深成甲烷碳同位素分馏效应的热模拟研究

通过对甲烷——有机碳和甲烷——二氧化碳体系的碳同位素交换平衡反应在600℃～.800℃温阶的热模拟实验发现：在理想的条件下，甲烷与其它还原碳之间在高温下的同位素.交换平衡反应要比甲烷与二氧化碳之间的类似反应更易发生，这很可能是由于碳－氧双键的.断裂和形成要比碳－碳键或碳－氢键的断裂和形成更为复杂和困难的缘故。前人的研究曾假.设甲烷——二氧化碳体系的碳同位素交换平衡反应是导致大洋中脊热液成因的甲烷重达-15.‰的主要原因，而我们当前的模拟实验却支持另一种假说，即甲烷与其它还原碳之间的同位.素交换平衡反应的分馏效应很可能是深成甲烷碳同位素组成形成的一个主要机制。.关键词：甲烷；二氧化碳；干酪根；同位素分馏效应；高温热模拟；.2、研究计划要点及执行情况概述.本研究课题设计由两大研究内容组成：甲烷——二氧化碳同位素交换反应的热模拟实验和甲.烷——有机碳同位素交换反应的热模拟实验。在执行过程中基本上是按原设计进行的，在.600℃～800℃温阶段，前后共进行了21 项次的甲烷——二氧化碳同位素交换反应的热模拟.的有效实验和17 项次的甲烷—有机碳同位素交换反应的热模拟的有效实验。同时还增加了.一些900℃～1000℃高温下甲烷热稳定性的模拟实验。.3、研究工作主要进展和所取得的成果.①通过对甲烷——有机碳同位素交换反应在600℃～800℃温阶的热模拟实验发现：在600.℃时，甲烷的产率在12 小时后基本保持不变，其碳同位素组成也无明显的变化；当热模拟.的温度为700℃时，甲烷的产率在一小时左右即可达到最大值。此后，该值虽有波动但变化.却不甚明显。甲烷的碳同位素组成随着模拟时间的增加而明显地呈现出逐渐变重的趋势，当.模拟时间长达192 个小时（8 天）时，甲烷的碳同位素组成已与其原始母质的碳同位素组成.趋于一致；而在800℃时，甲烷的碳同位素组成明