首页 期刊 现代地质 水合物生成过程中碳同位素组成变化的实验研究 【正文】

水合物生成过程中碳同位素组成变化的实验研究

作者:陈敏; 邓兴波; 刘昌岭; 任宏波; 尹希杰; 李佳宣; 戚洪帅; 张爱梅 国家海洋局第三海洋研究所; 福建厦门361005; 重庆地质矿产研究院; 重庆400042; 青岛海洋地质研究所; 山东青岛266071; 中国海洋大学海洋学院; 山东青岛266100
甲烷水合物   二氧化碳水合物   碳同位素   实验研究  

摘要:天然气水合物是一种新型的洁净能源。甲烷天然气水合物是储量最丰富的一种类型,常出现在深海中或极地大陆上,其生成的过程中会发生同位素的分馏效应。通过实验室模拟水合物生成的过程,利用天然海水与甲烷或二氧化碳气体反应,以及更接近实际生成环境的甲烷-海水-沉积物动态聚散实验,对甲烷水合物和二氧化碳水合物生成前后δ-(13)C值进行测定,研究水合物生成过程中δ-(13)C的变化情况。实验证明,水合物反应中碳同位素分馏是存在的,其变化程度明显小于氧同位素和氢同位素。甲烷水合物碳同位素的分馏系数α_C的值为1.000 3-1.000 9。二氧化碳水合物生成反应后气相的碳、氧同位素变轻,重同位素趋向于进入水合物中,二氧化碳水合物碳同位素的分馏系数α_C的值为1.000 7-1.001 2。海水中溶解的CO_2气体在甲烷水合物形成过程中会被水合物捕获,从而使得δ-(13)C_(DIC)值变小,重的碳同位素趋于进入水合物中,而较轻的碳同位素留在海水中。但由于海水中含有的溶解CO_2气体有限,经过多轮水合物动态聚散后δ-(13)C_(DIC)值的变化幅度会越来越小。

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