷δ13C1值明顯偏高，煤成氣比油型氣甲烷δD值明顯偏高，并且煤成烴的碳、氫同位素組成具相關(guān)性的特點(diǎn)，總結(jié)了我國(guó)煤成烴與油型氣、混合氣的碳同位素鑒別指標(biāo)(表7-2)。

28、表7-2 煤成烴的碳、氫同位素鑒別指標(biāo)

29、(據(jù)傅家謨等，1990)

30、3)沈平、徐永昌、王先彬等(1991)等根據(jù)準(zhǔn)噶爾、鄂爾多斯、中原、華北、遼河和四川等多個(gè)含油氣地區(qū)300多個(gè)天然氣樣的甲烷碳、氫同位素分析資料，將天然氣劃分為6個(gè)類型：生物成因氣、生物-熱催化過(guò)渡帶氣、石油伴生氣、凝析油伴生氣、煤型氣及海相過(guò)熟氣。對(duì)煤型氣碳同位素研究有以下認(rèn)識(shí)：

31、A.甲烷碳、氫同位素組成是判識(shí)煤成氣的主要地化標(biāo)志，可以根據(jù)δ13 值與生氣母質(zhì)的鏡質(zhì)體反射率Ro及甲烷-重?zé)N系數(shù)C1/C1-5值的良好相關(guān)性，判識(shí)天然氣成因類型。

32、B.煤成氣C1/重?zé)N比值多數(shù)＞5。

33、C.煤成氣甲烷碳、氫同位素組成與油型氣在相同的熱演化階段具有較重的碳同位素組成，δ13 值為-37‰～-27.5‰。

34、D.一般情況下，煤成氣的碳同位素較相同演化階段油型氣重7‰～8‰，但是在較低成熟度的某一階段，煤成氣比相同成熟度油型氣具有相對(duì)較輕的碳同位素組成。

35、E.連續(xù)沉降含煤盆地和含煤盆地經(jīng)歷過(guò)抬升、剝蝕、再沉降二次成氣的煤成氣，二者的碳同位素組成有差異，前者相對(duì)富集δ13C。

36、F.煤成氣的甲烷氫同位素組成取決于沉積環(huán)境和水介質(zhì)的鹽度，即隨沉積水介質(zhì)鹽度增大，煤成氣甲烷的δ13 增大，因此，除了有機(jī)質(zhì)類型、熱演化程度外，沉積相也是制約氫同位素值的重要因素，煤成氣的δ13C1-Ro的關(guān)系式具有更大的斜率。

37、G.Ⅲ型干酪根與Ⅰ、Ⅱ型干酪根相比，在早期演化階段與后期演化階段機(jī)理截然不同，主要是Ⅲ型干酪根母質(zhì)與Ⅰ、Ⅱ型干酪根母質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和在演化過(guò)程中的化學(xué)變化不同。

38、4)張義綱(1991)認(rèn)為，乙烷碳同位素與母質(zhì)有關(guān)，但情況也比較復(fù)雜。一般說(shuō)來(lái)，母質(zhì)類型較好，母質(zhì)碳同位素較輕，生成乙烷的碳同位素也較輕，但并非是類型好的母質(zhì)碳同位素都比較輕，還要取決于微生物改造作用等因素的影響。就統(tǒng)計(jì)概率而言，在有機(jī)質(zhì)的成熟和高熟階段受演化程度影響逐漸變小的情況下，它不失為一個(gè)良好的類型參數(shù)，并建議把δ13C2＝-28‰±1.5‰作為區(qū)分腐泥氣和腐殖氣的粗略界線。

39、δ13C3的含義與δ13C2作用相近，但因其含量少，碳同位素變化范圍相對(duì)較小，用途較窄，也由于δ13C3隨氧化而變重，是反映氧化的良好參數(shù)(張義綱，1991)。·80·

40、此外，張義綱(1991)還認(rèn)為，乙烷和甲烷之間的同位素差值是一個(gè)良好的成熟度參數(shù)，它與母質(zhì)的H/C原子比有關(guān)，之間的關(guān)系式為δ13C2-δ13C1×1000＝35.08H/C-8.427；δ13C1-δ13C2的另一個(gè)用途是表示干濕程度不一，在甲烷和乙烷相對(duì)含量有較大差異的情況下，可以識(shí)別各種天然氣之間的混合現(xiàn)象，其中δ13C1更多地反映其中較干氣的特征，δ13C2更多地反映其中較濕氣的特征。

41、5)戴金星(1985)總結(jié)了我國(guó)煤成氣甲烷、乙烷和丙烷的碳同位素分布，也表明了甲、乙、丙烷的碳同位素分別顯示了不同類型天然氣的特征(圖7-5)。

42、圖7-5 我國(guó)煤成氣甲烷、乙烷、丙烷的δ13C值分布圖

43、(據(jù)戴金星等，2002)

44、總之，在天然氣組分的諸同位素中，因?yàn)樵谧匀唤缬袡C(jī)質(zhì)演化過(guò)程中，生物作用、化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)作用產(chǎn)生同位素效應(yīng)和同位素分餾，使不同成因類型天然氣碳同位素組成發(fā)生大范圍的變化，碳同位素組成對(duì)于深入研究不同類型天然氣特征具有重要意義。

本文到此結(jié)束，希望對(duì)大家有所幫助。

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