我国科学家在青藏高原首次发现天然氢气重要来源 清洁能源勘探取得突破性进展

在实现"双碳"目标、保障能源安全的背景下,如何在可再生能源之外找到稳定、可规模化的清洁能源来源,成为能源转型的关键课题;近年来,天然氢气因其低排放、可持续生成和成本优势,受到国际能源和地学界的广泛关注。但我国长期缺乏天然氢气的关键证据、成因机制识别和资源评价方法的突破性研究,制约了对应的基础研究和找矿工作的推进。 此次研究的突破在于系统回答了"深部氢气是否存在、如何生成、能否向近地表输运并形成聚集"此核心问题。研究团队在青藏高原蛇绿岩的地幔橄榄石中发现了微米级流体包裹体,并检测出其中含有氢气和甲烷。更重要的是,这些气体与蛇纹石化相关的蚀变矿物共生,直接证明了产氢过程。蛇纹石化是地球天然氢气最重要的生成机制之一:富含铁镁的超基性岩在水的参与下反应——产生还原性气体——其中氢气最具资源价值。这一发现表明,青藏高原地下存在或曾存在规模化的产氢地质作用,相关氢气被封存在深部矿物的微观结构中。 青藏高原具备触发蛇纹石化反应的天然条件。蛇绿岩体广泛分布,为研究地幔—地壳过程提供了天然窗口;强烈的构造活动和发育的断裂体系为深部流体和气体的运移创造了通道;复杂的热—流体环境为水—岩反应提供了动力学条件。这些因素叠加,使青藏高原在天然氢气地质背景上具有独特优势,也解释了为何能在蛇绿岩中捕捉到氢气的"原位证据"。 该研究的价值不仅在于"发现氢气",更在于建立了可用于资源预测的完整逻辑。研究团队首次将深部包裹体中氢气的组成特征与地表氢气释放通量联系起来,形成定量关联,证明这类深部包裹体是地表氢气的关键初始来源。由此,天然氢气从深部生成、沿构造通道迁移、到近地表富集的完整传输路径得到了科学刻画。对资源勘查而言,这意味着未来可从深部成因、运移条件与储集环境的整体框架出发,构建更具可验证性的勘探模型,提升找矿效率和评价精度。 天然氢气仍处于起步阶段,需要在科研与产业之间建立更稳健的衔接。一是加强基础调查与综合观测,围绕蛇绿岩分布区开展系统采样、包裹体测定、地表逸散监测与通量评估。二是推动多学科协同,联合地质、地球化学、地球物理与工程技术力量,完善成因判别指标、运移通道识别方法与储集条件评价标准。三是统筹资源开发与生态安全,将生态保护红线、地质灾害风险与工程扰动控制纳入前置约束,探索低扰动勘查和绿色施工路径。四是面向应用场景,同步研究氢气富集机理、可采性与安全性,特别是与伴生气体共存、渗漏风险、储集介质稳定性等工程关键环节。 随着氢能产业链加快布局,天然氢气若能在地质条件适宜区形成可规模化资源,有望在供给侧提供新的补充选项,与可再生能源制氢形成互补。青藏高原大型蛇绿岩体被提出为潜力区,下一步工作的核心是把科学证据转化为可操作的勘探策略:在区域尺度上锁定成矿有利带,在点位尺度上验证"生成—运移—聚集"的关键环节,在工程尺度上评估可采与安全边界。随着观测网络完善和模型迭代,我国有望形成具有自主知识体系的天然氢气勘探技术路线,为全球研究提供来自高原构造环境的重要样本。

天然氢气的发现与利用代表了人类能源利用方式的新探索。此次研究成果表明,我国科学家正通过基础理论研究为国家能源战略提供支撑。从微观包裹体到宏观资源评估,从理论认识到实际应用,这若干突破充分反映了科学研究对经济社会发展的引领作用。随着后续勘探工作的深入,青藏高原的天然氢气资源有望成为我国能源结构优化升级的重要补充,为实现绿色低碳发展目标贡献力量。