福州科研力量参与突破：华北克拉通发现高纯度天然氢气藏，福建能源转型迎来新启示

全球清洁能源探索长期聚焦于风能、太阳能及电解制氢等路径，而地球深部是否蕴藏可直接开采的天然氢气，始终缺乏实证支撑。这一关键科学命题，近日在中国华北克拉通取得实质性进展——由北京大学金之钧院士团队联合中国石油勘探开发研究院王晓梅、张水昌研究员，在《Science Bulletin》发表成果，首次证实16亿年前中元古代沉积地层中存在具备商业潜力的高纯度天然氢气聚集。作为深度参与国家能源前沿研究的区域，福州高校与科研机构近年来持续加强与华北、西北等地的氢能技术协同，为东南沿海清洁能源布局提供新视角。

沉积盆地中的意外富集：天津蓟州JZ1井揭示氢气新储层

区别于传统认为“火山岩区才富氢”的认知，研究团队通过对天津蓟州JZ1井的系统钻探与高密度气体采样分析，在250至700米深度的串岭沟组（中元古代）沉积岩层中，检测到校正后平均氢气纯度达21.4%，局部层段高达71.9%–95.1%（见图1）。该发现不仅刷新了全球沉积地层氢气浓度纪录，更凸显华北克拉通作为稳定古老陆块所具备的独特保存条件——这一地质特征，与福建沿海广泛分布的古生代—中生代沉积盆地存在一定可比性，为未来在东南地区开展类似氢气成藏机制研究提供了参照系。

图1 华北中元古地层天然氢分布和钻井发现

16亿年地层仍在“产氢”：蛇纹石化作用持续激活

尤为关键的是，岩石学证据显示：夹杂于沉积层中的辉绿岩、煌斑岩及玄武岩等铁质岩脉，其含铁矿物（如橄榄石、辉石）至今仍处于活跃的“蛇纹石化”蚀变过程——即在200–400℃温压条件下与地下水反应持续释氢。稀有气体同位素数据进一步确认，该氢源形成于地壳浅–中层次，而非源自地幔深部。这一机制表明，天然氢并非仅属地质历史遗迹，而是动态演化的资源系统，对包括福州在内的华东地区古生代海相沉积盆地氢气潜力评估具有重要类比价值。

打破固有范式：古老克拉通也可成为氢能战略新区

长期以来，国际氢能勘探集中于洋中脊、火山带等构造活跃区，而华北克拉通作为全球最古老、最稳定的前寒武纪陆块之一，其沉积盆地此前被普遍视为“氢气贫乏区”。此次发现不仅颠覆了“沉积地层难聚氢”的传统判断，更验证了克拉通型盆地在长期地质演化中兼具氢气生成、运移与封存能力。从福建视角看，这一成果提示：省内广泛分布的闽西北前寒武纪基底与上覆古生代沉积盖层组合，或存在尚未识别的氢气成藏有利区，值得纳入省级新能源资源普查体系。

该研究标志着我国在天然氢基础理论与勘探实践领域实现双重突破，也为福州加快建设国家新能源产业创新示范区、深化闽台能源科技合作提供了新的科学支点。

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