地幔深部是否存在原始稀有气体不仅是地幔对流模型的制约条件，而且也是稀有气体示踪地幔柱的理论基础。传统认为上地幔中原始捕获的3He和4He随着岩浆活动不断丢失，而U、Th不断衰变产生4He，所以上地幔3He/4He值30亿年前就120Ra（Ra为大气值的倍数）降到近10Ra，随后缓慢降至8Ra(Gonnermann and Mukhopadhyay, 2009)，下地幔受这一过程影响较小，保存了较多的原始稀有气体组分，3He/4He值大约为50Ra，这就是地幔分层对流模型。大量洋中脊玄武岩（MORB）氦同位素数据集中在8±1Ra，而地幔柱的氦同位素一般大于10Ra，加拿大北部Baffin岛苦橄岩为50Ra，这些实测数据都支持上述理论。

然而，随着地球科学的发展，越来越多的证据表明俯冲板块堆积在下地幔底部，带入大量不相容元素，诱发产生地幔柱。随着板块俯冲和地幔柱上涌的全地幔对流模型的提出，Anderson （1998， 2000）认为地幔柱和热点高的3He/4He值不是由于原始捕获的3He含量高，而是U、Th含量低，因此深部地幔不含原始稀有气体组分。此外，由于稀有气体的不相容性，地壳和上地幔应比下地幔更富稀有气体。受岩石圈顶盖作用影响，高3He/4He源区应在大陆软流圈顶部附近。然而，近年来对来自美洲、非洲、欧洲和澳洲大陆岩石圈/软流圈地幔包体的稀有气体研究显示，3He/4He值分布在4Ra到8Ra之间，峰值为6.1Ra。因此，下地幔应该存在原始稀有气体组分。