图2(a)中Barnett页岩气碳同位素倒转是由δ¹³C2和δ¹³C3值变轻造成的，而δ¹³C1值没有明显变化；图2(b)中Fayetteville页岩气全部发生倒转，δ¹³C2和δ¹³C3值的相对关系与Barnett页岩气类似；图2(C)中Appalachian盆地页岩气倒转数据δ¹³C1值明显变重，δ¹³C2值变化不大，δ¹³C3值明显变轻；图2(d)中WCSB盆地倒转特征与Appalachian盆地类似。因此，可以将页岩气碳同位素倒分为两类：①δ¹³C1值不变，δ¹³C2值和δ¹³C3变轻造成的碳同位素部分倒转；②δ¹³C1值变重，δ¹³C2值和δ¹³C3值不变或变轻从而引起的碳同位素完全倒转。

　　2、碳同位素倒转机理探讨

　　Dai等总结了常规天然气碳同位素倒转机制，认为致使倒转的原因主要有：有机烷烃气和无机烷烃气的混合；煤成气和油型气的混合；同型不同源气或同源不同期气的混合及烷烃气中某一或某些组分被细菌氧化。并认为，碳同位素倒转是次生气和混合气的特征之一。页岩气作为自生自储的非常规气，其形成条件、聚集过程及赋存状态与常规天然气存在差异，目前对其碳同位素倒转的机理主要有3点认识。

　　2．1干酪根降解气和原油次生裂解气的混合

　　Zumberge等发现页岩气乙烷碳同位素倒转与湿度有一定的关系。Hill等认为页岩气的湿度在R大于0．8％时随着成熟度的增加单调递减，是表征成熟度的可靠参数。Xia等在对比研究美国FortWorth盆地和Appalachian盆地及中国鄂尔多斯盆地的乙烷同位素时指出，当湿度下降到一个关键点时即出现倒转：Fortworth为4％，鄂尔多斯为2％，Appa—lachian为10％。因此推断同位素倒转可能是成熟度在某一区间时，干酪根裂解气和原油次生裂解气的混合造成的。

　　Tang等认为，烷烃碳同位素正常趋势取决于干酪根、沥青、原油和凝析油的动力学反应，其根本上由¹²C^—12C和¹²C^—13C的化学键键能所决定。初次裂解中的分馏使原油、凝析油、和伴生气相对于干酪根更负¹³C。在较高成熟度阶段，油和凝析油的转换及碳链的断裂，使得二次裂解气比初次裂解气湿度更大、同位素更轻。因此，乙烷、丙烷的同位素值由油裂解气决定，而甲烷同位素主要由干酪根热降解气决定。这与图2(a)中Barnett页岩气的同位素倒转特征相一致。

　　Xia等认为随成熟度的变化，原油裂解气和干酪根裂解气的混合机制造成了同位素倒转，在提出混合计算公式的基础上，通过引用塔里木盆地奥陶系Ⅱ型海相干酪根和原油的热解数据，对Barnett页岩气和Fayetteville页岩气进行了理论计算。图3为Xia等提出的随成熟度增加甲烷、乙烷同位素值的变化模式。

　　Xia等对混合模型进行了解释并给出了实例：低成熟阶段，原油裂解气生气贡献很小，因此碳同位素为正序分布(I部分)。随着成熟度的增加，原油裂解气越来越多，乙烷同位素逐渐偏负(Ⅱ部分)。