同位素组成

化学术语

一个比较笼统的名词，指样品中某元素各同位素的相对含量。它可以用丰度表示，也可以用比值或δ值表示。

定义

以重量或原子百分比表示的某元素中各同位素所占的比例。

如氧的同位素组成为：16O=99.762%、17O=0.038%、18O=0.200%。

同位素组成可变的元素主要是具放射性衰变而不断减少的元素、有放射成因同位素不断累积的元素及某些轻元素。

沉积岩的同位素组成

有些沉积岩基本上由一种沉积物组成，如蒸发岩、燧石条带或燧石层和纯的碳酸盐基本上由化学沉淀产物构成；粘土岩基本由化学风化产物构成。但有些岩石则是二中乃至三种沉积物的混合物。如碎屑岩除了含有碎屑沉积物外，一般含有自生矿物（化学沉积物）。有些粘结较差的碎屑岩，往往是碎屑矿物与粘土矿物的混合物。有些碳酸盐岩（如泥灰岩）往往夹杂有碎屑矿物及粘土矿物。有的岩石还含有火山碎屑。这些岩石的过渡类型基本上是连续演变的，种类非常繁多。因此不可能对各种岩石细类的氢氧同位素组成分别加以描述。

对于各种基本上由一类沉积物组成的岩石，可以看作这类沉积物的简单集合体。这种沉积物的同位素组成相当于岩石的同位素组成。对于两类或三类沉积物混合组成的岩石，则必须弄清各类组份的定量分布。在测定每类沉积物的氢氧同位素组成的基础上，根据各自所占百分比来计算全岩的同位素组成。

相反，测定了全岩同位素组成和其中一类沉积物同位素组成和其相对含量也可以算出另一类沉积物的同位素组成，例如下文，测定了具有自生长石边缘和碎屑长石核心的长石矿物全值为+13.7‰，长石核心值为+8.5‰，据估计自生长石与碎屑长石约占50%。由此计算出自生长石值为+18.8‰ 。

另外，测定了全岩同位素组成，以及碎屑部分及非碎屑部分值，也可算出各部分的相对含量。

稳定同位素组成分布

甲烷同位素组成分布

为系统地探讨过渡带气的同位素组成及其分布特征，对碳同位素组成在-60.8‰~-44.0‰范围的天然气进行了统计分析。平均组成为-50.3‰（样品数为291）。非典型过渡带气仅占8.6%，不仅表现为研究区小于-60‰的样品为个别分布，就是为-45‰~-44‰的样品也是频率谷值。反映过渡带气是一典型的成气段。在总体分布中，在-60‰~-45‰均有分布，但明显表现出两个峰值，即-53‰~-51‰和-47‰~-45‰。因此，过渡带气的主要分布在-57‰~-45‰之间，占88.3%，为典型的生物-热催化过渡带气。此外，还可以看出，中、新生代活动区沉积盆地是典型过渡带气分布区，其组成较低，而稳定区中生代至晚古生代沉积区的相对较高。

甲烷氢同位素组成分布

过渡带气氢同位素组成分布在-304‰~-143‰的较大范围（图右），总体平均值为-232‰（209个样品），主要分布在-280‰~-180‰范围，占样品数的89.5%，研究资料表明， <-200‰主要为淡水沉积，我国过渡带气绝大部分 <-200‰，占97.6%。因此，目前发现过渡带气的沉积盆地主要为陆相沉积环境。在陆相淡水沉积的总体环境中，不同盆地的相带和气候带变化导致源岩沉积环境有一定变化。

过渡带稀有气体同位素组成分布

氩同位素组成分布

我国过度带气的氩同位素组成 / 值在306~2240范围（右图），总体平均为634（样品数为98）。除在活动区和岩浆作用区由于受幔源挥发分的影响/值高（/>1000，占15.6%）外，相对稳定、次稳定盆地和区块的值较低，并具有明显的源岩时代积累效应，如松辽盆地、鄂尔多斯盆地和准葛尔盆地；中生界天然气/值在420~907范围；相对稳定区块新生界天然气的/值在360~529范围，占分析样品的57.3%，主要分布在渤海湾盆地、苏北盆地和百色盆地，部分中生界及其前盆地/值小于500，可能与埋藏较浅导致沉积层中空气氩的混入有关。在深大断裂边缘和岩浆活动区天然气的/值大于1000，无疑有幔源挥发分的混入。活动区幔源挥发分的不同程度混入，也导致了部分天然气/值介于800~1000范围。

氦同位素组成分布

天然气中 / 值是判识气体为壳源还是幔源挥发分复合的最主要指标，沉积岩层源岩的天然气 / 值在范围，而 / 值大于的天然气，其氦中具有大量幔源氦的混入，我国过渡带气 / 值分布在范围（右图）总体平均为（98个样品）。从图中可以看出，稳定区的 / 值分布小于，占13.3%，主要集中于百色、准葛尔、鄂尔多斯、江汉和南阳盆地。显示典型的壳源过渡带气特征。活动区块的 / 值大于，占86.7%，其中在断裂带和岩浆活动区，天然气的 / 值> ，占46.9%，主要分布在松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地和三水盆地。/值介于范围的天然气，为活动区相对稳定块体的天然气，主要分布在松辽、渤海湾和苏北盆地。/值>天然气，与高/值以及高相对应，反映过渡带气与幔源挥发分在一定程度上的复合。

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