《次生生物氣生成的地球化學效應與標誌》是依託北京師範大學，由陶明信擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：次生生物氣生成的地球化學效應與標誌
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：陶明信
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
次生生物氣具重大資源價值，為國際前沿研究領域。僅從純生物氣自身角度進行研究與判識，不符合地質實際，存在較大局限性，示蹤指標單一且難統一。本申請通過實例及模擬實驗，獲取各類氣樣的地球化學（全組分、δ13C1、δ13C2、δ13C3、δ13C1、δDCH4、δ13CCO2、δ15NN2值等）及煤岩Ro值等系統配套的基礎數據，揭示熱成因氣經微生物降解生成次生生物氣以及兩者混合所造成的各種地球化學效應：熱成因氣組分和同位素組成的各種次生變化；次生生物氣與殘留熱成因氣以不同比例混合之氣體的同位素值及組分含量的分布範圍與變化規律；研究混合氣中不同成因組分間的相關性，並由此示蹤次生生物氣的母源物質與生成途徑；綜合各特徵，確定次生生物氣生成的新標誌。地球化學效應為新認識到的重要現象和研究突破口，由此開拓研究新途徑、獲取新凳永信息與新標誌並揭示形成途徑等深層次問題，對深化並解決次生物氣的相關問題具有特殊意義
結題摘要
次生生物氣是煤層氣中新發現並正在研究的一種新類型，具有重大的資源及減災研究意義。目前學術界的研究途徑單一，存在較大局限性，且按純粹的次生生物氣的地球化學特徵與指標來研究和判識此類煤層氣，不符合客觀實際情況。這是目前迫切需要研究解決的關鍵科學問題。本項目主要研究內容為：在野外科考研究基礎上，對煤層氣等樣品進行系統測試分析，獲取配套的基礎科學數據；開展熱成因氣與次生生物氣兩種氣籃歡凳鑽體的混合實驗；系統研究次生生物氣生成過程中熱成因氣的改造或次生變化特徵及其所產生的地球化學效應；在對煤田後期構造活動與次生生物氣形成條件及煤岩熱演化程度等進行巨觀研究的基礎上，對次生生物氣的母源物質、生成條件等進行綜合性研究，進一步研究次生生物氣的判識標誌。本項目取得的主要研究結果與關鍵數據數據為：1.採集並測試了一批煤層氣樣品，獲得了一批包括氣體全組分含量、δ13C1值、δDCH4值、府奔試δ13CCO2值、δ13C2值以及δ13C3值等在內的一批系統配套的地球化學基礎數據，是本項研究的重要科學基礎；2. 完成了熱成因氣與次生生物氣兩種氣體的混合實驗工作，獲得了甲烷碳同位素組成的變化特徵及變化規律：混合氣的甲烷的δ13C值介於兩種原始氣體的δ13C值之間，而且隨著解吸次數的增加，δ13C1值逐漸且顯著變大。例如生物氣占80%和熱成因氣占20%的混合氣的3次解吸氣樣品的δ13C1值分別為：-55.1‰、-53.3和-51.7‰；而熱成因氣占60%與生物氣占40%的混合氣的3次解吸氣樣品的δ13C1值分別為：-33.6‰、-26.0和-10.9‰；3.實驗與進一步的研究不僅揭示了兩種氣體混合所造成的同位素地球化學效應，同時還揭示了煤層氣解吸過程中發生了顯著的同位素分餾效應，即可形成δ13C值高達-10.9‰的罕見現象，從而也揭示了同位素組成異常高的此類煤層氣（樣品）的形成希全體肯龍戶機理；4.提出次生生府多兵燥物氣生成後產生的各種混合“疊加”廈轎堡效應”是研究次生生物氣的新途徑，這是研究次生生物氣的重要突破口，具有重要的學術與實用價值；5. 研究並獲得了有關次生生物氣的母源物質與生成途徑等重要問題的綜合性研究成果。6. 提出了鑑別次生生物氣的新標誌：主要包括氣體變乾、甲烷的δ13C值及δD值顯著變低而偏於生物成因特徵、δ13CCO2值和δ13C2值變高，等；7.研究表明，次生生物氣具有一定的普遍性，具有重要的資源價值。
