鄂尔多斯盆地杭锦旗东胜气田和大牛地气田的天然气中发现一定含量的氦气,但大牛地气田氦气平均含量仅为东胜气田的1/4左右,那么在盆地基底和构造背景相似的情况下,究竟是何因素造成二者氦气含量差异如此之大。为此,基于天然气伴生氦气地球化学特征与氦气成藏关键要素的系统分析,发现大牛地古生界天然气中氦气含量介于0.000 1%~0.15%,为低氦—中氦气田;上古生界氦气含量相对较高,纵向上从下往上氦气含量逐渐增加,显示出浅部相对富集的特征。大牛地古生界氦气为典型壳源氦,主要来源于盆地基底的太古宇—中元古界变质岩—花岗岩系,上古生界潜在氦源岩所生成的氦气成藏贡献很小。对比大牛地气田上古生界与东胜气田上古生界氦气的发育地质条件与成藏特征,发现两者基底氦源岩的岩石类型、矿物组成、厚度及U、Th含量均相近,推测基底氦源岩不是造成氦气含量差异如此之大的原因。大牛地仅发育一条二级基底深大断裂,且在燕山—喜马拉雅期活动较弱,造成次一级断裂活动也较弱,氦气由基底氦源岩向上运移以及纵向输导和横向调整都缺乏有效通道;氦气与常规气成藏关键要素组合的时空配置不匹配,氦气仅靠扩散进入大牛地古生界气藏中,造成大牛地气田氦气含量偏低。大牛地气田氦气贫化的主要因素为基底深大断裂及次一级断裂不发育且活动强度弱、氦气与常规气成藏要素组合不匹配、缺乏有效输导体系、氦气运移仅靠浓度扩散。