应用显微激光拉曼光谱测定CO2气体碳同位素值δ13C的定量方法研究

单个流体包裹体同位素在研究岩矿古流体成因、矿床、油气和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的意义,激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的有效方法. 本文提出应用显微激光拉曼光谱法来计算CO2气体碳同位素值δ13C. 利用自行设计的装置将12CO2和13CO2按比例分别与N2混合,对混合气体样品进行显微激光拉曼测试分析后确定12CO2和13CO2的拉曼参数,这为用激光拉曼分析碳同位素值δ13C奠定了理论基础. 通过对不同比例的12CO2/13CO2人工合成CO2包裹体样品和胜利油田CO2天然气藏样品进行激光拉曼光谱分析,发现CO2气体碳同位素摩尔分数比N13/N12与拉曼参数之间存在数学关系式,由此建立了根据碳同位素计算公式δ13C=[(C13/C12)样品/(C13/C12)标准-1]×1 000‰,用激光拉曼分析获得的CO2气体有关激光拉曼参数来计算δ13C值的方法. 按照该方法,应用显微激光拉曼光谱对胜利油田CO2天然气藏样品分析计算其δ13C值为-5.318‰,与用质谱仪分析测出的δ13C值(-5.6‰)比较,其相对误差较小(≈5％),可以初步建立起应用显微激光拉曼光谱测定CO2气体碳同位素值δ13C的定量方法.