基于对中国主要含油气盆地富氦天然气藏的系统解剖、地球化学特征统计和生—运—聚成藏过程综合分析,构建了中国富氦气藏氦气生—运—聚全链条地质理论框架,深入揭示了其空间分布规律、形成基本条件、地质构造背景及耦合富集机理。第一,分析了中国富氦气藏纵横向分布变化规律,由东向西氦气赋存时代呈现出由新至老的渐变趋势,且主要赋存在埋深小于4 500 m的浅层部位。第二,通过地球化学特征分析发现,中国富氦气藏氦气成因整体以壳源为主,其中,中西部盆地富氦气藏以烃类气体为主,氦气为壳源成因;东部裂谷盆地富氦气藏存在富氦烃气藏、富氦CO₂气藏和富氦N₂气藏3种类型富氦气藏,氦气为壳—幔源混合成因。第三,基于富氦气藏“生—运—聚”特征研究,提出了壳源氦的主力氦源为富含U、Th的古老花岗岩—变质岩体、古老黑色泥页岩,幔源氦的氦源为幔源流体,氦气的运移依靠天然气、活跃的地下水、幔源挥发分作为载体及深大断裂等输导体系作为高效通道,氦气的聚集受控于聚氦载体气充注量、圈闭构造位置和保存条件。最终,创新性提出富氦气藏的形成与富集是充足氦源供给—高效运载体系—有利聚保条件三要素时空耦合适配的结果,并据此科学预测了中国富氦天然气勘探有利区带,为中国富氦天然气勘探提供了理论依据。