東北日本グリーンタフ地域の天然ガスの地球化学 -火山性貯留岩中の軽質炭化水素の起源に関する基礎的研究- Geochemistry of Natural Gases from the Green Tuff Region, Japan -Basic Study on the Origin of Light Hydrocarbons in Volcanic Reservoir Rocks

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抄録

国内産天然ガスの主要な生産量を占めるグリーンタフ地域の天然ガスについて軽質炭化水素の起源に関する地球化学的検討を行った。非生物起源の可能性が指摘されている火山性貯留岩 (<i>VRR</i>) のガスは, 同じ地域のたい積性貯留岩 (<i>SRR</i>) のガスに比べて, ヘリウムの同位体比が顕著に高く, マントル起源の特徴を保有している。しかしながら, メタンをすべて生物起源と仮定しても, マントル起源 (ヘリウムのみ) と生物起源 (メタンと地殻起源のヘリウムを含む) の2成分混合を想定することにより, <i>VRR</i>のガスのヘリウムデータ (同位体比と濃度) を合理的に説明することができる。炭化水素成分に関しては, すべての天然ガスについてメタンの炭素同位体比が-30‰より低く, これまで知られている非生物起源のメタン (>-20‰) とは明瞭に区別される。また, メタン~プロパンの分子組成とメタンの炭素同位体比の関係, メタンの炭素同位体比と水素同位体比の関係, メタン~ブタンの成分間の炭素同位体比の関係のいずれからも, 天然ガスの軽質炭化水素は貯留岩の種類に関係なく生物起源であり, 石油やケロジェンの熱分解で生じた軽質炭化水素と, バクテリアによる二酸化炭素の還元で生じたメタンが, 様々な割合で混合したものと推定された。<i>VRR</i>のガスに含まれる軽質炭化水素は貯留岩周辺の泥質たい積岩から移動してきたものであり, 共存する<i>VRR</i>の石油からバイオマーカーが検出されたことも, このような炭化水素の移動を裏付ける証拠と考えられる。

This paper is a review of the geochemical achievements of the author and others on the geochemistry of the origin of light hydrocarbons in natural gases from the Green Tuff region that account for the major production of natural gas in Japan. The gases from volcanic reservoir rocks (<i>VRR</i>), concerning which a possible abiogenic origin was proposed, are characterized by helium isotope ratios distinctly higher than those of gases from sedimentary reservoir rocks (<i>SRR</i>) of the same region, which resemble gases of mantle origin. A model of mixing between two end members, <i>i.e</i>., biogenic methane (with crustal helium) and mantle helium (with no methane), however, leads to explain the higher isotope ratios and contents of helium in the <i>VRR</i> gases without introducing the effects of abiogenic methane. Carbon isotopic compositions of methanes in the gases are lower than -30‰, being different from those of abiogenic methanes (>-20‰) known to date. The relationship of methane/(ethane+propane) <i>vs</i>. carbon isotopic composition of methane, the relationship of hydrogen <i>vs</i>. carbon isotopic composition of methane, and the distribution of carbon isotopic compositions in the C<sub>1</sub> to C<sub>4</sub> hydrocarbons agree consistently with the biogenic model in that, regardless of the type of reservoir rocks, the light hydrocarbons consist of thermogenic hydrocarbons (from the pyrolysis of petroleum and/or kerogen) and bacterial methane (from the reduction of carbon dioxide), ratio of mixing of which varies among the samples. The light hydrocarbons in the <i>VRR</i> gases are likely to have migrated from argillaceous sedimentary rocks, distributed around the reservoir rocks. Biomarker compounds in the oils produced with the <i>VRR</i> gases, detected by the author, can be regarded as evidence of such migration.

収録刊行物

  • 石油学会誌

    石油学会誌 40(4), 252-262, 1997-07-01

    公益社団法人 石油学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10003818278
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00130954
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    05824664
  • NDL 記事登録ID
    4248873
  • NDL 雑誌分類
    ZP29(科学技術--化学・化学工業--燃料--石油)
  • NDL 請求記号
    Z17-177
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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