两位院士作序推荐《渭河盆地氦气成藏条件及资源前景》（修订版）出版

本书在调研国内外氦气资源研究进展的基础上，系统阐述了渭河盆地基础地质与氦气成藏机理、成藏条件及资源前景。评价了地热井中氦等伴生气的分布特征，阐明了氦等伴生气的成因类型—氦气以壳源为主，二氧化碳以有机成因为主，浅层（张家坡组）甲烷气以生物气为主，深部甲烷气以高热演化煤型甲烷气为主；取得了渭河新生代盆地基底组成的新认识，推测渭河盆地深部可能残存晚古生代煤系地层，具有重要油气地质意义；探讨了氦气的弱源成藏模式，认为渭河盆地具备氦气成藏的基本地质条件和良好的资源前景，有望取得氦气资源勘查突破，构建我国氦气资源基地。

本书兼具理论性、资料性和实践性，更有探索性，可供氦气、油气等领域的科技人员和研究生参考。

序  言 （一）

氦气是关系国家安全和高新技术产业发展的重要战略性稀有气体资源。全球氦气资源供不应求，长期短缺。我国氦气供应长期依赖进口，资源安全形势十分严峻。近年来，本书作者团队克服困难，在渭河盆地坚持氦气资源调查研究工作，在基础地质、成藏理论、找矿方法和调查实践等方面取得了丰富成果。本书是作者团队在渭河盆地油气基础地质及氦气资源评价领域长期积累的系统总结，是氦气资源评价领域的一项重要成果，对氦气资源新领域及渭河盆地油气基础地质研究具有重要参考价值，也为进一步开展氦气资源调查评价，变氦气资源发现为氦气资源突破，积累了以下宝贵经验：一是加强氦气成藏理论创新和调查技术进步，是取得氦气资源勘查突破的关键；二是开展地震和钻探等专项工程，是获得渭河盆地氦气资源突破的必要手段；三是氦气检测和提取技术是建立氦气资源评价标准的重要因素，建立调查与开发无缝结合的业务推进机制，是有效提高我国氦气资源安全保障的抓手；四是专业队伍和装备建设是氦气资源调查突破的基础。

在本书即将出版之际，希望作者团队及我国关注氦气资源研究的专家、领导，以聚焦国防和民生需求、保障国家战略资源安全、创新科技理论为目标，继续加强渭河盆地及我国氦气资源勘查评价工作，力争有所突破；以服务产业链各环节为目标，创建开放合作大平台，广泛吸纳更多的单位和人才开展氦气资源调查评价，创建世界一流的氦气资源调查机构，引领商业突破，保障国家氦气战略需求，加强自主创新，促进理论技术走向国际。

序  言（二）

氦气是壳幔物质交换信息的重要载体，更是一种关系国家安全的紧缺型战略资源，广泛应用于地质研究、航天工业、核工业、科研、石化、制冷、医疗、半导体、检漏、超导、金属制造、深海潜水、高精度焊接和光电子产品生产等领域。全球氦气资源供应长期紧缺。我国氦气需求量越来越大，但受制于资源匮乏，一直依赖进口。

我国西部大型叠合盆地及东部郯庐断裂带已发现广泛的含氦天然气显示，含氦层位众多，但研究程度低（作为资源研究更少），认识不够，家底不清。近年来，中国地质调查局组织开展了渭河盆地氦气资源调查工作，取得了丰硕新成果：一是创新了壳源氦气弱源成藏概念，探索了其机理，揭示了有效氦源岩、高效运移通道、载体气藏是氦气成藏的基本条件；二是确定了渭河盆地不仅有水溶氦气，还有便于利用的游离态富氦天然气；三是发现了渭河盆地深部存在晚古生代煤系烃源岩的线索和证据，为氦载体气成藏提供了物质基础，也具有重要的油气地质意义；四是探索了“地质指方向，地震、重力、电法探结构，磁法识别磁性岩体，化探圈定异常，气测录井标定富集层段”的氦气资源调查技术方法；五是指出了地热井氦气显示和成藏条件研究表明，渭河盆地资源前景良好，并圈定了远景区，渭河盆地有望取得氦气资源勘查突破，可构建我国氦气资源基地。

本书创新了壳源氦弱源成藏理念、探索了找矿方法、丰富了我国氦气资源调查实践，集理论性、信息性和探索性于一体，对渭河盆地乃至我国取得氦气资源勘查突破，具有重要指导意义。该书是我国氦气综合性研究的第一本专著，将推进我国氦气资源调查、研究的开展。本书的出版可喜可贺，值得一读，阅后必将获益匪浅。

前  言

氦是熔点和沸点最低的已知元素，来源于铀、钍等元素放射性衰变和地幔脱气。

氦气在军工、航天、核工业、深海潜水及民用高科技等领域具有广泛用途，是关系国家安全和高新技术产业发展的重要战略性稀有气体资源。全球氦气年需求量约为2亿立方米，但年产量仅有1.7亿立方米，供不应求，长期短缺。我国目前氦气年需求量约为2200万立方米，但勘查开发程度极低，资源情况不明，仅四川自贡威远气田曾进行小规模提氦利用。我国氦气供应长期依赖进口，资源安全形势十分严峻。

近年来，中国地质调查局组织开展了渭河盆地氦气资源调查工作，取得了一批重要新进展、新成果：

1）创新认识，总结了壳源氦气弱源成藏模式。地壳中铀、钍元素的丰度低、半衰期长，壳源氦生气强度极低，为典型的弱源气。按照油气地质理论，壳源氦不存在集中的生气高峰，生气速率极低，难以发生突破“压力封存箱”的大规模集中排气。根据氦气成藏的特殊性，提出了壳源氦气弱源成藏概念，总结了地下水（流体）循环为纽带、水—岩—藏关系与赋存状态转换为核心、铀氦关联的氦气弱源成藏模式。根据亨利定律，含氦水流一旦遇到天然气藏，氦的低溶解度和低体积分数（低分压）决定了氦倾向于从水溶态转变为游离气态进入气藏，并导致气藏附近水体形成氦低浓度漏斗，使渗流系统内水溶氦向气藏附近迁移并最终绝大部分进入气藏，大大提高氦气的运聚系数，创新了氦的弱源成藏机制。

2）渭河盆地不仅有水溶氦，还存在便于利用的游离态富氦天然气藏。自然界气体赋存状态有游离态、溶解态、吸附态及水合态，不同赋存状态氦气资源的工业利用前景和经济性具有天壤之别。已有资料和理论分析表明，渭河盆地不仅存在水溶气资源，也存在游离态氦及伴生气资源，即存在易于利用的富氦天然气藏。

3）新发现渭河盆地深部存在晚古生代煤系烃源岩信息，为氦载体气成藏提供了物质基础。渭河盆地是否具有天然气前景一直是众多学者关注的问题之一，核心是是否存在烃源岩。前人认为，盆地深部不存在晚古生代煤系地层。根据区域地质背景、地热井气样分析及地球物理测量成果，特别是地震测量成果，论证了渭河盆地前新生代基底局部残留晚古生代煤系地层，为渭河盆地天然气勘探带来了希望；由于氦气不能单独成藏，只有在甲烷等载体气藏中聚集、积累，才能形成富氦天然气藏，从而为氦载体气成藏提供物质基础；同时也可为鄂尔多斯周缘盆地群新层系油气调查提供借鉴。

4）探索了富氦天然气地质、物探、化探调查方法。探索了“地质指方向，地震、重力、电法探结构、识断裂（高效运移通道）、找圈闭，磁法识别磁性岩体（氦源岩），化探异常圈定目标区，气测录井标定富集层段”的氦气调查技术方法。

5）氦气成藏条件评价表明，渭河盆地氦气资源良好前景。根据氦气弱源成藏模式，认为有效氦源岩、高效运移通道、载体气藏是氦气成藏的基本条件。通过物探、化探工作，基本查明了富氦气区地层层序和构造格架，重点刻画了隐伏花岗岩体（氦源岩）、断裂发育特征。渭河盆地氦源岩和高效运移通道（断裂）发育，具有载体气藏形成条件，氦气资源前景良好。地热井伴生气系统采样发现氦气显示井63口，其中伴生气中氦气体积分数大于1%（最高达9.226%，工业品位为0.1%）的31口，表明区内氦含量之高，国内外少见，预示了良好的资源前景。根据调查成果，初步圈定了华阴-潼关、户县-蓝田和武功-咸阳等3处远景区，认为渭河盆地有望取得氦气资源突破，构建我国氦气资源基地。

本书是在中国地质调查局西安地质调查中心牵头，渭河能源公司（陕西金奥能源公司）、陕西省地质调查院、陕西地矿总公司第二综合物探大队、西北大学、长安大学、西安石油大学、中石油东方地球物理公司等单位参加完成的“渭河盆地氦气资源远景调查”计划项目成果基础上，由李玉宏、周俊林、张文等执笔，最后由李玉宏统稿完成。工作过程中得到张国伟院士、戴金星院士、李文厚教授及西安地质调查中心副总工程师李荣社、卢进才两位教授级高级工程师、中国矿业大学（北京）赵峰华教授、长庆油田方德树高级工程师等专家大力支持和指导，在这里向各位专家和参加项目工作的魏仙样、刘建朝、张雪、张省举、谷开拓、赵炳坤、李涛、张进学、张春灌、张慧元等同仁表示衷心的感谢！感谢地质出版社刘亚军编审为本书出版所付出的辛勤劳动！感谢徐永昌研究员、郑军卫研究员、李克永编辑对我们工作的支持和包容！

本书引用了众多前人资料，有些资料无法查明原始作者，未能逐一标明引用资料的原始作者，在此对他们表示衷心感谢！

氦气成藏研究程度低、探索性强，恳请同行专家和读者对本书批评指正，以期推动氦气成藏理论与认识进一步发展，促进氦气勘查取得突破，保障国家氦气战略资源需求。

作   者   

2018年1月

修订说明

《渭河盆地氦气成藏条件及资源前景》出版发行后，广受读者厚爱，2021年售罄。

目前，氦气作为国家战略资源得到空前重视，相关调查、研究广泛展开。为满足业内人士需求，我们对该专著进行了修订，删去“后记”后的英文内容，并增补了7个附录。

附录1 《氦气成藏理论与资源评价技术研究建议》，由作者2019年提交中国科学技术部的“重大研发需求征集建议”修订而成。

附录2 《“山西式”氦气成藏模式及其意义》，由李济远、李玉宏、胡少华等撰写发表的同名论文（西安科技大学学报，2022年，第3期）修订而成。

附录3 《花岗岩不仅是有效氦源岩，也可以是氦气储集岩》，以张文的博士学位论文《关中和柴北缘地区战略性氦气资源成藏机理研究》为基础，修订增补其中涉及花岗岩的内容。

附录4 《氦气资源调查评价若干问题讨论及我国氦气资源保障途径》，由李玉宏、李济远、周俊林等撰写发表的《氦气资源评价相关问题认识与进展》(地球科学与环境学报，2022年，第3期）修订增补而成。

附录5 《华州北地区氦气资源调查研究进展》，为近年来在该地区开展的地质调查工作成果及张文博士相关研究进展的总结。

附录6 《渭河盆地“双基底”探测及多种资源综合评价利用建议》，是对渭河盆地及邻区开展氦气等多种能源资源综合评价利用的一些想法和建议。

附录7 《世界氦气资源分布及利用概况》，由李济远博士根据相关资料信息与文献编译而成。

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