氦气属于国家战略性稀缺资源，在高端工业、核能、航天等领域具备极高应用价值，针对现有研究存在的氦气来源判识模糊、运移过程难以定量表征、富集机理缺乏统一合理解释等关键难题，提出基于稀有气体同位素约束的氦气运移 — 聚集过程示踪技术。该技术以 ³He/⁴He 等稀有气体同位素体系为核心约束，耦合多组分天然气地球化学特征与盆地构造演化背景，系统厘清氦气自源岩生成、初次释放、运移输运到圈闭聚集成藏的完整响应机制，实现氦气 “源 — 运 — 聚” 全过程定量追踪与时空演化重建，可为解决深源 — 浅聚型氦气成藏过程不明、富集条件难以甄别等关键科学与工程难题提供全新技术思路，对增强我国氦气资源自主勘探评价核心能力具有重要支撑作用。

同时，紧扣鄂尔多斯盆地、渭河盆地氦气资源潜力评价与实际勘探攻关需求，依托重力、磁力、电法、地震等综合地球物理勘探手段，构建形成氦源岩分布预测 — 断裂活动性评价 — 含氦储层优选评价全链条勘探技术体系；研究团队借助重磁电异常特征厘清盆地氦气整体分布规律，圈定高氦富集有利区带，利用三维磁力反演刻画氦源岩空间展布形态，并采用成因法完成区域生氦量定量测算，进一步完善氦气勘探配套技术方法体系。

【核心技术突破】

地质－地球物理－地球化学深度融合的砂岩型铀矿（BSK1）资源评价技术体系：基于Python语言开发智能识别程序，实现对老井资料中放射性异常厚度、埋深及矿化级别等关键参数的批量、快速提取，大幅提升历史数据再利用效率；优选含铀砂体敏感参数，推导其反射特征方程，并联合最大后验概率估计与哈密顿蒙特卡洛模拟策略，发展叠前非线性反演方法，显著提高含铀砂体识别精度；基于模糊C均值无监督聚类算法，综合构造、断层、岩性及流体等多维信息，在高维特征空间提取最佳融合属性，精准圈定成矿有利砂体；建立地质－地球物理－地球化学多尺度、多维度成矿流体示踪技术，系统揭示了松辽、鄂尔多斯、塔里木等盆地铀矿富集区的多源流体演化、成矿富集机理与有利成矿条件，有效圈定了成矿区带，为砂岩型铀矿勘查提供了重要技术支撑。

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗砂岩型铀矿区流体演化模式

基于稀有气体同位素约束的氦气运移—聚集过程示踪技术：

针对深层氦气成藏过程难以恢复的关键瓶颈，构建了以稀有气体同位素为核心约束的氦气成藏过程定量示踪方法体系。该技术通过³He/⁴He同位素端元约束，结合He–N₂–CH₄多组分耦合关系，建立氦气来源分解与混合定量判识模型，实现壳源与幔源氦气贡献的精细拆分。在此基础上，引入扩散—运移耦合约束与流体载体调控机制，刻画氦气在地下流体系统中的迁移路径与赋存状态演化过程，重建“源岩生成—释放扩散—流体输运—圈闭富集”的完整成藏序列。进一步通过多场耦合约束建立氦气富集动力学判识指标体系，揭示控制氦气富集的关键地质条件与主控因素，实现氦气成藏过程的定量重构与富集有利区预测，为氦气资源评价与勘探部署提供关键技术支撑。

基于三维磁力反演的氦源岩空间分布探测及生氦量计算技术：该技术在对盆地磁力异常进行处理的基础上，进行三维磁力异常反演，根据反演的磁化率/磁化强度分布，获得氦源岩空间分布特征，开展氦源岩（主要是花岗岩）分布规律研究。在氦源岩空间部分特征基础上，根据花岗岩中铀、钍元素含量及铀、钍元素放射性衰变产生氦气，开发了氦气生氦量计算工具，为氦气资源潜力评价提供技术服务。

【成果支撑】

本系列研究工作长期依托各类国家级、省部级及横向科研项目持续资助，累计获得30余项科研课题支撑，涵盖国家重点研发项目、国家科技重大专项、国家自然科学基金、省部级自然科学基金及企业横向合作课题，其中包含国家自然科学基金2项、省部级自然科学基金2项、企业横向合作课题2项。

在学术产出与知识产权方面，系列成果累计在国内外核心期刊发表高水平学术论文50余篇，其中SCI/EI收录论文10篇，含第一作者SCI论文6篇，多篇成果已成为砂岩型铀矿成矿理论与勘查评价领域的标杆性文献；出版《鄂尔多斯盆地北部天然气耗散与成岩成矿效应》等学术专著2部；获授权国家发明专利5项，形成了完善的理论成果与技术知识产权体系。

【应用前景】

本系列技术成果紧扣国家战略性稀有气体资源安全保障需求，在天然气系统伴生氦气资源评价领域具备突出优势与广泛应用前景，可精准完成氦气来源解析、运移路径重建与富集过程定量刻画，能够有效识别氦气有效源岩体系、空间分布特征、优势输导断裂通道及关键圈闭条件，结合地质、地球化学及氦气显示数据开展储层精细评价与有利勘探目标优选，大幅提升了氦气资源勘探成功率与评价精度，有效降低勘探不确定性。目前，该技术已成功应用于鄂尔多斯盆地、渭河盆地等重点区域的氦气资源潜力评价与勘探部署工作，同时正从典型含氦气藏逐步向不同类型沉积盆地、克拉通盆地拓展，还可延伸应用于伴生氦气资源评价、非常规天然气系统、多组分稀有气体地球化学示踪等相关研究领域，拓展潜力显著。

技术体系在沉积盆地砂岩型铀矿资源地质评价中优势突出，应用场景持续拓宽，逐步向埋深超1000m深层地层、煤层与泥页岩等多层系地层、盆地腹地深部流体活动区等复杂地质领域延伸。技术成果已在辽河油田、核工业北京地质研究院、中石油勘探开发研究院等多家行业单位推广落地，有力支撑了松辽盆地钱家店铀矿、鄂尔多斯盆地镇原—泾川铀矿区、塔里木盆地、吐哈盆地等多个大型—超大型铀矿床（区）的资源评价与勘探部署工作，产业化应用成效显著。

本技术体系有望在我国各大含油气盆地实现规模化推广应用，持续夯实我国氦气、砂岩型铀矿等战略性稀缺资源的自主勘探评价能力，对提升国家战略资源安全保障水平具有重要的理论价值与工程应用价值。