“山西式”氦气成藏模式及其意义

氦气是重要的稀有战略资源,目前认为氦源岩主要与酸性岩(花岗岩)相关,在岩体不发育的晋中盆地发现了高体积分数氦气显示。为认识晋中盆地氦气富集模式,通过文献调研和综合研究,石炭系本溪组铝土岩系铀、钍含量高,生氦能力好,是优质氦源岩,铝土岩系之上的晚古生代煤系地层是良好的烃源岩,可为氦气富集提供载体气。铝土岩系及下伏奥陶系碳酸盐岩风化带裂隙发育,是天然气良好储集层,铝土岩系之上的煤系地层是封盖层。晋中盆地周缘断裂发育,形成多级断阶构造,向盆地内断块逐级下降,使盆内烃源岩生成的天然气沿断裂向上运移到断块的铝土岩系及下伏碳酸盐岩风化带裂隙中聚集,形成载体气藏,盆缘铝土岩储层生成的氦气及盆内氦源岩生成的氦气沿断裂向上运移,持续进入前述载体气藏,不断积累形成富氦天然气藏。本溪组铝土岩系是“山西式铁矿”和铝土矿的赋存层位,也是“山西式氦气”的重要氦源岩和储集层系。“山西式”铝土岩系氦源岩的发现及氦气成藏模式,拓展了氦气勘探新领域,在中国华北乃至全世界的铝土岩系发育区具有重要推广意义。