前人在鄂尔多斯盆地东缘保德、三交北—石西、大宁—吉县和韩城地区石炭系—二叠系煤系气中发现了氦气资源,测试结果显示煤系氦气浓度具有明显的区域差异性。通过生氦潜量计算、航磁资料对比和构造发育特征分析等,揭示鄂尔多斯盆地东缘煤系氦气差异富集的关键地质控制因素。元素地球化学资料统计结果显示鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤系岩石大多具高Th-U含量和生氦潜量。然而,由于煤层中烃类气体含量一般较高,导致在无外源氦补给的情况下煤系岩石原位衰变产生的内源⁴He难以形成具工业价值的氦气资源。保德、三交北—石西和大宁—吉县地区均位于晋西挠褶带,具有相似的构造变形,但只有三交北—石西地区的煤系氦气浓度基本达到工业开采标准,这一区域差异性可能与基底有关。航磁资料揭示,三交北—石西地区位于基底片麻岩之上,其经历了漫长的衰变时间后显示出很高的生氦潜量,是该区石炭系—二叠系煤系气中氦气的重要补给源。与三交北—石西地区相似,韩城地区也位于片麻岩基底之上,但韩城地区煤系气中氦气含量明显低于三交北—石西地区。地震剖面和野外观察揭示三交北—石西地区切穿石炭系—二叠系的深大断裂不发育,韩城地区深大断裂切割石炭系—二叠系煤系地层且煤体结构被破坏。充足的外源氦气补给是煤系氦气富集的基础,后期构造过程对煤系地层的改造是煤系氦气富集的保障。构造改造既要有利于外源氦气被运移至煤系地层,同时也要保证氦气能被有效地保存。