核心现象：同位素倒转

通常情况下，天然气同位素遵循 C1 <C_2 <C_3 的正序列。但在高度成熟的页岩气区，会出现 C_1 > C_2 的倒转假象。图片将其归结为“物理与化学的博弈”：

1. 化学维度：高温二次裂解 (Secondary Cracking)

• 过程： 在极高演化阶段，重烃分子（如乙烷、丙烷）发生热裂解，进一步转化为甲烧。

• 结果： 裂解产生的次生甲烷往往富集轻同位素 12C，这会显著拉低总体的 $\delta^{13}C_1$ 值，打破原有的平衡。

2. 物理维度：纳米孔隙运移扩散 (Rayleigh Fractionation)

• 过程： 在页岩致密的纳米级孔隙中，气体发生分馏。这符合瑞利分馏模型。

• 分选： 含有 12C 的轻甲烷分子运动速度更快，优先发生逃逸扩散；而含有 13C 的重甲烷分子则更容易被滞留在孔隙中。

• 结果： 这种“重分子滞留富集”效应导致局部测得的甲烷碳同位素值偏重。

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