天然气中稀有气体浓度与同位素比值联测技术及应用

研制了天然气中稀有气体纯化富集的前处理装置,并与稀有气体同位素质谱仪联用,构建了气体样品中He、Ne、Ar、Kr、Xe浓度和同位素比值联测的分析系统,通过1次进样可得到5种稀有气体组分浓度和同位素比值的共计23个数据。稀有气体纯化效果可达99.9%,质谱分析He、Ne、Ar、Kr浓度的相对标准偏差小于10%,同位素比值分析的标准偏差普遍小于5%。将该方法用于分析塔里木盆地天然气样品,得到了丰富的地质地球化学信息,通过稀有气体分布特征进一步明确了塔河和雅克拉气田区域构造活动的差异,以及二者气源岩特性的不同。     

四川盆地西部天然气碳同位素组成分析及应用

测定了 1 4种四川盆地西部南段平落坝气田和中段新场气田天然气样品的甲、乙烷碳同位素组成。这些样品的 δ13C1>-3 .92 % ,C2 +/Σ Cn>0 .8% ,结果表明这两处气田的烃类气体是由沉积物有机质经热解作用生成的。由此两处气田的δ13C1、δ13C2 相对分馏值 ,计算出气田的烃源岩生烃温度分别为 5 1～ 81℃、1 0 0～1 1 8℃ ;并从两处气田各气藏的 δ13C1、δ13C2 值同气藏深度的良好函数关系及其同位素分馏机理 ,认识到平落坝气田和新场气田的烃类是从下伏烃源岩垂直向上迁移而聚集成藏的     

天然气中Ar同位素对比测定及数据分析

近年实验室研制了高精度、超高真空的净化系统与VG5400质谱计在线连接,实现了天然气中He、Ar同位素的在线测量。在测量过程中为杜绝进样过程的氩同位素质量分馏效应,本次工作采用了“分段静态平衡移样”法,提高了天然气中氩同位素测量的精度。应国家重大基础研究“973”天然气项目的要求和安排,对过去测量过氩同位素的一批钢瓶样(51个)进行了对比测量分析。研究结果表明,过去测量过程中存在空气本底的污染和同位素分馏效应,但两次测量结果有73%的数据在估算源岩年代公式的数据误差范围之内,本实验室认为原测量数据能够满足源岩地质年代段的粗略估算要求。另外,对比研究结果还表明,过去认为同一样品40Ar/36Ar测量结果较高值是正确的这一说法是不全面的。     

氦、氩同位素分析在天然气成藏规律研究中的应用——以川西盆地中部天然气He、Ar同位素组成分析为例

The purpose of the present paper is to show He, Ar isotopic application to studying the accumulation mechanism of natural gases in the central areas of ( Xiaoquan, Xincheng and Hexinchang ) Western Sichuan Basin. The gas reservoirs occur at depths ranging from 560m to 4566m, in which CH4 dominates, occupying up to 92% to 99% by volum of the gas samples, and being believed to be thermogenetic in source. The samples all have ^40Ar/^36Ar ratios greater than the atmospheric value(295.5). The calculated radiogenic ^40Ar content ranges in 20% to 60% by the total volum of each sample. And the ^3He/^5He ratios(R/Ra=0.01-0.1), suggesting that all the He in these samples is entirely crust radiogenic. The radiogenic ^4He/^40Ar ratios are 1.3 times to 29 times greater than the crustal production ratio(4.92), being attributed to the preferential transport of ^4He relative to ^40Ar in fluxes from the basement into the upper strata. The observed correlation between the CH4/^36Ar and ^4He/^40Ar ratios clearly indicates that the thermogenetic CH4, and crust radiogenic ^4He and ^40Ar, as well as atmopheric ^36Ar are intimately associated. These characteristics require a common carrier intermediate to the sampled reservoirs, where these differentially originated gases are well mixed and stored together in prior to entrapment into gas reservoirs.     

天然气中氮同位素组成的气相色谱-质谱分析

氮气是天然气中常见的组分之一,天然气中氮的主要来源于大气氮、生物作用有关的氮、与岩浆作用有关的氮和与地幔有关的氮.不同来源的氮具有不同的氮同位素组成[1,2].以往天然气的氮同位素组成样品制备采用燃烧法或气相色谱制备法[3,4]. 用以上方法取得了一些氮同位素的数据,但是由于大多数天然气中氮气的含量很低,用这种方法难度大,在样品制备和转移过程中很容易受到空气的污染,氮的研究尚处于资料积累阶段[5].     

NG—1型全金属稀有气体纯化和质谱分析系统

本文论述了一种比玻璃纯化系统更具优点的稀有气体金属纯化系统和质谱分析系统,系统的静态真空16小时维持在10~(-7)托内。活性碳管在-195℃下将He、Ne与Ar有效地分离,以便Ne同位素的分析。用自制的金属大小球均匀分装稀释剂。质谱计的分辩能力105(峰高百分之五处),精度±2%。最小可检测限:He为1.3×10~(-5),Ar为8×10~(-5),Ne为9×10~(-5)。测得空气的~(40)Ar/~(36)Ar比值为296.05,~4He/~(40)Ar比值为1.94x10~(-4),~4He/~(20)Ne比值为0.167。该质谱分析系统可用于地质学、地震气体地球化学等的研究。     

影响烃类天然气中稀有气体同位素准确测量的干扰因素与消除途径

在烃类天然气中 ,由于稀有气体的含量很微 ,所以其同位素组成的检测相对较困难。要实现稀有气体同位素的准确测量 ,还必需排除诸多的干扰因素。本文作者根据多年的实践经验和理论分析 ,认为影响烃类天然气中稀有气体同位素准确测量的干扰主要有 :离子碎片迭加、不同样品中稀有气体组分含量及其同位素组成的巨大差异、仪器系统的本底、漏率和吸附分馏等因素。本文还针对性地提出了相应的控制措施。     

四极质谱计在煤矿安全技术中的应用

作者首次利用四极质谱计在四川南桐鱼田堡煤矿现场分析煤瓦斯气样品中的稀有气体He和Ar,发现煤瓦斯气中Ar含量明显低于空气中Ar含量,而He含量明显高于空气中He含量.受采动集中应力的影响,有明显He异常分布.为满足煤瓦斯气分析的需要,对LZL-902型氦四极质谱计做了改进,将最大质量数扩大到60.煤体中δHe、δAr、CH_4%组合特征,在煤瓦斯突出的预报中有潜在的积极意义     

RGA10质谱计的改进及在K-Ar、Ar-Ar同位素定年中的应用

对 RGA1 0质谱计离子源、分析室、样品提纯系统及数据处理系统等方面进行了改进 ,并增加了 3 8Ar大小球分取装置 ,使该仪器灵敏度、真空度及仪器的综合指标比过去有了较大改善 ,仪器的稳定性及测试样品的速度有了很大提高。仪器改造后三年来的实验证明 :Ar同位素的分析效率提高了 2至 3倍。     

天然气中稀有气体同位素测试结果的比对与讨论

根据天然气稀有气体同位素地球化学论著中已发表的数据 ,作者将中国和日本的分析项目数与数据质量分别进行了对比 ,认为中国的天然气中稀有气体同位素分析项目相对较少 ,但数据是准确、可靠的 ,具有国际可比性。对分析项目少的原因 ,从技术上进行了讨论和分析 ,指出国内目前主机都缺少四极质谱和低温泵等外围设备 ,是造成分析项目少的主要原因 ,需同行们关注与努力     

水中氦同位素的质谱分析

本文是关于水中氦浓度及其同位素质谱分析技术的研究报告，使用特制的玻璃瓶采集水样，真空脱气率大于９８％，经净化析出Ｈｅ和Ｎｅ送质谱计测量。以空气氦为标样，采用“ＡＢＡ”峰高比分析技术，对蒸馏水，泉水，西太平洋浅层海水等样品的氦浓度同位素组成进行了测试，该项技术已在探讨西太平洋浅层海水氦同位素分布的研究中获得了成功的应用。     

ZD—201型氩同位素静态分析质谱计

惰性气体的同位素分析在石油、地质、空间科学等许多科研领域具有重要价值,特别是氩(Ar)同位素分析已成为地质年代测定的一种重要手段。长期以来,由于国内没有静态分析同位素质谱仪器产品,国外产品则价格昂贵,致使我     

碰撞池-多接收电感耦合等离子体质谱分析硅同位素的方法研究

通过更换仪器进样系统、改变溶液基体、调节碰撞气的种类和流量以及调节质量分辨率等参数,建立了碰撞池-多接收电感耦合等离子体质谱（Collision Cell-MC-ICP-MS）测定硅同位素丰度组成的分析方法。实验结果表明:使用PFA雾化器、Pt锥和蓝宝石材质的矩管可有效降低仪器本底;调节狭缝宽度、中心杯位置等可提高仪器的质量分辨率,实现硅同位素离子与同量异位素干扰离子在一定程度上的分离;选择氖气（Ne）和氩气（Ar）的混合气作为碰撞气、降低溶液中四甲基氢氧化铵（TMAH）浓度等能有效降低多原子离子的干扰。在此基础上,分析了样品WASO 04和GBW(E)080272中硅同位素的丰度组成,同位素丰度比R_30/28的测量精度达到0.02%。将样品WASO 04作为参考标准时,样品GBW(E)080272中的硅同位素分馏系数δ³⁰Si为-1.57‰。     

镁和钆混合同位素质谱分析

本工作曾将难电离的镁元素和稀土元素钆以一定的化学形态涂在同一条样品带上成为混合样品,同时对镁和钆两种元素同位素进行质谱分析。实验结果表明用1～2微克的混合样品进行质谱分析,可获得稳定离子流达1小时以上。用这种方法对镁和钆同位素分离产品进行了同位素丰度测定。     

新型离子光学的惰性气体同位素质谱计的研究

本文论述了我们1990年研制成的一种新型离子光学质谱计,Φ_m=130°,ε=56°,大斜角λ、出射,R_m=80mm,L_1=L_2=130.32mm,具有高分辨本领。可测~4He、~(20)Ne、~(21)Ne、~(22)Ne、~(36)Ar、~(38)Ar和~(40)Ar的同位素。它是专门为地震监测预报研制的,已用于地震监测,现已获得三个成功的震例。     

利用FinniganMAT-252气体同位素质谱计分析碳酸盐氧同位素的结果校正

利用FinniganMAT-252气体同位素质谱计在进行C、O同位素的分析测试过程中,如果待测样品反应过程中的同位素分馏(α2)与工作气体标定反应过程中同位素分馏(α1)不相等,则气体同位素质谱计系统输出结果与样品实际同位素值之间存在偏差。本文提出了一种校正方法校正这种偏差,公式为:真实值=系统输出值+103ln(α1/α2)。对标准物质在不同条件下进行分析测试,再利用此方法进行校正,得到的校正值与标准物质的真实值之间的误差在±0.2‰之内。     

用于地质研究和地震监测的稀有气体质谱分析法

利用自行研制的NG-1000型和NG-2型稀有气体同位素比值质谱计测得3He／4He、4He／（20）Ne、4He／（40）Ar和（40）Ar／（36）Ar的比值用于地质研究和地震监测。测定了西藏羊八井地热区和长白山天池火山区的3He／4He和4He／（20）Ne比值,研究了这些地区逸出稀有气体的来源,连续监测了北京塔院断层土壤气4He／（20）Ne、4He／（40）Ar和（40）Ar／（36）Ar比值,并进行了地震预报的探索,获得了一些震例。     

碳同位素检测值准确度与信号强度之间的关系探讨

为了满足油气田科研工作的需要,为勘探开发提供准确的数据,利用GC-C-IRMS技术对鄂尔多斯盆地的天然气样品进行在线碳同位素分析。由于该盆地天然气中甲烷含量很高,乙烷等重烃含量很低,要获得乙烷、丙烷等组分准确的碳同位素值,通常需要通过两次进样完成对一个样品的分析。经过多次反复实验,发现Almp 44 mV信号强度与检测值之间有一定的关系,当Almp 44 mV信号强度小于190 mV时,数据的稳定性变差,接近和超出误差范围的样品数增多;当信号强度大于190 mV时,数据基本趋于稳定。此方法在实际应用时,一般应结合其他地球化学参数使用。掌握此规律后,只要仪器稳定,环境温度恒定,每次检测样品的Almp 44 mV信号强度大于190 mV,就可认为该数据比较可靠。     

提高钚同位素质谱分析灵敏度的技术——活性炭粒法

本文叙述了一种提高钚离子发射的技术。将活性炭烧结在铼带上,钚样品溶液滴在炭粒上,可使质谱分析灵敏度提高一个数量级以上,有效地改善了钚同位素分析精度。在改进的ZhT-1301质谱计上灵敏度可达1离子/60原子,可分析0.1—20毫微克钚的同位素组成。     

Neptune多接收器等离子体质谱精确测定锶同位素组成

报道了近两年来在Neptune多接收器等离子体质谱(MC-ICP-MS)上对NIST SRM987的测试结果。针对实际地质样品,Neptune MC-ICP-MS和热电离质谱(TIMS)进行了平行测定。Neptune MC-ICP-MS可以精确测定锶同位素组成,与传统的TIMS相比,MC-ICP-MS可以获得与TIMS相媲美的数据精度,而且分析时间短,效率高。对于等离子体载气———氩气中少量氪的干扰,可以直接扣除;对于样品中少量铷(Rb/Sr<0.01)的干扰,同样可以直接扣除,从而获得准确的锶同位素组成。