Scientific report 

regarding the project implementation from January 2014 – December 2014 

Geogenic greenhouse gas emissions from geothermal and petroleum systems – application 

to Romania 

PN‐II‐ID‐PCE‐2011‐3‐0537 

The  activities  from  January  2014  – December  2014  are  associated  to work  packages  2,  3  and  4  from  the 

project implementation plan. 

WP2. Field investigation and laboratory analyses  

In 2014,  the  field  investigations were  carried out  in  the  central and eastern part of Transylvania, Southern 

Carpathians Foredeep (Olanesti) and Eastern Carpathians (Balvanyos) (fig.1). 

The area of Sarmasel (central Transylvania) was investigated  in order to observe the changes of gas intensity 

that appeared during time. 

A detailed field campaign was performed in Eastern Transylvania, in order to investigate the gas emissions at 

the border between Transylvanian Basin and the Eastern Carpathians. In this area, some locations from Mures, 

Harghita and Covasna County were  investigated, but only eight  locations were found to release gas. The gas 

manifestations consist of two mud volcanoes from Maia village, with a low degasing activity; one mud volcano 

from Candu village with low degassing; one inactive mud volcano from Atid village; two seeps at Corund with 

low amount of methane; a dry seep at Goagiu; and one mud volcano at Forteni, also with a  low rate of gas 

emission.  Another  investigated  area  is  Baile  Dungo,  and  we  re‐evaluated  the  total  emission  from  Baile 

Homorod mud  volcanoes  (fig.  2).  The  total  emission  of  CO2  and  CH4  was measured  for  all  the  locations 

mentioned above. 

 

Fig. 1. The areas investigated in 2014 (orange outline) 

Water samples were collected from 20 springs which are located in the area of the following villages: Corund, 

Baile Homorod, Lueta, Meresti, Baile Selters and Baile Chirui. The aim of these investigations was to study the 

origin of methane in the area of post volcanic activity. The water samples will be analyzed at INGV Rome for 13C/12C isotopic ratio and molecular composition of dissolved gases. 

 

Fig. 2. Spatial distribution of mud volcanoes from Baile Homorod (Brasov County) 

At Balvanyos, the gas samples were collected in special containers that were sent for analyses at CNRS Nancy. 

The  isotopic  composition of  these  samples will be  analyzed  through high  resolution methods, which  could 

generate  very  interesting  results  in what  concerning  the degassing mechanism  in  the  area;  this  could  also 

open new international collaboration. 

In  2013,  a  number of  50  samples were  collected  from  the  following  locations: Caciulata‐Calimanesti, Baile 

Govora, Baile Olanesti, Slanic‐Moldova, Bihor area and South Transylvania.  In February 2014, these samples 

were  analyzed  at  INGV  Rome  laboratory.  The  gases  were  extracted  from  solution  through  agitation  and 

analyzed  with  several  analytical  instruments.  In  the  first  stage,  a  portable  flux  meter  (West  Systems, 

Pontedera,  Italy) was used to analyze the CH4 and CO2 concentrations. This device  is equipped with a TDLAS 

sensor for CH4 (tunable diode laser absorption spectroscopy) with a measuring range of 0.1 ppmv up to 100% 

v/v, repeatability of 0.1 ppmv. The CO2 detector  is a double beam  infrared sensor with a range of 0‐20,000 

ppmv, the accuracy of 2% and a repeatability of ±5 ppmv. 

At  INGV  laboratory,  the  FTIR GASMET DX‐4030  (Gasmet  Finlanda)  device was  also  used.  The  device  has  a 

spectral data base to analyze 13 gases simultaneously (CH4, CO2, CO, H2O, C2H6, C3H8, n‐C4H10, i‐C4H10, n‐C5H12, 

i‐C5H12, C6H6, COS  and  SO2).  The device has  an  accuracy of 10‐20%,  and  a  limit of detection of 1 ppmv. A 

hydrogen detector (Huberg type) which has the limit of detection of 5 ppmv was also used. 

An  isotopic  analyzer  (Picarro G2112‐I) was  used  for  carbon‐13  analyses, which  uses  the  Cavity  Ring Down 

Spectroscopy  (CRDS)  principle  and  has  the  following  characteristics:  precision  <0.7‰  at  1.8  ppmv  CH4,  1σ 

<0.4‰ at 20 de ppmv.  

Geochemical interpretations (WP3) 

The  geogenic  gases  are  characterized  by  their molecular  and  isotopic  composition which  has  become  an 

important geochemical tool to study the genesis of hydrocarbon reservoirs. Although Romania  is one of the 

European countries with the most abundant hydrocarbon reserves, which played an important role during the 

industrial development, the previous studies were based only on molecular composition of gas, including the 

excellent work Geochemistry  of  natural  gases  of  Filipescu  and  Huma  (1979).  Before  2008, when  the  first 

complete analysis of some gas samples from Bacau area appeared (Baciu et al., 2008) there were no published 

data. Afterwards, more data was published by the group of researchers from Babes‐Bolyai University of Cluj‐

Napoca,  in collaboration with  INGV Rome  (Etiope et al., 2009, 2011, Etiope and Baciu, 2010, Spulber et al., 

2010). 

 

Fig. 3. Bernard diagram fot the main locations with isotopic data from Romania 

Currently,  the  research  group mentioned  above  collected  an  important  set of molecular  and  isotopic data 

base, which will be syntetised and published  in an  international prestigious  journal. An example of diagram 

which  includes  these  results  is  presented  in  fig  3.  The  results  mainly  fit  to  the  field  of  microbial  and 

thermogenic origin. The gases from the Transylvanian Basin have a microbial origin (Sarmasel, Deleni). In the 

Eastern part of Transylvania, the mud volcanoes from Homorod indicate very unusual characteristics, beyond 

the normal  limits of  the compositional characteristics. This  location  sets a new world  record of helium and 

nitrogen  content, and deuterium  ratio of methane  (Etiope et al., 2011). The other  investigated gases have 

mainly thermogenic origin. 

 

Fig. 4. Bernard diagram of gas samples from waters 

Gas samples from water were collected from Carpathians area, Transylvanian Basin, Moldavian Platform, and 

the  results were  interpreted. The carbon‐13 was analysed  for a number of 56 samples,  from a  total of 110 

collected. For the remaining samples, the methane concentration was too  low to be analysed. The dissolved 

gases  from Transylvania have a microbial origin, which  is similar with all  the other  isotopic data  from other 

sources (seeps, mud volcanoes);  in Bihor, the dissolved gases are of microbial/mixed origin;  in the Olt Valley 

area and in Baile Herculane the methane shows a thermogenic origin, with some cases of abiotic origin.  

It  is  interesting  to highlight  that  radon  rich springs have  low amounts of methane  (which  is of  thermogenic 

origin), and in springs with  low amount of radon, the dissolved methane  is higher. This complex character of 

the  area, which  is  characterized  by  high  radioactivity  and  hydrocarbon  generation,  could  be  the  result  of 

several factors, which will be the subject of the following studies. 

Georeferencing geogenic gas emissions data base of Romania  (WP4) 

The collected information from all the areas investigated within the project, are synthesized in an interactive 

graphical data base which can be found at the following link: 

http://hydrocarbonseepage.blogspot.ro/  

This website is synchronized with a similar data base for Italy, which can be found at the following link: 

http://hydrocarbonseeps.blogspot.it/ 

The Romanian database includes also the locations for which only indirect information is available, or obtained 

directly by  the members of  the  team  through  field  investigations, and  indirectly  through  literature searches 

(fig. 5). 

 

Fig. 5. HYSED‐RO database. The distribution of seeps in Romania 

Most of the times, the  locations described  in the  literature are difficult and sometimes  impossible to find  in 

the field. Furthermore, many of them are no more active, consequently the seeps were labelled as certain or 

uncertain. The directly identified locations were distributed on the map by using their GPS coordinates. 

 

Fig. 6. The distribution map of seeps in Buzau area, with informations for Fierbatori, near Berca 

In the database, the seeps were inventoried as: seeps, mud volcanoes, oil seeps, rich gas springs, and asphalt 

pits.  Each  location  has  a  set  of  interactive  information  about  the  gas manifestation  such  as:  the  type  of 

manifestation,  the uncertainty degree,  available  sets of data,  references. One example  is  from  Fierbatori  ‐ 

Berca area which can be observed in fig. 6. 

 

Dissemination activities 

The results were presented at conferences and published in scientific journals. A number of three studies were 

presented  at  conferences,  several  are  in  progress  and  a  paper  is  under  review.  All  the  contributions 

acknowledge the financial support of the Romanian Government through IDEI Program. 

Pop Ioan‐Cristian a member of the research team will defend his thesis in December 2014. The subject of the 

thesis includes the project objectives. 

 

References: 

Baciu, C; Etiope, G; Cuna, S; et al., 2008, Geofluids, 8, 4, 311‐320. Etiope, G; Feyzullayev, A; Baciu, CL, 2009, Marine and Petroleum Geology, 26, 3, 333‐344.  Etiope, G; Baciu, C, 2010, Geofluids, 10, 4, 457‐462.  Etiope, G; Baciu, CL; Schoell, M., 2011, Chemical Geology, 280, 1‐2, 89‐96.   Filipescu M.N., Huma I., 1979, Geochimia gazelor naturale. Editura Academiei R.S.R., Bucuresti. Spulber, L; Etiope, G; Baciu, C; et al., 2010, Geofluids, 10, 4, 463‐475.     26.11.2014 

  Project responsible, 

Prof. Laurentiu‐Calin Baciu