天然氢气领域最新研究成果有助明确资源勘查方向

通过对天然氢气领域最新研究成果的持续跟踪，中国地质调查局地学文献中心发现英国牛津大学、加拿大多伦多大学等机构研究人员对陆上天然氢气成藏体系及资源潜力的综合研究，深化了对氢气生成、运移、聚集、保存等关键勘查因素的认识：一是天然氢气主要通过两种作用机制产生，一种是通过水岩反应将超镁铁质岩中的二价铁氧化为三价铁，另一种是通过上地壳岩石内的放射性元素U、Th和K对水的辐射分解；二是这两种生氢反应的时间尺度明显不同，高度破碎岩石内的水岩反应需要数千年至数百万年，而水有限情况下的水岩反应和水的辐解反应则需要数千万年至数亿年；三是全球广泛分布的不同类型构造环境都具有天然氢气成藏潜力，包括陆缘蛇绿岩杂岩体、碱性花岗岩体、大火成岩省、太古宙绿岩带、以及英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩基岩；四是尽管天然氢气的开发具有低碳效应，但无法以数十年至数百年的时间尺度生成，因此不应将其视为可再生能源。 

该研究提出氦气勘探框架对于目前尚未成熟的天然氢气勘探流程具有指导意义，据此认为在考虑天然氢气的生成速率、运移路径、储层封存效率、以及地下微生物消耗速率的热动力学条件的同时，还应考虑微生物群落在地质历史尺度上对氢气聚集成藏的影响。现有研究多将地幔视为天然氢气的重要来源，而该研究表明在地球深度小于90千米的范围内，幔源氢主要以水的形式稳定存在；地壳内或近地表的经济可采天然氢气更多源自水岩反应和水的辐解，其过程时间跨度介于数百万年到数亿年不等。 

在编制全球尺度具有生氢潜力的构造环境分布图的基础上，该研究提出勘探工作应关注如下五类天然氢气源汇系统：蛇绿岩楔源岩-裂谷盆地圈闭；富钾花岗岩源岩-盐盆地圈闭；基性岩源岩-反转盆地圈闭；富钠花岗岩源岩-裂隙圈闭；超基性源岩-辉绿岩岩床圈闭。这表明全球范围内可能广泛分布有天然氢气勘探潜力区，例如目前已探明天然氢气的阿曼蛇绿岩、澳大利亚Amadeus盆地、美国大陆裂谷、以及马里绿岩带，分别代表了上述不同的地质环境。 

全球范围内具有生氢潜力的构造环境分布图 

天然氢气源汇系统概念图