方法提要
目前國際流行的天然氣氫同位素分析技術是氣相色譜-高溫裂解-質譜法(GCTC-IRMS)，可以在分子水平上連續測定色譜柱流出的單個化合物的氫同位素組成(δD)。
儀器設備
氣體質譜計(MAT-251EM、MAT-252或MAT-253)。
真空機械泵。
電離真空計。
熱偶真空計。
可調變壓器。
試劑和材料
去離子水。
無水乙醇。
幹冰。
液氮。
冷凍劑由無水乙醇和液氮配制。
鋼瓶氧氣(工業純)。
鋼瓶氦氣(分析純)。
制樣裝置見圖87.4。
圖87.4 天然氣氫同位素在線分析裝置示意圖(據Finnigan-MAT公司產品，1999)
分析步驟
(1)色譜分離
色譜柱HPPlotQ型(30m×0.32mm×20μm)，恒流模式，柱流量1.0mL/min;進樣口溫度150℃。程序升溫模式，60℃恒溫2min;5℃/min升溫至80℃;10℃/min升溫至100℃，恒溫4min;20℃/min升溫至240℃，恒溫3min。分流比15∶1。在此色譜條件下，天然氣中可能含有的硫化氫氣體、水蒸氣與烴類氣體能夠實現完全分離。
(2)質譜測定
H2標準參考氣定值，δD=-180.2‰。
質譜條件，電子轟擊(EI)離子源;發射電流1.5mA，加速電壓10kV;電子能量設置91eV，以避免由於電子能量過高，轟擊載氣He產生雙電荷離子He2+影響H2+檢測，同時又能提供較高的電子轟擊能量，獲得較高的靈敏度和穩定性。
註意事項
1)由於受催化劑鋅粒等因素的影響，石油的氫同位素分析各實驗室之間的誤差相當大。
2)在天然氣的氫同位素分析中，氫同位素分析受H3+因子的影響，H3+與HD+質荷比相同，且和H2的平方呈正比，對分析產生幹擾，因此穩定的H3+因子是消除進樣量差異影響的關鍵。
3)裂解爐溫度、色譜流速度主要影響裂解反應的效率。若分解反應不完全，就必然導致同位素的分餾效應。天然氣氫同位素分析的色譜柱流速以1.0mL/min為宜(陶成等，2008)。
4)在進行天然氣的氫同位素分析時，大體積進樣量會導致裂解不完全，造成所測的同位素結果偏低，進樣量過低，C2H6和C3H8的信號相應較低，背景值的影響相對增加，會造成分析結果失真。因此在分析過程中，將進樣量控制在壹定的線性範圍內，能獲得相對穩定的分析結果。
5)重復分析後，天然氣的氫同位素比值有變輕的趨勢，可能由於附著在爐壁的碳素會隨著氧氣的滲入而減少，致使催化效率降低，裂解不完全，導致分析偏輕，因此天然氣樣品分析中每5h需進行裂解爐的塗碳操作(陶成等，2008)。
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附錄87.2 常用氫、氧同位素標準水樣標準值
常用有關標準物質的同位素數據列於表87.8。其 δD 和 δ18O 均以國際標準物質 V -SMOW 為比照標準。
本節編寫人: 87.2.1.1 莊龍池 (中國地質科學院宜昌地質礦產研究所) ，87.2.1.2 萬德芳 (中國地質科學院礦產資源研究所) ，87.2.2 王大銳 (中國石油勘探開發研究院石油地質實驗研究中心) 。
表87.8 常用氫、氧同位素標準水樣的數據
註:V-SMOW為以大洋海水為主配制的國際通用標準，其δD和δ18O被定義為零，該標準水的D/H的絕對值為(155.76±0.05)×10-6;18O/16O的絕對值為(2005.20±0.45)×10-6。