英国研究人员发布全球具有天然氢成藏潜力的地质体分布图
2025年5月13日，《自然评论：地球与环境》（Nature Reviews Earth & Environment）发表题为《大陆地壳天然氢资源聚集》（Natural hydrogen resource accumulation in the continental crust）的文章，该文不但发布了全球具有氢气成藏的地质体分布图，同时也揭示了进行天然氢气勘探开发的关键因素。
在过去的10亿年，仅太古宙地壳产生氢气所蕴含的能量就相当于当今社会大约17万年的石油消耗量。然而，目前尚不清楚这些氢气中有多少被保存在能被人类利用且被开采的储层中。虽然自然生成的氢气可能是难以减排的工业用途和能源领域的重要清洁氢气来源，但氢气储量至今仍未得到探明。为此，英国牛津大学的研究人员通过研究氢气的生成、运移、聚集和保存过程，探讨了全球具有氢气成藏潜力的地质体分布图。结果表明：①大陆地壳内的天然氢通过两种关键机制产生：一种是水岩反应，其中Fe2+（主要存在于超镁质岩石中）被氧化成Fe3+；另一种是在上地壳岩石中发现的放射性元素U、Th和K对水进行放射性溶解。这两种氢生成反应的时间尺度截然不同，在高度破裂的岩石中进行水岩反应需要数千年到数百万年，而水有限条件下的水岩反应和辐射溶解反应则需要数千万年到数亿年。②天然氢气的聚集需要源岩、源岩中的水、运输和保存氢气的圈闭协同作用，其中氢气的生成和保存至关重要。③虽然目前已知存在高纯度（约90%）氢气气藏（如在马里发现的Bourakebougou储层），但大多数情况下氢气会与氦气、氮气和其他气体混合，难以单独开采。④氦气很容易在近地表流体中检测到，它是氢气的关键类似物，可以用于解释区域对深层气体释放、输送和气相形成的控制。⑤全球广泛分布的不同类型的地质体都具有氢气富集的潜力：主要见于大陆边缘蛇绿岩杂岩体、碱性花岗岩地体、大型火成岩省、太古宙绿岩带和石英闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩花岗岩基。⑥天然氢的开采具有低碳特点，但地球无法提供数十年到百年时间尺度的再生系统，所以氢气不应被视为可再生资源。而且计算水岩反应产生的氢比辐射分解反应生成的氢具有更大的不确定性，改进这些估算方法应成为未来研究的重点。
研究人员表示，该研究将有助于推动地球天然氢勘探，同时也有望开启一个具有商业竞争力的低碳氢源供应及能源转型的新时代。
（王晓晨 编译）
原文题目：Natural hydrogen resource accumulation in the continental crust
来源：https://www.nature.com/articles/s43017-025-00670-1
五个潜在的源—汇天然氢系统
氢能地体的全球分布
发布日期: 2025-05-28
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