⁴He/²⁰Ne 是稀有气体同位素分析中最关键的伴生校正指标
2025-11-20 08:19
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⁴He/²⁰Ne 是天然气氦同位素分析中最关键的伴生校正指标，其核心作用是定量排除大气氦污染，确保³He/⁴He（R/RA）异常真实来源于地壳深部或地幔，而不是采样、保存程中混入的空气。
1. 三个端元的理论值
大气端元：⁴He/²⁰Ne = 0.318（最稳定、最权威值）
地壳放射性氦：⁴He极高，Ne几乎为0，所以⁴He/²⁰Ne → +∞（几千到几万）
慢源氦：同样Ne极低，⁴He/²⁰Ne 也 → +∞
2. 天然气中实际解读标准
| ⁴He/²⁰Ne 实测值 | 大气氦贡献比例（估算） | 解读结论 | 是否可信用于前兆判断 |
|---|---|---|---|
| < 1 | >70% | 严重空气污染 | 不可信，³He/⁴He 数据作废 |
| 1–10 | 10%–70% | 中度污染 | 需校正后谨慎使用 |
| 10–100 | 1%–10% | 轻度污染 | 可校正后使用 |
| 100–1000 | 0.1%–1% | 微量污染 | 基本可靠 |
| >1000 | <0.1% | 几乎无大气混染 | 完全可靠 |
| >5000–10000 | <0.02% | 极纯地壳/慢源氦 | 最可靠的前兆异常信号 |
3. 震前异常典型特征
真正可靠的震前氦同位素异常，几乎100%都伴随： ⁴He/²⁰Ne > 1000，多数在3000–15000范围 例如：
⁴He/²⁰Ne = 12800（大气贡献仅0.007%）
⁴He/²⁰Ne = 7600
⁴He/²⁰Ne = 9800
4. 一句话总结判别口诀
“没有高⁴He/²⁰Ne，千万别信高R/RA” 只有当⁴He/²⁰Ne > 1000（最好>5000）时，³He/⁴He升高才被认定为真实的深部慢源氦异常。因此，在天然气地球化学研究中中，⁴He/²⁰Ne 不是“附带指标”，而是判定³He/⁴He异常是否真实的“金标准门槛”。没有它，任何漂亮的R/RA数字都可能只是空气污染的假象。
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