《表4 样品在330℃下加热下释放出的甲烷的氢稳定同位素值和由水提供的氢所占的百分比》

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《水对烃源岩生烃反应的物理—化学影响探讨》

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注：1.与δ2H水=–137‰的水介质相对应的甲烷氢同位素比值用斜体表示，与δ2H水=+1201‰的水介质相对应的δ2H甲烷值用正体表示。2.δ2H甲烷的精确度为±10‰。

Gao开展高温热模拟实验研究水岩相互作用，实验在半封闭体系下进行，对同一岩样重复加热，采用逐步加热的方法获得不同阶段的产气量和氢同位素变化特征[17]。实验所用的烃源岩来自于新奥尔巴尼克莱格溪组未熟页岩，样品包括2～7 mm的碎屑和250μm的粉末，以研究不同粒径水介质对气态烃形成的影响程度。实验加入两种δ2H值不同的水介质（-137‰和+1201‰）。在330°C条件下恒温加热72 h，通过排水收集法将反应器中新生成的气体收集以供分析。通过高温热解实验，得到了生成的气体和液体的产量；其中甲烷的产量和氢稳定同位素值的变化如表4所示。在热模拟实验中，使用不同氢同位素的水，产出的甲烷的氢同位素比值变化很大。根据质量平衡公式计算，在页岩粉末的加热中，水介质为生成甲烷提供了44%的氢原子。在页岩碎屑的加热中，水介质为生成甲烷提供了52%的氢原子。通过以上计算，表明在高温热模拟实验下，水介质极大程度上参与了有机质的热演化，生成的甲烷中平均有48%的氢原子来自水介质。