高等地球化学word版 第十一章 气体地球化学.docx
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高等地球化学word版第十一章气体地球化学
第十一章气体地球化学
第一节气体地球化学发展简史
空气及其化学成分或许是人们最熟悉的气体。
生命起源、物种的进化，人类的生存等与大气息息相关。
随着生产力的发展、社会的进步，人类对气体的认识随之而加深。
烃类气体的可燃性是首先引起人们注意和加以利用的性质。
关于天然气的文字记载史至少有3000年以上。
我国早在公元前1122-770年就有关于“泽中有火”的记载（易经）。
公元前1500年格罗多特（俄国）发现了小亚西亚南部沿岸地带希麦拉山的“长明火”。
公元前三至一世纪，中国四川开始用钻井方式获取天然气。
到公元13世纪，天然气的利用已达到相当规模。
最早对气体进行成分分析的，应归功于德国科学家Bunson，他在1846年分析了冰岛地热气体的组成。
人类对地球气体的认识研究已有漫长有历史。
但尽管如此，作为一门专门研究气体的地球科学则是人们最不熟悉、最不了解的一个领域。
通过各种途径文献的检索，“气体地球化学”以一门学科名字（GasGeochemistry）的形式第一次出现在1984年美国夏威夷召开的《火山、地震、资源勘探和地球内部的气体地球化学》国际学术会议上，仅有10多年的历史。
可以说气体地球化学是一门十分年轻，十分薄弱，但又充满生机的前沿学科。
关于地球内部存在大量气体的假说，是人们十分关注的问题。
大量的观察事实表明，地球的脱气作用是一直进行着的全球过程。
大气、海洋的形成与这一过程密切相关。
脱气的速率是不均一的，依赖于地球内部的化学成分、物理条件、地质结构和物质的运动。
随着气体地球化学研究的进程，地球科学家愈来愈多地认识到气体在地球形成、演化历程中扮演着重要的角色。
“固体”地球含有丰富的气体。
近年来，对各类地球气体进行了大量的研究工作，涉及众多的研究领域，包括：
大气和水圈的成因和演化、地球内部状态及动力学过程、板块构造、地震机理和预报、火山喷发作用、油气和其它矿产资源勘探以及全球环境演变等。
可以说，对地球气体的研究涉及地球的各圈层，各县特征又相互联系、相互制约，从而构成了气体地球化学学科研究的一个完整体系。
随着当代社会需求和科技的迅猛发展，年轻的气体地球化学正处于一个新的起点，面临着更富于挑战、竞争的局面，即国际间合作日趋频繁，学科综合交叉的深度和广度愈来愈大，对新技术、新方法的要求愈来愈苛刻，竞争也将更激烈。
同时也展示了前所未有的发现和突破的大好机遇。
人类对地球气体的认识、了解和应用可追溯到遥远的过去，但作为一门独立的学科来研究，就必须形成学科本身的特色、研究范围和研究方法。
任何学科产生和发展均与人类生存、社会进步的需求紧密相关，气体地球化学也不例外。
学科的发展很难严格地划出一个阶段和界线。
如果把气体地球化学的起始阶段追溯到过去20年、30年，甚至更远，则可以认为这段时期积累了大量的基础资料。
所涉及的领域主要是天然气、地热资源及与地震、火山活动等灾害有关的领域。
通过国际联机检索，1979年前，作为学科起始阶段“气体的地球化学”（GeochemistryofGases）词条出现在论文或专著中还不到40条，其研究领域也主要局限在资源（天然气、地热）方面。
进入80年代，气体地球化学有了长足的发展，现代实验技术（气体组分和同位素分析技术）的引入，使得对地球气体的研究引起了科学界的广泛关注，其研究领域、研究深度均迅速扩大和发展，气体地球化学已成为一门独立的前沿学科。
其主要标志是：
1.气体地球化学实验技术突飞猛进的发展
气体本身的物理状态（气态）以及大气可能造成的污染，使得对气体样品采集和分析的难度要比固、液态的样品大得多。
这或许是气体地球化学长期以来发展缓慢的重要原因之一。
跨入80年代，高灵敏度、高分辨和高精度的各种现代化分析仪器，如气相色谱仪，微量气体质谱计、气体同位素质谱计以及真空技术、激光技术等的应用，大大促进了气体地球化学的发展。
可以说当代的分析技术可以提供任何地球样品（气、液、固）的气体组分和同位素组成资料。
2.对各种类型地球样品的深入系统研究，已在不同的领域形成了一个个分支研究领域，从基础理论到应用研究构成了一个完整的学科体系。
如：
天然气地球化学、稀有气体同位素地球化学。
3.对各种类型样品的气体组成和同伎素组成特征的研究，已进到对某一地质体系或地质过程的研究。
1984年美国夏威夷召开的（火山、地震、资源勘探和地球内部过程的气体地球化学学术研讨会），不仅第一次采用了“GasGeochemistry”这一学科名词，而且就其研讨会的命题也反映了气体地球化学作为一门学科，它所涉及的范围和研究深度。
4.资源、环境和灾害是当代人类面临的三大问题，这不仅是其他地球科学家关注、研究，以期获得重大突破的问题，也是气体地球化学家们所研究的对象。
天然气是一种重要的能源，无疑是气体地球化学研究的重要领域。
且已有丰富的学科积累。
在全球环境演变问题研究中，“温室气体”及其形成的化合物（CO2-CaCO3）无疑可提供过去和现代全球气候和环境变化的重要科学信息。
地质灾害（如地震、火山）问题研究中气体及其同位素组成变化已成为探讨、预报地震和火山活动过程的重要手段。
气体地球化学作为一门独立学科在社会发展进步和科学研究领域占有重要的一席。
5.气体地球化学是在众多地球科学学科基础上，采用现代科学校术的成果迅速发展起来的一门综合性边缘学科。
第二节气体地球化学学科特点和研究范围
自然界存在的各种气体（包括人工排放物）主要是元素周期表中H、N、O、S、卤素和稀有气体等形成的单质或化合物。
根据气体组分的特征，可将其分为三种类型，即以甲烷为代表的烃类气体，以CO2、N2、O2、H2、H2S等为代表的非烃类气体和周期表的零族元素稀有气体。
气体地球化学主要是研究这些气体的地球化学特征、成因类型、运移、聚集规律及其所参与的地球动力学过程和表征的地质学意义。
烃类气体是天然气中占优势的气体成分，是优质的能源资源和化工原料，在国民经济建设和社会进步中占有十分重要的地位。
烃类特别是甲烷参与各种地质作用、成矿作用已引起人们的强烈关注。
甲烷是“温室气体”之一，其环境意义更引起广泛的兴趣。
烃类气体地球化学或天然气地球化学是气体地球化学中历史悠久，发展最快，成果最多的一个分支领域。
非烃气体在某种意义上也是重要资源，如CO2气藏。
非烃气体早在人类观察火山活动、利用地热资源的过程就作了大量的工作，积累了丰富的资料。
非烃气体的化学活动性，使得它们在参与各种地球化学过程中起着非常重要的作用。
但正是由于它们的化学活动性，使得其参与的过程变得复杂而难以捉摸。
稀有气体及其同位素组成特征的研究也是气体地球化学研究领域极为活跃，硕果累累的一个重要分支。
稀有气体的化学不活泼特性，使得它们难以形成稳定的化合物。
原始稀有气体常常从固相大量丢失。
因此，各类天然物质中，由核过程引起的同位素组成变化极其灵敏。
稀有气体在自然界的行为显示了若干重要的特点：
（1）同稀有气体的宇宙丰度相比较，各种天然物质中原始稀有气体的丰度极低，各种核过程和物理过程产生的各种效应十分突出，从而使得我们有可能鉴别其它成因类型的稀有气体；
（2）在多数场合，根据稀有气体的元素和同位素组成特征，我们可以讨论有关的物理过程，而不涉及极为复杂的天然化学过程，这样可使得所提出的各种理论模式更接近于真实情况；
（3）稀有气体的高度挥发性，有助于探索挥发性元素的脱气历史，各种天然物体的热历史与及与稀有气体有关的种种热力学过程。
气体地球化学研究涉及地球的各个圈层，各具特征又相互联系、制约，构成了气体地球化学学科研究的一个完整体系。
按地球各圈层的概念，可将气体地球化学的研究范围归结为：
1.近地表
气体直接参与地球表生作用过程，构成地-气、水（海洋、陆地水）-气和生物（包括人类）-气的诸多耦合关系，成为当前研究过去和现代气候和环境演变的重要场所。
地球深部过程引起的“脱气作用”在整个地质历史中，直接参与和影响了表生作用过程，在某些演化阶段甚至是十分强烈的。
诸如，大气圈、水圈的形成和演化。
地震和火山活动中大量地球内部气体的释放对地球气候和环境的影响。
2.上地壳
上地壳是地球内部过程的重要场所。
气体参与这些过程所起的作用和作为资源（如天然气、氦、二氧化碳等），以及参与成矿作用所扮演的角色是研究、解决地质灾害问题和资源勘探的重要研究领域之一。
3.下地壳-地幔
深部地质研究是当前地球科学发展的前沿研究领域之一。
深部地质研究的重点是上地幔，上地幔的研究核心则是软流层（体）。
研究地幔流体（气体）的运动，对于地壳构造（板块、裂谷等）作用、岩浆作用、变质作用、内生成矿作用的影响和参与是气体地球化学领域极富探索性和重要的研究方面。
深源气体作为深源成矿作用和深部过程的示踪剂已引起科学家们的特别关注。
4.地球整体
当代宇宙科学研究成果表明，太阳系各天体大致是在相同的时间（约4.55Ga前）从原始太阳星云凝聚而成。
地球是太阳系的一员，要认识了解地球，无疑通过比较行星地质学研究，通过与陨石的对比研究，可获得地球原始状态的重要信息。
研究表明，行星大气化学成分主要决定于行星的质量、表面温度及行星与太阳距离等因素。
对类地行星而言，由于距太阳较近，原始气体几乎被驱赶殆尽。
地球和金星由于它们的质量所决定的气体逃逸速度和后期的脱气作用，现今在大气是次生大气，而类木行星的大气迄今仍保持着形成时俘获的星云原始气体。
通过对比行星大气化学成分、陨石有机质及星际有机分子研究，阐明了地球从太阳星云俘获的原始烃类气体是非生物成因天然气藏的主要物质来源。
5.气体地球化学发展态势
当今世界社会文明的发展在很大程度是以地球资源〔包括一次性能源）的开展利用为基础，全世界大多数国家都将资源的勘查开发与合理利用列为经济建设的重要问题之一。
对于在世界经济活动中具有举足轻重地位的一次性能源（煤、石油、天然气等），气体地球化学的理论和技术在勘探开发中无疑会起着重要作用。
同时在煤、石油、天然气开发利用过程中带来的环境问题在很大程度又与气体有关。
煤中常含大量的气体，一公斤的煤可含CH4达一升。
对煤层甲烷的开发利用，已成为一个重要的研究论题。
同时，煤层中甲烷、CO2在开采过程中又可能造成地质灾害（瓦斯爆炸，CO2突出等）和环境问题。
因此，对煤的开发利用不仅是资源问题，也涉及到地质灾害、环境问题。
深入开展天然气地球化学特征、地质地球化学理论研究，为扩大资源、增加储量提供科学依据，无疑是气体地球化学学科发展的主要研究方向和目标。
这包括对常规天然气（油型气、煤成气等）、深层天然气和非生物成因天然气的研究。
气体参与成矿作用的积极作用，使开展成矿作用的气体地球化学研究成为资源勘探开发的一个重要问题。
地震、火山均是严重危及人类生存、社会发展的自然灾害，尤其是大规模的地震。
地震预测是现代科学中最困难而又最为迫切需要解决的问题之一。
探索地质灾害过程中气体的地球化学行为和可能提供的科学信息是气体地球化学学科发展的另一个重要方面。
全球环境和气候的演变与资源、灾害问题构造了人类所面临的，急待解决又十分困难的三大问题。
也是气体地球化学发展和研究的重要领域。
从地球科学的发展来看，地球各国层物质的分布状态，动力学过程、演化规律及其相互制约、影响关系既是当今地球科学的最重要的研究内容，也是气体地球化学的基本研究领域。
从学科的特点，气体地球化学研究应立足于全球性、统一性的整体研究，在方法手段上应立足于从宏观到微观，高精度的分析测定和多学科的综合交叉研究；其研究成果既要发展气体地球化学学科理论体系和实验技术系统，更要在资源勘探开发、生态环境保护、地质灾害防治上得到实践的检验。
气体地球化学的发展将体现多学科的相互渗透、交叉和综合。
同时也将会促进相关学科的发展。
第三节天然气地球化学
广义而言，自然界一切天然生成的气体都可称为天然气。
但在石油、天然气工业或人们传统的观念中，对“天然气”这一术语赋于了特定又广为接受的概念，即指可燃的烃类气体。
在国际上诸多学者为了澄清思路，明确研究目标，除采用传统的“天然气”（NaturalGas）外，亦采用“化石燃料气体”（theFossilFuelGas）或“能源气体”（theEnergyGas）。
在本章中，采用“天然气”这一术语系指以甲烷占优势的天然气体。
就广义而言，我们不妨用“天然气体”这一术语，泛指自然界一切天然生成的气体。
在“天然气”中除以烃类气体占优势外，尚伴有一定数量的非烃气体，如：
CO2、N2、H2、H2S和稀有气体等。
天然气研究的主要对象是甲烷等烃类气体。
一、未来能源的选择
人类大约在21世纪后期将面临石油资源估竭的问题。
在经历了生物质（以木材为主）、煤和石油三代能源之后，不得不转向寻求可供利用的第四代能源。
这不仅要在技术和蕴藏量上能够满足人类日益增长的经济发展需求，更要满足人类与大自然协调发展对环境的要求。
经济-能源-环境已成为一个不可分割的整体。
对技术和能源资源综合分析结果表明，目前有核能、煤和天然气有可能在末来替代石油，成为第四代能源，H2作为未来的能源引起强烈的关注。
H2与CH4、煤、石油不同，其燃烧时不产生污染物或温室气体，仅仅产生水蒸气。
但H2在地壳中不可能形成大的储量，H2不是化石燃料。
如果依赖于其它能源（电能、太阳能、风能等）生产H2，则H2的广泛应用必将受到限制。
在人类最终的能源结构中，核能会占有相当重要的地位，但在目前只占全球能源结构的6℅。
在技术上对核泄漏和核废料处理未能达到使社会大众感到安全之前，大规模地利用核能似乎还不太可能。
同时，随着和平利用核能的过程，核技术和核原料的扩散和拥有会带来核武器扩散的潜在危险。
煤在人类能源供给方面一直扮演着十分重要的角色。
即使在以石油为主的第三代能源期间，它也占有整个能源比例的27℅。
按照人类目前的消费水平和煤的最终储量预计，它至少可供我们用到22世纪结束。
因此，煤自然可作为第四代能源的预选目标之一。
但由于煤从开始至燃烧带来的一系列环境同题，又使得以煤为主要能源的时代不可能再现。
“洁煤技术”的突破，或许将会为煤的使用展现广阔的前景。
综合所述，人类第四代能源的选择，最佳候选对象是天然气（图11.1）。
二、天然气的化学组成
天然气是几种或多种气体组分的混合物。
天然气常见的化学组分有：
甲烷甲烷通常是可燃天然气的主要组成部分。
在与其他烃类气体的混合物中，其含量经常超过90℅。
纯甲烷为无色气体，稍具大蒜气味，它比空气轻得多。
在15℃和标准压力下，1m3甲烷重0.677kg。
甲烷具有高的热稳定性。
它明显开始分解的温度不低于600℃。
甲烷是可燃天然气的主要成分（其含量有时达99℅），而且是油藏气的必然成分。
在伴生气中，由于含有重烃（如乙烷、丙烷、丁烷等），其百分含量略微降低。
在煤矿中也经常存在甲烷。
乙烷乙烷为无色气体，比空气稍重，在标准状况下，1m3乙烷重1.270kg，在自然界未见过纯乙烷单独存在，一般与甲烷伴生。
它的热值为60.357-65.946MJ/m3。
丙烷丙烷同样为无色气体，比空气重，在标准状况下，1m3丙烷重1.9659kg。
像乙烷一样，丙烷在自然界没有单独存在，而是油藏气的必然伴生物。
丙烷的热值为86.403-93.889MJ/m3。
丁烷（正构）丁烷（正构）具有比空气大一倍的密度。
在15℃和标准压力下，1m3丁烷重2.454kg。
在标准压力下，仅当温度大于0.6℃时，纯丁烷才以气态存在。
在15℃，176.5kPa压力时，丁烷变成密度为0.582g/cm3的液体。
除正丁烷外，还有异丁烷，它们具有同样的化学成分，但分子的内部结构不同。
异丁烷的物理性质也与正丁烷略有不同。
如在标准压力下，异丁烷到-11℃还处于气态，更低温度时才变成液体。
丁烷一般仅在油藏中遇到，因此是指示与油有关的气体标志之一。
丁烷的热值为112.294-121.685MJ/m3。
戊烷戊烷与丁烷一样有两个异构体：
正戊烷与异戊烷。
后者是汽油的组成部分。
戊烷在天然气中以稀有掺和物状态出现，其含量一般不超过2℅（体积）。
在特殊情况下，油藏气中戊烷含量可达10℅（体积）。
在甲烷同系物中，一般以乙烷为主，其次是丙烷。
丁烷和戊烷（及其异构物）的含量变化不定，但一般比其他成分低。
二氧化碳二氧化碳在自然界广泛分布。
在大气中它的含量约3.7×10-4。
在近火山区及工厂附近，大气中二氧化碳含量增加。
在地壳火山活动区和岩石强烈变质地区，二氧化碳广泛分布，当其出露地表时，往往形成气泉。
天然气藏中经常含有二氧化碳气，并且有时含量很高，甚至以纯二氧化碳气藏产出，如我国的三水盆地、苏北盆地、济阳拗陷和松辽盆地等部分布有含二氧化碳较高的气藏和纯二氧化碳气藏。
但在大多数情况下，天然气中二氧化碳的含量变化在百分之几到百分之十几。
二氧化碳气无色，具有非常微弱的气味。
它比空气重50℅，1m3二氧化碳气在标准状况下重1.858kg。
二氧化碳气在水中有高的溶解度。
例如，在15℃时，100单位体积水中可溶解101.9单位体积的二氧化碳气；而在0℃时，则可溶171.3单位体积二氧化碳气。
因此，二氧化碳气在自然界一般以溶解在水中的状态出现。
当15℃和压力超过5.54MPa时，二氧化碳气转变为液态。
二氧化碳与水形成水化物CO2•H2O。
二氧化碳具有高的热稳定性，仅当温度超过2000℃时才分解为碳与氧。
氮气氮气是大气的主要成分，平均含量占大气圈重量的75.5℅。
在自然界，氮的总量等于4×1015t。
地壳中见到的氮气主要通过循环的地下水、雨水等从大气携带而来。
在天然气中，氮气比二氧化碳更常遇到。
它的含量通常不超过10℅（经常为2℅-3℅）。
但也有纯氮气流或含氮气50℅以上并合大量二氧化碳的气流。
在油田水和地层水以及结晶岩中，有时也含有大量氮气。
氮气为无色无味不活泼气体，1m3重1.83kg。
在大气压下，温度低于-195℃时氮气开始液化。
硫化氢硫化氢是一种带有臭味的可燃气体。
燃烧1m3硫化氢需7.15m3空气（而甲烷需9.53m3空气）。
1m3硫化氢重1.438kg。
硫化氢易溶于水。
20℃时，单位体积水中可溶2.582单位体积硫化氢气，而0℃时可溶4.670单位体积。
地壳中常见硫化氢。
在火山区和山区地表广泛见到它的露头。
在天然气中也常遇到含有硫化氢较高的情况，如我国四川盆地一些天然气藏中硫化氢含量达67℅以上。
氢气氢气具有很大热值（96.296-141.933MJ/kg）的可燃气体。
它是所有已知气体中最轻的，比空气轻13.3倍。
在15℃和1atm时，1m3氢气重0.085kg，纯氢气在自然界罕见，并且数量很少；一般是以掺和物形式在不同成分气体中存在。
在烃气中它的含量很少超过3℅，但是已发现含H2量达15℅的气体出露处（产自阿拜疆的泥火山）。
在非烃气中，氢可达到很高浓度。
如俄罗斯地台西部耶耳斯克和克列斯捷茨井产的气体氢气组分含量很高。
在阿腊耳井产自并深5400m的气中，氢含量为13℅-28℅。
氧气氧无色元气味，比空气稍重，1m3氧气在标准状态下重1.351kg。
氧具有高的化学活动性，因此仅在大气中以氧分子存在，其含量占大气重量的23.01℅。
氧很少存在于天然气组分中。
当空气渗入地壳时，氧很快由于氧化反应被消耗。
以至到20m深处，其含量就不超过1℅，而到大于100m深处，氧实际上已不复存在。
在浅处短期循环条件下的大气成因气中，氧含量可高达20℅。
在这种情况下，同时含大量氮。
一氧化碳一氧化碳是无色元气味的可燃气体，燃烧1m3一氧化碳气需要2.38m3空气。
一氧化碳的热值不超过10.124MJ/kg。
1m3一氧化碳在标准状况下重1.001kg。
在自然界末遇到过单独存在的纯一氧化碳气，一氧化碳一般与高温析出气伴生（如火山爆发或伴随有气体燃烧的泥火山爆发）。
二氧化硫二氧化硫气存在于与火山活动有关的气体中，如硫质喷气孔之一的埃特纳火山，在1856年析出气中含二氧化硫气94.1℅（还有5.9℅的氮）。
二氧化硫气比空气重，1m3二氧化硫在自然状态下（1atm和温度20℃）重2.705kg。
在标准压力下，二氧化硫气在10℃时液化，而当压力为0.49MPa，温度不低于32.1℃才能以气态存在。
析出二氧化硫气的气流一般具有高温。
如上述埃特纳火山在60.5℃析出二氧化硫。
稀有（惰性）气体稀有气体指的是门捷列夫周期表中占据零族的气体元素，并因在自然条件下本身化学的惰性而得名。
稀有气体无色、无味。
天然气中的稀有气体有：
氦、氖、氩、氪、氙、氡。
在自然界中稀有气体以掺和物形式存在于天然气中，其含量很少超过1℅。
但氦的含量有时可达百分之几。
如美国亚利桑那州诺瓦伊-切姆别尔斯氮气藏中，氦含量达10℅。
在我国苏北盆地的黄桥地区发现氦含量达1.2℅的天然气藏。
四川盆地威远气藏中氦含量达0.3℅左右。
气体中氦含量超过0.1℅就达到工业开采品位。
氦氦有两个稳定同位素3He和4He，但在大气中3He含量甚微。
大气中3He/4He值为1.4×10-6，3He/4He比值在说明天然气的来源上是很有意义的指标。
氩氩有三个稳定同位素：
：
36Ar，38Ar和40Ar，在地球大气中其相对含量分别为0.337℅，0.063℅和99.600℅。
在烃气藏中，氩含量通常为（8×10-4-6×10-3）℅。
氖氖有三个稳定同位素：
20Ne、21Ne和22Ne。
在大气中20Ne占总氖量的90.51℅，21Ne为0.266℅，22Ne为9.22℅。
在天然气中，氖含量变化在（n×10-7-n×10-5）℅的大范围内。
氪氪有六个稳定同位素：
78Kr、80Kr、：
82Kr、83Kr、84Kr和88Kr，在大气中分别占总氪含量的0.354℅、2.27℅、11.56℅、11.55℅、56.90℅和17.37℅。
在天然气中，氪含量从n×10-6℅变化至n×10-7℅。
氙氙有9个稳定同位素，其中129Xe、131Xe和132Xe分布较广（分别占氙总量的26.44℅、21.18℅和26.89℅）。
在天然气中，氪含量由n×10-7℅变化到n×10-9℅。
在天然气中还存在一种特殊的气态组分-汞蒸气。
汞的含量在天然气中是微量的，但汞的地球化学特征在天然气勘探和研究中是非常有意义的。
三、天然气成因类型
天然气类型是依据特定的地质地球化学特征为原则划分的。
在天然气分类历史上，存在着不同的划分标准。
不同的分类原则可将天然气分为不同类型。
天然气类型分类原则众多，概括起来主要有以下六种：
（1）按组分划分：
如干气、湿气；烃类气、非烃气。
（2）按天然气来源划分为：
有机来源和无机来源。
（3）按生储盖组合划为：
自生自储型、新生古储型、古生新储型。
（4）按天然气相态分类：
游离气、溶解气、吸附气、固体气（气水化合物）。
（5）按有机母质类型：
腐殖气（煤型气）、腐泥气（油型气）、腐殖腐泥气（陆源有机气）。
（6）按有机质演化阶段：
生物气、生物—热催化过渡带气、热解气（热催化、热裂解气）、高温热裂解气等。
在这些分类中，它们互相联系、相互制约。
其中成因类型为主的综合划分方案在天然气地质研究中占重要位置。
关于天然气的成因类型从总体而言，应该说可划分为二大类：
有机成因天然气和无机成因天然气。
近年来国际上诸多学者提出更明确的术语，即生物成因天然气（BiogenicNaturalGas）和非生物成因天然气（AbiogenicNaturalGas）。
前者指与生命物质有关的有机物质演化生成的天然气（有机成因天然气），后者则是与生命物质无关的天然气（无机成因天然气）（图11.2）。
以下所讨论的“天然气”则是指“有机成因”或叫“生物成因”天然气。
至于“非生物成固”天然气则在另一节中进行讨论。
表11.1中所提及的“深源气”与上述概念有出入，某种意义上反映气体埋藏的“深度”，也可理解成具“成因”的概念。
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