东北漠河盆地多年冻土带不仅具有生物气形成的温度、地下水盐度、地下水Eh值和p H值等环境条件,而且具有生物气形成所需的丰富有机质。漠河盆地MK-2井的数据显示,井深870 m内的烃类气体干燥系数C1/C1-5>98%,70%以上的甲烷碳同位素δ13C1<-55‰,几乎所有的甲烷氢同位素δD<-250‰,表现出明显的生物成因特征。区域和井下样品的生物标志物分析表明,几乎所有样品都含有25-降藿烷系列化合物,展示了漠河盆地多年冻土带微生物活动的普遍性。这一系列直接和间接标志,充分证实了漠河盆地生物气的存在,大大拓展了该区域天然气水合物的成藏气源,扩大了东北地区水合物的成藏潜力和勘查前景。这对东北地区乃至中国陆域多年冻土带的天然气水合物勘查都具有重要指导意义。
开展祁连山冻土区天然气水合物气体同位素研究,是解决其气体成因、来源等科学问题的一个重要手段。本研究采集祁连山南麓多年冻土区水合物科学钻探DK2和DK3孔共8个含水合物的岩芯样品,采用真空顶空法收集样品中水合物的分解气,分别用气相色谱(GC)、气相色谱同位素比值质谱(GC-IRMS)测定其气体成分和同位素组成,测试结果表明:祁连山冻土区天然气水合物样品的气体碳氢同位素变化较大,甲烷、乙烷和丙烷的碳同位素(δ13C)变化范围分别为-52.6‰～-48.1‰、-38.6‰～-30.7‰和-34.7‰～-21.2‰,而二氧化碳的碳同位素(δ13C)最低为-27.9‰,最高为16.7‰;甲烷、乙烷和丙烷的氢同位素(δD)变化范围分别为-285‰～-227‰、-276‰～-236‰和-247‰～-198‰。通过对这些碳氢同位素进行综合研究,包括气体分子组成与同位素的关系分析、甲烷的碳氢同位素之间的关系判断等,结果表明研究区天然气水合物的气体主要来源于热解气,而且是在淡水环境中形成的有机成因气。