基本介紹
- 中文名：同位素組成
- 外文名：Isotopic composition
定義,沉積岩的同位素組成,穩定同位素組成分布,甲烷同位素組成分布,甲烷氫同位素組成分布,過渡帶稀有氣體同位素組成分布,氬同位素組成分布,氦同位素組成分布,
定義
如氧的同位素組成為：16O=99.762%、17O=0.038%、18O=0.200%。
沉積岩的同位素組成
有些沉積岩基本上由一種沉積物組成，如蒸發岩、燧石條帶或燧石層和純的碳酸鹽基本上由化學沉澱產物構成；粘土岩基本由化學風化產物構成。但有些岩石則是二中乃至三種沉積物的混合物。如碎屑岩除了含有碎屑沉積物外，一般含有自生礦物（化學沉積物）。有些粘結較差的碎屑岩，往往是碎屑礦物與粘土礦物的混合物。有些碳酸鹽岩（如泥灰岩）往往夾雜有碎屑礦物及粘土礦物。有的岩石還含有火山碎屑。這些岩石的過渡類型基本上是連續演變的，種類非常繁多。因此不可能對各種岩石細類的氫氧同位素組成分別加以描述。
對於各種基本上由一類沉積物組成的岩石，可以看作這類沉積物的簡單集合體。這種沉積物的同位素組成相當於岩石的同位素組成。對於兩類或三類沉積物混合組成的岩石，則必須弄清各類組份的定量分布。在測定每類沉積物的氫氧同位素組成的基礎上，根據各自所占百分比來計算全岩的同位素組成。
相反，測定了全岩同位素組成和其中一類沉積物同位素組成和其相對含量也可以算出另一類沉積物的同位素組成，例如下文，測定了具有自生長石邊緣和碎屑長石核心的長石礦物全
值為+13.7‰，長石核心 值為+8.5‰，據估計自生長石與碎屑長石約占50%。由此計算出自生長石 值為+18.8‰ 。
另外，測定了全岩同位素組成，以及碎屑部分及非碎屑部分 值，也可算出各部分的相對含量。
穩定同位素組成分布
甲烷同位素組成分布
為系統地探討過渡帶氣的同位素組成及其分布特徵，對碳同位素組成在-60.8‰~-44.0‰範圍的天然氣進行了統計分析。
平均組成為-50.3‰（樣品數為291）。非典型過渡帶氣僅占8.6%，不僅表現為研究區 小於-60‰的樣品為個別分布，就是 為-45‰~-44‰的樣品也是頻率谷值。反映過渡帶氣是一典型的成氣段。在總體分布中， 在-60‰~-45‰均有分布，但明顯表現出兩個峰值，即-53‰~-51‰和-47‰~-45‰。因此，過渡帶氣的 主要分布在-57‰~-45‰之間，占88.3%，為典型的生物-熱催化過渡帶氣。此外，還可以看出，中、新生代活動區沉積盆地是典型過渡帶氣分布區，其 組成較低，而穩定區中生代至晚古生代沉積區的 相對較高。
甲烷氫同位素組成分布
過渡帶氣氫同位素組成
分布在-304‰~-143‰的較大範圍（圖右），總體平均值為-232‰（209個樣品），主要分布在-280‰~-180‰範圍，占樣品數的89.5%，研究資料表明， <-200‰主要為淡水沉積，我國過渡帶氣絕大部分 <-200‰，占97.6%。因此，目前發現過渡帶氣的沉積盆地主要為陸相沉積環境。在陸相淡水沉積的總體環境中，不同盆地的相帶和氣候帶變化導致源岩沉積環境有一定變化。
過渡帶稀有氣體同位素組成分布
氬同位素組成分布
我國過度帶氣的氬同位素組成
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值在306~2240範圍（右圖），總體平均為634（樣品數為98）。除在活動區和岩漿作用區由於受幔源揮發分的影響
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值高（
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>1000，占15.6%）外，相對穩定、次穩定盆地和區塊的值較低，並具有明顯的源岩時代積累效應，如松遼盆地、鄂爾多斯盆地和準葛爾盆地；中生界天然氣
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值在420~907範圍；相對穩定區塊新生界天然氣的
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值在360~529範圍，占分析樣品的57.3%，主要分布在渤海灣盆地、蘇北盆地和百色盆地，部分中生界及其前盆地
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值小於500，可能與埋藏較淺導致沉積層中空氣氬的混入有關。在深大斷裂邊緣和岩漿活動區天然氣的
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值大於1000，無疑有幔源揮發分的混入。活動區幔源揮發分的不同程度混入，也導致了部分天然氣
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值介於800~1000範圍。
氦同位素組成分布
天然氣中
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值是判識氣體為殼源還是幔源揮發分複合的最主要指標，沉積岩層源岩的天然氣 / 值在
範圍，而 / 值大於
的天然氣，其氦中具有大量幔源氦的混入，我國過渡帶氣 / 值分布在
範圍（右圖）總體平均為
（98個樣品）。從圖中可以看出，穩定區的 / 值分布小於
，占13.3%，主要集中於百色、準葛爾、鄂爾多斯、江漢和南陽盆地。顯示典型的殼源過渡帶氣特徵。活動區塊的 / 值大於 ，占86.7%，其中在斷裂帶和岩漿活動區，天然氣的 / 值>
，占46.9%，主要分布在松遼盆地、渤海灣盆地、蘇北盆地和三水盆地。
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值介於
範圍的天然氣，為活動區相對穩定塊體的天然氣，主要分布在松遼、渤海灣和蘇北盆地。
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值>天然氣，與高/值以及高
相對應，反映過渡帶氣與幔源揮發分在一定程度上的複合。
