生物气CO2还原途径中碳同位素分馏作用研究及应用

摘要

地质历史中,CO2/H2还原产甲烷作用对生物气的形成具有十分重要的意义.中国柴达木盆地第四系生物气主要为CO2/H2还原型生物气.笔者以CO2/H2还原生气理论为指导,进行不同初始碳同位素值和不同赋存状态碳源的生物模拟实验,研究CO2/H2还原产气过程中发生的碳同位素分馏作用.实验结果表明,产物中δ13CH4值与底物的δ13C值呈很好的正相关关系;在反应母质过量的情况下,碳源的赋存状态可以影响产物甲烷的碳同位素组成.以游离形式CO2还原产生的甲烷δ13C值,相对于以HCO-3、CO2-3离子形式产生的甲烷δ13C值轻.通过柴达木盆地东部第四系生物气田实例分析,探讨了该区生物气的主要底物CO2的来源及赋存状态,对评价盆地生物气资源和有利勘探区预测有重要的参考价值.