稳定同位素在自然界的丰度、比值、标准及表示方式

二、稳定同位素在自然界的丰度、比值、标准及表示方式

自然界不同物质的同位素组成有着明显差别，同位素的比值各不相同。利用这种性质，使得稳定同位素在研究油气成因类型、油气源对比、油气运移等诸方面得到广泛应用。

在石油和天然气勘探中应用稳定同位素时，除直接测定同位素比值外，常用δ值表示。δ值的定义为：

式中：δ为同位素分布值的总称，对于碳、氢别用δ13C、δD表示；Rs为样品的同位素比值，对于碳、氢同位素分别是13C/12C、D/H；Rr为标准的稳定同位素比值。

需要注意的是，不同元素稳定同位素的标准不同，同一元素也可有不同的标准（表2-11）。

表2-11　常用碳同位素标准的13C/12C值和国际标准（PDB）δ13C值

为了便于对比，通常要把某一标准换算成另一标准，如将测得对A标准的δ值（δ13CA），换算成对B标准的δ值（δ13CB）时，可用下式进行换算：

式中：δ13CB为求取的对B标准的δ值；δ13CA为测得的对A标准的δ值；RAr、RBr分别为A、B标准的13C/12C比值。

例如，对四川进行碳同位素研究时，采用福一井的CH4作为工作标准（即A标准）它的13C/12C为1084.4×10-5。测得纳16井P13A层天然气（CH4）的δ13CA（A标准）为4‰。现将其换算成以周口店灰岩为标准（即B标准——δ13CB），代入上式得δ13CB值为-31.03‰；若换算成PDB标准，则δ13C值为-31.13‰。

与油气有关的C、H的稳定同位素在自然界的丰度、比值、标准及表示符号如表2-12所示。

表2-12　碳、氢稳定同位素的符号、丰度、同位素比值及标准简表

（据J.G.Stark，H.G.Wallace，1975）