中国大陆富氦地热液体的分布规律和形成机制大揭示

在国家自然科学基金等项目的支持下，广东省科学院广州地理研究所研究员宫清华团队首次系统披露了中国大陆富氦热流体的分布规律和形成机制。近日，相关成果在冈瓦纳研究中公布。(Gondwana Research)。

氦是国防科技和高新技术产业发展不可或缺的战略稀有资源。预计随着高新技术产业的发展，未来全球对氦的需求将为每年2。～3%的速度增长。氦需求的不断增加将导致氦资源的短缺。作为一种隐藏的氦资源，地热系统中高含量的氦引起了研究人员的越来越多的关注。

中国大陆以低温地热系统为主，分布在沉积盆地和东部山区隆起区;高温地热资源主要集中在青藏高原及周边地区。长期以来，地热系统中的氦同位素常用于量化地热液体的源头和热原，限制大陆岩石圈的结构和结构活动，监测地震活动。从资源角度来看，中国大陆不同结构单元的地热系统的丰富氦液空间布局特征和氦气聚集机制研究仍处于空白状态。

研究小组整理了中国大陆地热系统中682个氦含量及其相关地球化学数据(气体组成和He-Ne-C-N同位素)，数据包括低温和高温地热系统、火山和非火山地热系统。通过分析氦含量的空间布局特点，我们首次系统地揭示了中国大陆富氦地热流体的分布规律和形成机制，构建了氦含量与其他伴生气体、地层岩性、地壳厚度、地壳结构、结构活动和热状态的关系。

研究发现，活动火山中心的氦含量较低，洋中脊玄武岩地幕来源的氦占79%。氦含量达到工业价值标准的样品在非火山地热系统中广泛分布，可分为富氦氮气(81%)。、富氦二氧化碳气体(15%)和富氦甲烷气体(4%)。非火山地区的氦气是壳源或壳帘的混合来源，其中大陆岩石圈地窗的贡献不到40%。元古至新一代花岗岩的平均氦-4生成速度是地壳平均速度的2.0~7.2倍，是主要的氦源岩。富氦-4/氮元比为0.001~ 0.44表明，丰富的氦气可能是由不同比例的花岗岩和变质基底来源的地壳成分、沉积物来源的气体成分和大气成分组成的。

另外，来自青藏高原和中国东部地区的地形窗帘和地壳深度(>10)～11公里)变质的二氧化碳作为氦气的载气，沿着深度断裂将地壳产生和堆积的氦气运输到浅层地热储存层;然后解石沉淀和溶解造成大量二氧化碳损失(平均值为93~99%)，进一步聚集氦气和氮气，形成丰富的氦气氮气。

非常丰富的氦地热田集中分布在青藏高原及周边地区的雅鲁藏布缝合带、藏南拆解系统、安宁河断裂、盐源-宁?，以及渭河盆地和中国东部的局部区域(如江西赣州、广东惠州)。这些区域具有氦气生成、运输和丰富的地壳结构类型，如花岗岩、大型断裂带和厚沉积层或挥发性岩层，可视为未来氦资源勘探的有利区域。

这项研究有利于氦成藏理论的扩展，也有利于氦资源的发展，实现氦资源与地热资源的联合挖掘。