油ガス田から産出される天然ガスはメタンを主成分とし、エタンやプロパン以上の炭化水素、二酸化炭素、窒素等を含む。

●秋田～新潟地域

貯留岩：新第三紀～第四紀背弧堆積盆地に分布する砂岩及び火山岩

根源岩：中期中新世の海成珪質頁岩

Type II kerogen

●北海道

貯留岩：白亜紀以降の砂岩・火山岩

根源岩：古第三紀の石炭・炭質泥岩

Type III kerogen

　ヘッドスペースガス法では試料採取後の容器内での微生物活動によるガスの生成を防ぐため殺菌剤（塩化ベンザルコニウム水溶液）を加える。ヘッドスペースには元々空気が入っているため炭化水素の濃度は平均 1 % 程度。

・炭素同位体

　有機起源炭化水素が高分子から分解生成される際、¹³C-¹²C 結合は ¹²C-¹²C 結合よりもエネルギーが大きいため、分解生成物は ¹²C に乏しくなる。すなわち、分解が進行（炭素数が低下）するほど炭素同位体比は軽くなる。

　逆に無機起源炭化水素はメタンの重合により形成されると考えられるため、重合が進むにつれて炭素同位体比は重くなる。

　生物起源ガスは微生物起源ガスと kerogen の熱分解起源ガスに分類される。

　細粒堆積物を長距離・長時間ガスが移動した場合、通常、炭素同位体比は一定のまま C1/C2+C3 比が上昇する (Fuex, 1980) 。

・メタンハイドレート

　温度圧力条件から、海洋での安定領域下限深度は海底下 500 m 以浅になる (Waseda and Uchida, 2002) 。この深度では有機物の熱分解は生じないため、海洋ガスハイドレート中のメタンは微生物起源が多い。

　メキシコ湾やカスピ海の泥火山では深部で生成した熱分解起源ガスが浅部に移動し、熱分解起源ガスハイドレートが形成されている。

早稲田 (2010) より

・二酸化炭素

　貯留槽中で油が微生物分解を受けて二酸化炭素が生成し、その二酸化炭素をメタン生成菌が還元してメタン生成が生じている可能性がある。二酸化炭素からメタンが生成する際には ¹²C がメタンに濃縮するため、二酸化炭素の炭素同位体比は重くなる。

文献

Fuex A. N. (1980): Experimental evidence against an appreciable isotopic fractionation of methane during migration. In: Douglas A. G. and Maxwell J. R. (Eds.), Advances in Organic Geochemistry 1979, pp. 725-732.

早稲田周 (2010): 国内天然ガスの炭素同位体地球化学. Res. Org. Geochem. 26, pp. 3-12.

Waseda A. and Uchida T. (2002): Origin of methane in natural gas hydrates from the Mackenzie Delta and Nankai Trough. Proceedings of the Fourth International Conference on Gas hydrates, Yokohama, May 19-23, pp. 169-174.