Science Bulletin | 金之钧院士及其团队在三水盆地发现氢气高异常渗出点

天然氢气又称为金氢，其可再生、无污染、低成本的特点，使其成为一种具有潜在开发利用价值的无碳资源。目前，世界多地发现了天然氢气渗出的圆形、椭圆形极浅的洼地“仙女圈”，地表氢气含量在几十到一千多ppm间。地表氢气的渗漏可能预示地下潜在的氢气资源，这加快了天然氢气勘探的步伐，美国、英国、澳大利亚、法国、巴西等国家的能源公司已相继开始部署天然氢气探测计划。近期金之钧院士及其团队在我国三水盆地发现多个高浓度氢气渗出点，土壤气体中氢气含量最高值可达6948ppm，相关成果已发表在Science Bulletin 2024年第9期。

三水盆地是晚白垩世至中新世在华南大陆边缘发育形成的裂谷盆地，位于现今中国大陆岩石圈最薄的地区。金之钧院士及其团队利用氢气探测仪和氡气（Rn）探测仪在三水盆地开展普查式土壤气体测量和取样，结果显示在盆地内多条断裂带土壤气体中均发现异常高浓度H2，相伴生的是高浓度CO2和Rn。他们还在现场进行土壤气体取样，并在实验室对气体同位素δ2H和δ13CCO2进行检测。

金之钧院士认为三水盆地土壤气体中H2浓度异常反映了深部氢气的渗出，结合三水盆地地质条件及测量土壤气体的地球化学数据，他推测三水盆地渗出点氢气可能与岩浆脱气及蛇纹石化作用有关，同时有机成因H2也是潜在贡献者。三水盆地发育的深大断裂及盆地内沿主控断裂展布的小断裂是H2从深部向浅部运移的良好通道。H2分子小、质量轻、活性强，易扩散，因此寻找有工业价值的氢气藏，有利的保存条件至关重要。三水盆地含盐岩层段位于古近系㘵心组三段，盐层总体厚度在70~120 m之间，推测三水盆地㘵心组致密盐岩层段可能是H2聚集的优质盖层。

三水盆地氢气渗漏点及氢气浓度值

金之钧院士提出氢气成藏的“源—运—捕集”成藏体系，即氢源、连通氢源的断裂及具有储集和封存氢气能力的圈闭是氢气成藏的三个关键要素。他推测三水盆地地表高浓度氢气的渗出，预示着地下可能有巨大的氢气储存或源源不断的氢源。那么三水盆地连通深大断裂、以膏岩层为盖层的圈闭，很可能是氢气聚集成藏的有利位置，也是氢气勘探的有利目标层。同时，他认为在地质历史时期发生了地壳减薄、地幔上涌的裂谷型盆地，如渤海湾盆地、松辽盆地和苏北盆地等也是我国氢气勘探的有利远景区。