無機成因天然氣[氣體名稱]

天然氣

無機成因天然氣[氣體名稱]

地球深部岩漿活動、變質岩和宇宙空間分布的可燃氣體，以及岩石無機鹽類分解產生的氣體，都屬於無機成因氣或非生物成因氣。它屬於乾氣，以甲烷為主，有時含CO2、N2、He及H2S、Hg蒸汽等，甚至以它們的某一種為主，形成具有工業意義的非烴氣藏。

各種成分

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1. 甲烷

無機合成：CO2+H2→CH4+H2O條件：高溫（250℃）、鐵族元素

地球原始大氣中甲烷：吸收於地幔，沿深斷裂、火山活動等排出

板塊俯衝帶甲烷：大洋板塊俯衝高溫高壓下脫水，分解產生的H、C、CO/CO2→CH4

2. CO2天然氣中高含CO2與高含烴類氣一樣，同樣具有重要的經濟意義，對於CO2氣藏來說，有經濟價值者是CO2含量>80%（體積濃度）的天然氣，可廣泛用於工業、農業、氣象、醫療、飲食業和環保等領域。我國廣東省三水盆地沙頭圩水深9井天然氣中CO2含量高達99.55%，日產氣量500萬方，成為有很高經濟價值的氣藏。

2. CO2

目前世界上已發現的C22氣田藏主要分布在中—新生代火山區、斷裂活動區、油氣富集區和煤田區。從成因上看，共有以下幾種：

無機成因：

①上地幔岩漿中富含CO2氣體當岩漿沿地殼薄弱帶上升、壓力減小，其中CO2逸出。

②碳酸鹽岩受高溫烘烤或深成變質可成大量CO2，當有地下水參與或含有Al、Mg、Fe雜質，98～200℃也能生成相當量CO2，這種成因CO2特徵：CO2含量>35%，δ13CCO2>8‰。

③碳酸鹽礦物與其它礦物相互作用也可生成CO2，如白雲石與高嶺石作用即可。

另外，有機成因有：

生化作用

熱化學作用

油田遭氧化

煤氧化作用

3.N2N2是大氣中的主要成分，據研究，分子氮的最大濃度和逸度出現在古地台邊緣的含氮地層中，特別是蒸發鹽岩層分布區的邊界內。氮是由水層遷移到氣藏中的，由硝酸鹽還原而來，其先體是NH4+。

3.N2

N2含量大於15%者為富氮氣藏，天然氣中N2的成因類型主要有：

①有機質分解產生的N2：100-130℃達高峰，生成的N2量占總生氣量的2.0%，含量較低；（有機）

②地殼岩石熱解脫氣：如輝綠岩熱解析出氣量，N2可高達52%，此類N2可富集；

③地下滷水（硝酸鹽）脫氮作用：硝酸鹽經生化作用生成N2O+N2；

④地幔源的N2：如鐵隕石含氮數十～數百個ppm；

⑤大氣源的N2：大氣中N2隨地下水循環向深處運移，混入最多的主要是溫泉氣。

從同位素特徵看，一般來說最重的氮集中在硝酸鹽岩中，較重的氮集中在芳香烴化合物中，而較輕的氮則集中在銨鹽和胺基酸中。

4．H2S

4．H2S

全球已發現氣藏中，幾乎都存在有H2S氣體，H2S含量>1%的氣藏為富H2S的氣藏，具有商業意義者須>5%。

據研究（Zhabrew等，1988），具有商業意義的H2S富集區主要是大型的含油氣沉積盆地，在這些盆地的沉積剖面中均含有厚的碳酸鹽一蒸發鹽岩系。

自然界中的H2S生成主要有以下兩類：

①生物成因（有機）：包括生物降解和生物化學作用；

②熱化學成因（無機）：有熱降解、熱化學還原、高溫合成等。根據熱力學計算，自然環境中石膏（CaSO4）被烴類還原成H2S的需求溫度高達150℃，因此自然界發現的高含H2S氣藏均產於深部的碳酸鹽—蒸發鹽層系中，並且碳酸鹽岩儲集性好。

5.稀有氣體（He、Ar、…）

5.稀有氣體

這些氣體儘管在地下含量稀少，但由於其特殊的地球化學行為，科學家們常把它們作為地球化學過程的示蹤劑。

He、Ar的同位素比值3He/4He、40Ar/36Ar是查明天然氣成因的極重要手段，因沿大氣→殼源→殼、幔源混合→幔源，二者不斷增大，前者由1.39×10-6→>10-5，後者則由295.6→>2000。

此外，根據圍岩與氣藏中Ar同位素放射性成因，還可計算出氣體的形成年齡