随着成熟度的继续增加，就出现了乙烷同位素倒转(Ⅲ部分)，这在四川盆地东部和加拿大西部盆地可见到。在更高的热演化阶段，由于原油裂解气的贡献减小及剩余生气物质更富集¨c，因此同位素又恢复正序分布(Ⅳ部分)，四川威远气田正处在这一阶段。Xia等引认为一个完整的“正序和倒转”分布模式需要烃源岩比较宽的成熟度范围，R从1．5％以下到2．0％以上，如果缺少低成熟度范围，那么就只会出现Ⅲ部分的倒转，如四川盆地东部。

　　Tilley等强调了密封独立石油系统中气体按成熟度划分为3个连续的过程，即倒转前区间、倒转区间和倒转后区间。正确划分页岩气倒转的成熟度区间尤为关键，因为倒转区间可能表明了页岩气产量的最大区问，而倒转后区间往往产量开始下降。

　　2．2页岩中有机质同其他物质的反应

　　Price指出水与干酪根的氧化还原反应对于液态石油的生成非常重要，并且观察到含水湿气的裂解能够引起同位素倒转。Tang等_3认为水与页岩中残余有机质发生反应，使得乙烷变轻。Zumberge等观察到，随着成熟度的增加，天然气中产生了更多的CO2。有意思的是，CO2的碳同位素与乙烷、丙烷的同位素值呈轻微的镜像关系，在湿度降低到5％之前逐渐变重，然后倒转变轻。在湿度小于5％时，CO2和乙烷的同位素值出现交叉。这种现象在干燥系数较大的样品中有一定的相关性，可能暗示地层中轻的CO2和乙烷的因果关系。因此认为Ouachita断层相关热液不仅增加了Barnett页岩和Fayetteville页岩的成熟度，同时提供了水这一必需的反应物，使得甲烷生成了CO和H：并在随后的过程中生成了轻碳同位素的乙烷和丙烷。

　　Burruss等在研究Appalachian盆地天然气的同位素组成时指出，乙烷、丙烷在深部很高的温度(250～300℃)下与水／和或金属发生反应为

　　尽管¹²C2H6比¹³C2H6更容易发生反应，但两者并不是始终成比例的被消耗。在瑞利分馏模型中，随着反应的持续进行，原本只有很少量的cH被大量消耗，因此剩余气体中乙烷同位素值变轻，这种现象对于丙烷可能会更加明显。同时，残余有机质因其富含¹³C(式(2)中以C来表示)，在与金属(这里Fe3O4代表Fe²⁺／Fe³⁺同时存在)和／或水反应时进一步生成甲烷，使得甲烷更富¨C为

　　因此，深部高温条件下气体与岩／水体系的相互反应及瑞利分馏过程改变了不同烷烃气的同位素组成，加上不同成熟度天然气的混合，最终引起了同位素的完全倒转。同时发现，甲烷和乙烷的氢同位素随着深度增加也发生了倒转，这可能与地层水有关，因为有机质中的孔隙为主要的透水路径，在埋深较大时矿物与流体的相互反应足够使CH4和H2O的同位素改变，从而发生氢同位素倒转，这也应证了页岩内存在有机质和水的相互反应。