鄂尔多斯盆地东缘煤层气中氮气的地球化学研究

摘要

氮气(N2)作为煤层气的重要成分,其地球化学特征对煤层气勘探与开发具有一定的指导意义.以鄂尔多斯盆地东缘地区煤层气为研究对象,对煤层气中N2的地球化学特征、影响因素及成因进行分析和探讨.鄂尔多斯盆地东缘煤层气中N2的体积分数较低,平均为3.33％,含气量平均值为0.119 m3/t,δ15 N平均为+4.470‰.煤化程度对煤层气中N2的地球化学特征有显著影响.鄂尔多斯盆地东缘由北向南(保德地区—柳林-三交地区—韩城地区),煤化程度逐渐升高,相应煤层气中N2的含气量呈现逐渐升高的趋势,这主要是煤化过程中N2不断生成并积累所致;N2的体积分数呈现先降低后增高的趋势,这是因为柳林-三交地区在早白垩世经受岩浆的烘烤作用,导致该区煤层气中N2体积分数偏低而CH4体积分数偏高;氮气的同位素组成具有先变轻后变重的趋势,岩浆活动引发的烘烤作用及岩浆源N2的混入导致柳林-三交地区煤层气中氮气同位素组成偏轻.鄂尔多斯盆地东缘煤层气中N2属于热氨化-热裂解混合成因,其中柳林-三交地区由于受岩浆的烘烤作用,煤层气中N2兼具岩浆源N2的特征.