氢气是在能源转型中发挥重要作用的零碳清洁能源，氦气是高新技术产业发展中不可或缺的重要稀缺战略资源。天然氢气和氦气在成因和富集机制上具有一定相似性，克拉通沉积盆地天然气藏往往会同时含有高浓度的氢气和氦气。然而，目前氢气和氦气在克拉通沉积盆地中的形成和富集机制尚未被很好揭示，二者在地下耦合构成的H₂-He系统也缺乏深入研究。本研究获取了鄂尔多斯盆地9个气田的350组含氢气和氦气的天然气地球化学数据，囊括了下古生界和上古生界主要含气层系。整体上，鄂尔多斯盆地天然气藏中天然氢气含量介于0.001~34.7%，平均含量为0.8%；氦气含量介于0.006~0.38氢气是在能源转型中发挥重要作用的零碳清洁能源，氦气是高新技术产业发展中不可或缺的重要稀缺战略资源。天然氢气和氦气在成因和富集机制上具有一定相似性，克拉通沉积盆地天然气藏往往会同时含有高浓度的氢气和氦气。然而，目前氢气和氦气在克拉通沉积盆地中的形成和富集机制尚未被很好揭示，二者在地下耦合构成的H₂-He系统也缺乏深入研究。本研究获取了鄂尔多斯盆地9个气田的350组含氢气和氦气的天然气地球化学数据，囊括了下古生界和上古生界主要含气层系。整体上，鄂尔多斯盆地天然气藏中天然氢气含量介于0.001~34.7%，平均含量为0.8%；氦气含量介于0.006~0.387%，平均含量0.089%。上古生界下石盒子组氦气含量最大，平均0.11%；下古生界马家沟组氢气含量最大，平均2.6%。东胜气田中氦气主要来源于沉积型氦源岩（上古生界石炭系-二叠系煤层、泥岩层、铝土岩层），其他气田的氦气主要来源于基底型氦源岩（花岗岩、变质岩）。相比于上古生界碎屑岩气藏，下古生界碳酸盐岩气藏中天然氢气含量更高，其来源于盆地结晶基底水岩反应和水辐射分解；上古生界气藏中天然氢气来源于石炭-二叠系煤系烃源岩热演化和结晶基底。H₂-He动态耦合富集模拟进一步揭示氢气富集是短时间尺度内的快速汇聚（小于1万年），而氦气富集是长地质时间尺度上的逐渐累积（数十个百万年）。据成因法评估显示，鄂尔多斯盆地共产生了81.1×10¹² m³的天然氢气和377.3×10⁹ m³的氦气，天然气藏对氢气和氦气的捕获率分别为0.15%和3.7%。结合模型估算鄂尔多斯盆地下古生界储层中氢气最大资源量为675.0×10⁹ m³，整个盆地的最大氦气资源量为22.6×10⁹ m³，所估算的氢气和氦气最大资源量分别是目前评价资源量的11倍和1.6倍。7%，平均含量0.089%。上古生界下石盒子组氦气含量最大，平均0.11%；下古生界马家沟组氢气含量最大，平均2.6%。东胜气田中氦气主要来源于沉积型氦源岩（上古生界石炭系-二叠系煤层、泥岩层、铝土岩层），其他气田的氦气主要来源于基底型氦源岩（花岗岩、变质岩）。相比于上古生界碎屑岩气藏，下古生界碳酸盐岩气藏中天然氢气含量更高，其来源于盆地结晶基底水岩反应和水辐射分解；上古生界气藏中天然氢气来源于石炭-二叠系煤系烃源岩热演化和结晶基底。H₂-He动态耦合富集模拟进一步揭示氢气富集是短时间尺度内的快速汇聚（小于1万年），而氦气富集是长地质时间尺度上的逐渐累积（数十个百万年）。据成因法评估显示，鄂尔多斯盆地共产生了81.1×10¹² m³的天然氢气和377.3×10⁹ m³的氦气，天然气藏对氢气和氦气的捕获率分别为0.15%和3.7%。结合模型估算鄂尔多斯盆地下古生界储层中氢气最大资源量为675.0×10⁹ m³，整个盆地的最大氦气资源量为22.6×10⁹ m³，所估算的氢气和氦气最大资源量分别是目前评价资源量的11倍和1.6倍。

天然氢气,氦气,天然气,克拉通,鄂尔多斯盆地