在線裂解色譜—同位素比值質譜測定天然氣丙烷位碳同位素及其初步應用

馬媛媛，陶 成，把立強，王 杰，李吉鵬，李璐赟，孫永革,3

1.中國石化 石油勘探開發研究院 無錫石油地質研究所，江蘇 無錫 214126；2.中國石化 油氣成藏重點實驗室，江蘇 無錫 214126；3.浙江大學 地球科學學院 有機地球化學研究組，杭州 310027

1 研究現狀

天然氣分子穩定碳同位素組成本質上是有機母質與熱成熟度的函數，盡管運移成藏過程中擴散、降解、階段聚集等次生因素也對其產生顯著影響。傳統的天然氣地球化學研究主要依據有機質生烴演化過程中12C-12C鍵優先斷裂這一原則，通過測定整體分子碳鏈的平均穩定碳同位素組成建立各類判識圖版[1-7]。然而，對于一個給定天然氣分子，其整體碳鏈平均碳同位素與有機質生源和成熟度并不是一個簡單的一一對應關系或線性關系，由此增加了結果的不確定性。以丙烷分子從干酪根大分子網絡斷裂為例，如果丙烷中間位碳鍵合于干酪根大分子，那么，斷裂后丙烷端元位碳不發生碳同位素分餾，具有源指示意義，而中間位碳同位素隨著成熟度增大而富集13C；反之則是中間位碳同位素具有源指示信息，而端元位碳同位素系熱成熟度函數。因此，天然氣分子位碳同位素在天然氣成因研究中具有巨大應用潛力，已成為近年來天然氣地球化學研究的前沿發展方向之一[8-14]。

分子內特定位置碳同位素分析(position-specific isotope analysis，簡稱PSIA)是指“測定一個給定分子內特定位置原子的穩定碳同位素組成”。位碳同位素的分析可追溯至1961年，ABELSON和HOERING[15]首次測定了氨基酸分子內的位碳同位素組成，但由于分析方法繁鎖，一直發展較緩慢。……