中国科学家在青藏高原首次发现天然氢气重要来源 勘探潜力巨大
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中新网北京2月6日电 (记者 孙自法)地质成因的天然氢气因具备“零碳排、低成本”的潜力，已成为全球能源特别是清洁能源竞争的新焦点，寻找和利用天然氢气也引发全球范围内科学研究和工业投资的热潮，广受关注。
绘出全新“清洁能源藏宝图”
中国科学院地质与地球物理研究所(地质地球所)2月6日向媒体通报，该所刘传周研究员和吴福元院士领衔的研究团队，最近在青藏高原的蛇绿岩中，首次发现封存于微观包裹体内的天然氢气，不仅填补了中国相关领域天然氢气的研究空白，也为中国寻找下一代清洁能源指明了新的地质方向。
这项能源领域突破性发现的研究论文，近日在国际学术期刊《科学通报》(Science Bulletin)发表。
蛇绿岩橄榄岩矿物橄榄石中含天然氢气的线性排列流体包裹体。中国科学院地质地球所 供图
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研究团队指出，青藏高原广泛分布的大型蛇绿岩体，是未来天然氢气勘探的潜力区。该区域规模巨大、构造活跃，具备形成规模性氢气资源的优越地质条件。
此次发现，相当于在理论层面绘制出一张全新的“清洁能源藏宝图”，为中国能源安全与绿色发展提供了重要的战略选项。
完整勾勒天然氢气传输路径
基于中国科学院地质地球所对青藏高原蛇绿岩十多年的研究基础，研究团队选取青藏高原中东部班公湖-怒江缝合带(班怒带)丁青蛇绿岩进行研究，该蛇绿岩出露数百平方公里的地幔橄榄岩，为研究地幔过程提供了理想场所。
研究团队介绍说，他们在丁青蛇绿岩地幔橄榄岩的橄榄石中首次发现了大量次生流体包裹体，这些包裹体呈线性排列，沿裂隙分布。
本项研究的关键证据，来自保存在地幔橄榄石矿物中、仅微米大小的流体包裹体。通过精密仪器分析，研究团队在这些包裹体中检测到氢气与甲烷，并发现它们与典型的蛇纹石化蚀变矿物共生。这直接证明，青藏高原地下正在发生或已经发生“蛇纹石化”产氢过程，这是地球上最重要的天然氢气生成机制。
进一步研究揭示，这些深部包裹体并非孤立的微观现象。通过系统对比全球数据，研究团队首次建立起深部包裹体氢气组成与地表氢气释放通量之间的定量关联，明确此类包裹体是地表氢气的重要初始来源。这一发现，完整勾勒出天然氢气从深部生成、迁移到近地表聚集的“源-汇”传输路径，为资源预测与勘探提供了关键的科学依据。
以燎原之势“点燃”人类未来
研究团队科普称，氢元素是太阳系乃至宇宙中最丰富的元素，也是重要的清洁能源载体。按照生产方式和生产成本，氢能被赋予了不同的颜色，主要包括从化石能源中加工制备的“灰氢”、来源于化石能源制备但进行了有效碳捕获的“蓝氢”、利用其他清洁能源电解和热解水获得的“绿氢”，以及地球内部天然形成的“金氢”或“白氢”。
这些“五颜六色”的氢能中，只有地质成因的天然氢气(金氢或白氢)能够真正意义上同时做到零碳排放和低成本。
天然氢气可形成于多种地质过程，学界普遍认为蛇纹石化作用是地球最主要的产氢地质过程，在全球多种构造环境中均可实现。目前，受限于海水覆盖，海底喷发的氢气还无法开采利用，这使得蛇绿岩成为目前最现实、最重要的天然氢气研究和勘探目标。
中国蛇绿岩广布，特别是青藏高原发育一系列特提斯蛇绿岩带，其重要特征是发育几百平方公里的大型橄榄岩体，地幔蛇纹石化作用广泛且多样，具备天然氢气生成的理想条件。因此，对青藏高原蛇绿岩开展普查并明确其中天然氢气的比例有望成为氢能勘探的重要方向。
资料图：青藏高原上的班公湖。中新网记者 孙自法 摄
研究团队指出，除班怒带丁青蛇绿岩外，非生物成因的甲烷也在青藏高原西北缘新疆库地蛇绿岩中有所报道，在中国代表性的造山带橄榄岩中也发现了类似的天然氢气和非生物成因甲烷的流体包裹体。
这些天然氢气虽似“星星之火”般存在于肉眼不可见的流体包裹体中，但聚少成多，青藏高原广泛分布的大型、强烈蛇纹石化的地幔橄榄岩体很有可能具备巨大的天然氢气能源潜力，从而以燎原之势“点燃”人类未来。(完)
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