松辽盆地非生物成因气的探讨

松辽盆地为—克拉通内裂谷盆地。基底、地壳及超壳深大断裂发育。沿深大断裂发生的沉积同期和后期的岩浆活动活跃,存在着非生物成因天然气及其伴生资源的供给条件。非生物成因甲烷沿深大断裂分布,δ~(13)C为-12.8‰至-24.2‰;甲烷同系物碳同位素组成δ~(13)C值反序排列,即δ~(13)C_1>δ~(13)C_2>δ~(13)C_3;氦同位素显示了含幔源氦的同位素组成特征,~3He/~4He=2.34—2.97×10~(-6);上述事实表明,松辽盆地可能存在非生物成因天然气及其伴生资源,是裂谷型沉积盆地资源评价的重要内容。     

中国生物气中烷烃组分的碳同位素特征及其鉴别标志

我国生物气中烷烃气的碳同位素组成特征是:随生物气中烷烃气分子的碳原子数的增加,δ~(13)C值分布区间,主频率段分布范围均随之缩小,δ~(13)C最轻的和最重的界限值也随之变重;生物气中乙烷的碳同位素和丙烷的碳同位素之间呈线性正相关关系;δ~(13)C_1,δ~(13)C_2和δ~(13)C_3值随重烃气(C_(2+3))含量的增加有变重趋势。文中首次研究了我国生物气的δ~(13)C_1-C_(2+3)(％),δ~(13)C_2-C_(2+3)(％)和δ~(13)C_2-δ~(13)C_3的关系及其相关性回归方程,并指出,δ~(13)C_1<—55‰和C_(2+3)<0.5％是鉴别我国生物气的良好指标,δ~(13)C_2-δ~(13)C_3<-10‰可作为鉴别生物气的一项新指标。     

元素分析-碳同位素比值质谱法在纯正葡萄汁掺假鉴别中的应用

采用元素分析-同位素比值质谱法(EA-IRMS)对纯正葡萄汁掺假情况进行研究。通过测定152个不同产区纯正葡萄汁的碳同位素比值(δ~(13)C值),初步建立了纯正葡萄汁的同位素数据库。检测结果表明,纯正葡萄汁中糖的δ~(13)C值(δ~(13)CS)范围为-26.92‰~-24.16‰,而有机酸的δ~(13)C值(δ~(13)CO)范围为-27.56‰~-24.99‰。根据上述两个参数,提出了纯正葡萄汁应满足的δ~(13)C值要求:有机酸和糖的差值(Δδ~(13)C_(O-S))在-1.63‰~0.72‰范围内。采用该法对85个市售葡萄汁进行检测,检出31个掺入碳-4植物糖和有机酸的阳性样品。糖浆添加实验的结果表明,该方法可以检测8%以上碳-4植物糖的掺假,能有效鉴别葡萄汁的掺假,在葡萄汁的品质保证方面有很大的实际应用潜力。     

元素分析-同位素比质谱法测定葡萄酒中乙醇δ 13C值

比较了旋转蒸发仪、全玻璃蒸馏装置和全自动蒸馏控制系统3种蒸馏方法,对葡萄酒乙醇δ13C值的影响,确定了元素分析-同位素比质谱仪(Elementary analysis-isotope ratio mass spectrometer)最佳测定条件,建立了元素分析-同位素比质谱法测定乙醇δ13C值方法。在重复性和再现性条件下,对乙醇标准及葡萄酒乙醇δ13C值进行测定,标准偏差低于0.25‰。检测食品同位素分析技术-能力测试计划(FIT-PTS)两个葡萄酒样品乙醇δ13C值,与给定值相差0.2‰。采用液相色谱-同位素比质谱法(Liquid chromatography-isotope ratio mass spectrometry)与本方法分别对16个国家和地区40个葡萄酒样品的乙醇δ13C值测定,其结果为!23.90‰~28.29‰,且两种检测方法的检测结果差值︳Δδ(EA-LC)max︳<0.3‰,具有较强的相关性(R2=0.9749)。本方法无同位素分馏,适用于葡萄酒中乙醇δ13C值测定。     

轻烃中碳、氢同位素组成特征

本文收集了我国10个含油气区46个凝析油、轻质油样品,进行了全烃和部分饱和烃的碳、氢同位素分析,结合各地区地质背景,讨论了成气母质和沉积环境。从全油和饱和烃碳、氢同位素组成特征看,与煤系有关的凝析油常富集~(13)C,与Ⅰ,Ⅱ型母质(生油岩系)相关的凝析油则富集~(13)C。总体而言,碳同位素组成主要与母质的同位素继承效应相关,而氢同位素组成的变化则主要反映与沉积环境及水介质盐度的相关性。基于现有资料,提出δD值小于-150‰者为淡水-微咸水;大于-150‰者为半咸水-海水环境。研究表明,沉积相控制了有机母质,而不同有机母质又显示出稳定同位素组成的差异。     

准噶尔盆地马庄气藏——Ⅰ.地球化学特征

马庄气藏位于准噶尔盆地东部,产气层平均深度2000m左右,为中浅层气藏。天然气组分以甲烷为主,重烃含量2—7％;甲烷碳同位素组成δ~(13)C_1值为-45—-47‰,比生物气重,比油型气和煤型气均轻。气源岩主要为Ⅲ型有机质,处于低成熟阶段(R_O<0.8％)。认为该气藏是生物化学和低温热解共同作用而形成,它的发现不仅对拓宽我国天然气勘探领域,而且对丰富天然气形成理论和完善天然气类型划分均有十分重要的意义。     

液相色谱-同位素比质谱法同时测定葡萄酒中甘油和乙醇的δ13C值

采用液相色谱-同位素比质谱(LC-IRMS)技术建立了同时测定葡萄酒中甘油和乙醇δ13C值的分析方法。优化了葡萄酒中影响甘油和乙醇色谱分离的条件。方法的精密度和准确度分别为0.15‰~0.26‰和0.11‰~0.28‰。对40个葡萄酒样品进行了测定,甘油和乙醇的δ13 C值分别为-26.87‰~-32.96‰、-24.06‰~-28.29‰,两者具有较强的相关性(R=0.82)。该方法不需要复杂的样品预处理,在相同条件下同时测定甘油和乙醇的δ13C值,较传统方法简单、快速。     

一种新的天然气成因类型——生物-热催化过渡带气

生物-热催化过渡带气是一种新的天然气成因类型。它埋藏浅(1000—2500m),气体的组份(C1/∑C1—C_5,=0.7—0.9)和同位素组成特征(δ~(13)C_1=—55—48‰)与相应层段有机质演化阶段(R。=0.25—0.6％)相符,过渡带气的形成可能与低温微催化作用、芳香烃的缩合作用等有关。过渡带气在自然界客观存在,与天然气形成新理论相一致,借鉴世界资料,它可能在天然气储量平衡表中占有重要份额。     

热脱附-单体稳定同位素技术测定挥发性有机物

采用热脱附与稳定同位素质谱联用技术分析了城市不同源及大气环境中挥发性有机物排放的单体同位素特征。系统考察了样品进样量、进样方式和样品分离度对同位素分馏影响情况。使用填有Tenax TA的吸附管采集汽油车尾气、汽油挥发、柴油车尾气、柴油挥发、溶剂挥发和餐饮油烟等污染源,以及城市不同功能区的挥发性有机物(VOCs)样品,不同污染源中挥发性有机物的稳定碳同位素δ13C值不同,97#汽油车尾气的δ13 C值偏重,平均值为-25.84‰,富集13 C;餐饮油烟的δ13 C值偏轻,平均值为-30.26‰。油品挥发比燃烧后以尾气的形式排放的苯系物δ13 C值重。厦门市各功能区挥发性有机物的δ13 C平均范围在-27.03‰~-25.40‰,接近于汽油和柴油挥发及尾气中的δ13 C值,表明厦门市空气中挥发性有机物以机动车排放源为主。     

液相色谱-同位素比值质谱法研究桔橙汁中柠檬酸碳同位素比值

以国际原子能机构提供的蔗糖(δ13C为-10.449‰)作为溯源标准,建立了液相色谱-同位素比值质谱联用法(LC-IR MS)分析天然柑桔、橙汁中柠檬酸碳同位素比的方法,对不同产地个柑桔、橙子中有机酸碳同位素情况进行了研究。基于建立天然水果的柠檬酸碳同位素δ13C值的数据,提出了柑桔、橙子样品的δ13C值范围。方法将果汁用水稀释后,液相色谱-钙离子交换色谱在线制备柠檬酸,氢型离子交换柱分离柠檬酸后采用液相色谱-稳定同位素比质谱分析,柠檬酸方法检出限为5μg/m L,在2.00~100μg/m L水平时,柠檬酸响应与浓度成线性关系,相关系数为0.9997。方法日内、日间和人员比对结果相对标准偏差小于0.82%。收集不同产地161个橙子、167个柑桔测得天然桔汁中柠檬酸δ13C值在-32.87‰~-27.07‰之间,橙汁柠檬酸δ13C值在-32.73‰~26.01‰之间。采集40个市售柑桔、橙汁样品进行鉴定,检出17个掺有C4植物柠檬酸的的阳性样品,新方法可提高勾兑柠檬酸掺假果汁的鉴别能力。     

基于稳定碳同位素技术的痕量动物油和植物油的区分检验研究

本文以鸡油和猪油为例,旨在运用稳定碳同位素技术建立区分痕量动物油与植物油的区分检验方法。先在实验室内制备猪油和鸡油样品,然后运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)和元素分析-同位素比值质谱仪(EA-IRMS)对猪油和鸡油的脂肪酸组成与其全油和脂肪酸的稳定碳同位素比值进行了研究。结果显示:鸡油的δ13C值处于-21.58‰至-18.30‰(脂肪酸:-21.58‰~-18.30‰;全油:-19.82‰~-19.30‰)的区间;猪油的δ13C值处于-22.16‰至-16.15‰(脂肪酸:-22.16‰~-16.15‰;全油:-18.70‰~-16.83‰)的区间;鸡油和猪油的δ13C值与大多数植物油的δ13C值存在显著差异。因此,基于动物油与植物油在δ13C值方面存在的显著差异性,建立区分痕量动物油和植物油的高灵敏的检验方法。     

气相色谱同位素比质谱测定不同产地鱼油中5种不饱和脂肪酸碳同位素比值

以IAEA-600咖啡因(δ13C-27.771‰)作为溯源标准,建立了气相色谱同位素质谱技术测定鱼油中功能因子亚油酸(LIA)、亚麻酸(LNA)、花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等5种不饱和脂肪酸碳稳定同位素比值δ13C的分析方法。鱼样品先经HCl水解,乙醚液液萃取脂肪,提取的脂肪在2 mol/L KOH-甲醇溶液中反应生成脂肪酸甲酯,采用强极性毛细管气相色谱柱(Sil-88 100 m×0.25 mm×0.2μm)分离,稳定同位素比质谱测定。方法经日内、日间和人员比对验证,表明测定结果稳定,标准偏差小于0.82%。收集了不同产地的241个淡水鱼和深海鱼,对于提取的天然鱼油进行5种不饱和脂肪酸同位素比值分析,测得天然鱼油中5种不饱和脂肪酸同位素比值(δ13C)在-32.87‰~27.07‰之间,经计算,鱼油中不饱和脂肪酸δ13C值与硬脂酸δ13C值之比在-5.79~1.88之间,同时测得了相同的产地、品种鱼油中不饱和脂肪酸δ13C的分布范围,构建了天然鱼油的同位素指纹特征数据库,用于鉴定鱼油真伪。将不同浓度玉米油添加至天然金枪鱼油中进行测定,证明δ13C值的变化与掺入C4植物油量呈良好的线性关系,方法可根据δ13C值的变化鉴别掺假的鱼油。     

特定化合物碳同位素分析系统中的氧化反应装置的研制

通过对比实验,研制了特定化合物碳同位素在线分析系统中连接气相色谱与同位素比质谱的核心部分——氧化反应装置,包括加热系统、氧化反应系统及接口系统,并以特定化合物的碳同位素分析为例,选用天然气工作标准样品,在600～950℃之间选择8个温度点进行了氧化反应实验,表明其碳同位素测定值(δ13C1,δ13C2,δ13C3)随反应温度升高而逐渐趋于稳定,符合氧化反应过程的一般规律.通过对不同碳数(1≤n≤31)烃类样品(工作标准、国际参考标准、天然气及原油样品)的测试,显示碳同位素值(δ13Calkane)的测试精度优于±(0.2～0.5)‰,满足研究需求,并有效降低了分析成本,具有良好的应用及推广价值.     

“南永1井”礁相碳酸盐C,O,Sr,Pb同位素组成及其古环境意义探讨

“南永1井”礁相碳酸盐的O,C同位素组成可分为四段,它们的δ~(18)O(‰)和δ~(13)C(‰)平均值分别为:(Ⅰ)-5.0,-0.5;(Ⅱ)-7.7,-5.3;(Ⅲ)-6.4,-2.8;(Ⅳ)1.3,2.1.(Ⅱ)段的δ~(18)O值波动曲线以变化频率低、幅度小为特征,与布容期冰期-间冰期存在对应关系;(Ⅲ)和(Ⅳ)段的δ~(18)O和δ~(13)C值之间有正相关,在成因上与白云石化有关。△~(87)Sr和Pb同位素组成同样存在四分的特点。整个钻孔岩芯中△~(87)Sr的最大值和最小值以及全部正值都出现在第Ⅱ段。第Ⅳ段的Pb,sr同位素均呈现变化波动频繁的特点,在白云石化阶段有高μ值的Pb带入。礁相碳酸盐的O,C,Sr和Pb同位素组成记录了南海第四纪古气候、古环境变迁的历史。     

GC–IRMS测定白色块状天然气水合物气体中的碳氢同位素

研究了GC–IRMS联用技术测定烃类气体碳氢稳定同位素的方法。利用气相色谱仪将烃类气体各组分分开,通过高温燃烧/裂解转化为CO2和H2,然后导入MAT–253稳定同位素质谱仪进行测试。用该方法测试的标准甲烷气体碳、氢同位素值和其标定值一致,测定结果的相对标准偏差分别为0.222‰和0.950‰。用该法测定了广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获的高纯度天然气水合物样品所释放的烃类气体碳氢稳定同位素值,其中δ13C为–69.78‰(VPDB),δD为–184.4‰(VSMOW)。GC–IRMS法精确度高,可用范围广,适用于海洋天然气水合物样品所释放烃类气体碳氢同位素的测定。     

稳定同位素法测定大豆水溶性蛋白质中碳、氮、氧、氢稳定同位素比值及其在产地溯源鉴定中的应用

利用元素分析-同位素比质谱仪(EA-IRMS)测定了来自美国、巴西、阿根廷和加拿大产的60份大豆样品中水溶性蛋白质的δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H值,采用OPLS-DA统计分析方法构建大豆产地溯源模型。大豆水溶性蛋白质δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H值分别为-24.675‰~-29.490‰,-1.595‰~2.537‰,15.749‰~25.127‰,-33.504‰~-118.697‰。比较PCA和OPLS-DA两种统计分析方法显示,OPLS-DA统计分析方法建立的大豆产地溯源鉴别模型识别准确率更高,δ^(15)N、δ^(2)H、δ^(18)O和δ^(13)C在溯源模型中对产地识别的贡献度VIP值分别为1.069,1.045,1.035,0.834。大豆水溶性蛋白质δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H产地溯源OPLS-DA模型可鉴别美国、加拿大、巴西和阿根廷四个国家生产的大豆样品,在此基础上构建美国与其他3个国家的两两产地识别模型,可准确鉴别美国产大豆,识别准确率为100%。该研究方法和所构建的模型可应用于美国、巴西、阿根廷和加拿大产大豆的产地溯源。     

沉积岩成烃热模拟实验产物的同位素特征及应用

对25个太熟或低熟沉积岩样的成烃热模拟实验产物(烃气、二氧化碳、油、残样)进行了碳、氢、氧同位素测定。其中,着重研究了甲烷碳同位素的热演化分馏作用。根据各类样品的δ~(13)C-R_o民回归方程进行了天然气来源判别及混合气中母气比例的计算。     

吐鲁番-哈密盆地煤成油研究

吐鲁番-哈密盆地是典型的煤成油盆地,主要源岩为中、下侏罗统煤系,煤成油的主要贡献者是基质镜质体及木栓质体。原油主要地球化学特征是富含链烷烃(70％—80％)、高姥/植比(6—8)、富重碳同位素(δ~(13)C为—26‰至—23‰PDB)和C_(29)甾烷占绝对优势,煤的生烃过程具多阶性,早生早排是煤成油的基本特征。     

各类烷烃气的鉴别

本文利用天然气中烷烃气组分变化及其碳同位素系列演化特征、煤型气甲烷回归方程δ~(13)C1≈14.12logR_o-34.39,油型气甲烷回归方程δ~(13)C_1≈15.80logR_o-42.20,δ~(13)C_1-C1/C_(2+3)图版、δ_(13)C_1-R_o图版、δ~(13)C_1-δ~(13)C_2-δ~(13)C_3图版、煤型气δ~(13)C_(1-3)-R_o图版和轻烃C_7系统三角图版,鉴别有机烷烃气和无机烷烃气,并又对有机烷烃气中煤型烷烃气,油型烷烃气予以判别。     

中国一些地区温泉中天然气的地球化学特征及碳、氦同位素组成

中国一些地区温泉气的主要组分是CO_2或N_2,烷烃气含量低或无,同时含极微量的氦。温泉气的δ~(13)C_1主频率峰在-20‰至-22‰,说明温泉气的甲烷主要是无机成因的。温泉气的δ~(13)C_(CO_2)主频率峰在-4‰至-8‰,反映温泉气的CO_2也主要是无机成因的。δ~(13)C_(CO_2)值与CO_2含量正相关,其回归方程为δ~(13)C_(CO_2)(‰)≈0.966lgCO_2-6.354,δ~(13)C_(CO_2)值与N_2含量负相关,其回归方程为δ~(13)C_(CO_2)(‰)≈-3.193-0.109 N_2。根据氦同位素组成特点,可划分出幔源温泉气和壳源温泉气,前者R/R_a>1,后者R/R_a<1。