中国科学院地质与地球物理研究所刘传周和吴福元领衔的研究团队在青藏高原的蛇绿岩中,首次发现了封存于微观包裹体内的天然氢气。这一发现不仅填补了国内该领域的研究空白,也为我国寻找下一代清洁能源指明了新的地质方向。这项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。研究团队供图
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。
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。
基于以上认识,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了一张全新的“清洁能源藏宝图”,为我国能源安全与绿色发展提供了重要的战略选项。