北海道北部、幌延地域に分布する新第三紀堆積岩中の炭化水素ガスの分子組成と炭素同位体組成

Molecular and carbon isotope compositions of hydrocarbon gas in Neogene sedimentary rocks in Horonobe area, northern Hokkaido, Japan

舟木 泰智 ; 石山 宏二*; 早稲田 周*; 加藤 進*; 渡辺 邦夫*

Funaki, Hironori; Ishiyama, Koji*; Waseda, Amane*; Kato, Susumu*; Watanabe, Kunio*

炭化水素ガスの分子組成と炭素同位体組成は、その生成,移動,集積に関する情報を持っている。そのため、これらは堆積岩の透過性を評価するための指標となることが期待される。本研究では、北海道北部の幌延地域に分布する新第三紀の堆積岩の透気特性を把握するために、ボーリングコアを用いたヘッドスペースガス分析を実施した。その結果、以下のような知見が得られた。(1)炭化水素ガスは、二酸化炭素還元反応などのメタンの生成反応と嫌気的メタン酸化反応といった堆積時から現在までの微生物の活動に伴う同位体分別によってもたらされた可能性が示唆される。(2)隆起・侵食時以降に高透水性の断層が発達し、開放的な環境が形成された可能性がある断層の近傍層準では、微生物起源の炭化水素ガスが移動,放出することに伴う同位体分別が生じた可能性も示唆される。(3)ヘッドスペース法による炭化水素ガスの分析は、調査地域の水理地質特性の変遷と併せた検討を通じて、地層の長期閉じ込め性評価のための指標となり得る可能性が期待できる。

Molecular and carbon isotope compositions of hydrocarbon gas have information related to their generation, migration and accumulation, and serve evaluations of gas permeability in sedimentary rocks. We conducted headspace gas analysis at the cores (below 500 m depth) to evaluate gas permeability in Neogene sedimentary rocks in the Horonobe, Hokkaido, Japan. As a result, it was shown that hydrocarbon gases were almost biogenic methane. Further analysis of these data indicated that concentration and carbon isotope of methane varied carbon isotopic fractionation during anaerobic microbial oxidation and migration near the faults. A formation of high concentration and light carbon isotope of methane at present in the study area is low gas permeability and is less affected by secondary post-generic process.