油页岩盆地地质概况 抚顺盆地油页岩

茂名油页岩盆地位于广东省西部，北起高州，南到茂名，西及连界，东到电白，长约44km，宽4～14km，面积约400km²。该盆地地质调查研究较早。1926年，广东省工业厅周斯铭等在油柑窝打井取样时，证实油页岩的存在。1948年，陈国达对茂名地区的地层进行了划分。1954～1962年，中南煤田地质勘探局对金塘矿区、羊角矿区和低山矿区进行了详勘，提交了储量报告。1972年，广东省地质局对茂名油页岩进行了综合评价。1991年，广东省地质局完成了1：50000茂名幅区域地质调查。以上工作，积累了茂名油页岩盆地详尽的地质资料。

根据钻孔资料（图3.11、图3.12），茂名油页岩盆地发育的主要地层自上而下分别为新近系上新统的高棚岭组、老虎岭组，中新统的尚村组、黄牛岭组，古近系的渐新统油柑窝组、始新统上垌组。根据盆地及外围地质调查成果（图3.13），新生代盆地沉积之下伏地层为白垩系及震旦系。

下面分析茂名油页岩盆地油页岩的矿层、围岩、基底与盖层的空间分空。

1.地质概况
抚顺盆地位于郯庐断裂带北延分支——敦密断裂带西端，现今抚顺盆地面貌为新生代裂谷盆地的残留盆地，据现存细粒沉积物的特征分析，现盆地范围属原始盆地中心部位。抚顺盆地地层主要由前震旦系、中生界白垩系、新生界古近系及第四系组成（图13-6）（辽宁省地质矿产局，1989），油页岩矿床主要发育于古近纪沉积期。古近系沉积于白垩系侵蚀面之上，在白垩系缺失地区直接覆盖花岗片麻岩，走向近东西。该地层自下而上进一步可划分为老虎台组、栗子沟组、古城子组、计军屯组、西露天组、耿家街组。

图13-6 抚顺盆地地层综合柱状图

2.油页岩特征
A.油页岩物理特征
抚顺油页岩颜色为褐色、棕褐色及深灰色。抚顺深褐色油页岩的含油率最高，可达12%，褐色次之，灰色者最低，一般为3.5%～6%，贫矿油页岩通常具有暗淡光泽，富矿油页岩具有较强的沥青光泽。油页岩呈致密块状构造，参差状断口，油页岩密度为2.12g/cm3，具有弹性，用指甲刻划呈光滑条痕，火烧冒烟，带有浓烈的沥青味。
B.油页岩质量特征
（1）灰分：灰分越低，有机质含量越高，发热量和含油率也增加。抚顺油页岩的灰分较高，平均为77.65%，灰分成分十分复杂，主要有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CuO、Ni2O3等。其中，Al2O3约占30%，SiO2约占55%，Ni2O3约占0.05%。
（2）挥发分：挥发分是油页岩品质好坏的定性指标，一般油页岩的挥发分高，含油率也高。抚顺油页岩挥发分较高，平均为17.45%，主要与油母质的性质有关。
（3）水分：含水分越高，加工时需要蒸发水分的热量越大，而水分含量高不利于油页岩的加工。抚顺油页岩矿区西部勘查区水分含量为3.39%，龙凤勘查区水分含量为3.31%，水分含量中等，加工时所需要热量较少，有利于加工；老虎台矿区水分含量为8.05%，水分含量较高，加工页岩油时所需热量多，对加工不利。
（4）发热量：油页岩发热量，主要决于其中有机可燃物的含量和组成。抚顺油页岩矿区西部矿区发热量为5.7MJ/kg，东部露天矿为5.07MJ/kg。
（5）含油率：平均含油率在5%～8%之间，含油率高值出现在矿区内六号断层和十三号断层附近。
C.油页岩岩石学特征
主要由石英（48.2%）、长石（7.7%）等碎屑矿物，高岭石（15.6%）、伊蒙混层（9.9%）、伊利石（6.2%）等黏土矿物，及菱铁矿（9.9%）和少量的黄铁矿组成，部分样品中含少量的方解石。
抚顺盆地贫、富矿油页岩在矿物组合上存在较大的差别。贫矿油页岩中陆源碎屑矿物含量明显高于富矿，主要体现在石英含量明显偏高，富矿油页岩中石英含量为19%～43%，贫矿油页岩中石英含量为46%～54%。在黏土矿物成分上，贫矿层中伊蒙混层含量明显小于富矿层，贫矿层中伊蒙混层含量最大值为3%，富矿层中伊蒙混层含量最大值为17%。陆源碎屑含量与离岸距离成反比，离岸越远，陆源碎屑含量越低。油页岩贫、富矿段陆源碎屑的变化特征，在一定程度上反映了富矿油页岩沉积时的水体较贫矿深，更靠近盆地中心。
D.油页岩有机地球化学特征
抚顺油页岩的有机碳含量较高，一般在7.94%～25.39%之间，平均为14.1%。其中，富矿油页岩有机碳含量高于贫矿油页岩，一般大于10%。随着有机碳含量增高，油页岩含油率呈线性正相关关系。在有机碳含量 ＞6%左右时，该岩石的含油率能达到3.5%以上，这一特征可以为缺少含油率测试数据的常规油气资源区的油页岩资源评价提供依据。
有机质类型为Ⅰ、Ⅱ1和Ⅱ2型。其中富矿呈现为Ⅰ和Ⅱ1型，而贫矿为Ⅱ1-Ⅱ2。富矿油页岩干酪根显微组分主要以腐泥无定形为主，仅含有少量的无结构镜质体和丝质体，缺少壳质组组分；贫矿油页岩干酪根显微组分以腐泥无定形和无结构镜质体为主，其次为壳质碎屑体、丝质体和孢粉体，与富矿油页岩相比，腐泥无定形组分含量明显偏少，壳质组、镜子组和惰质组组分含量明显偏高。富矿油页岩有机质类型要优于贫矿油页岩。
对抚顺盆地油页岩镜质体反射率的分析表明，Ro＜0.5%，处于未熟—低成熟热演化阶段。
3.成矿主控因素
A.沉积条件
抚顺盆地始新统沉积相演化规律主要表现为从湖沼亚相-浅湖亚相-半深湖亚相-深湖亚相-半深湖亚相-浅湖亚相，水体深度变化总体表现为浅-深-浅的过程。油页岩主要沉积环境为半深湖-深湖湘。
半深湖、深湖亚相主要发育在抚顺盆地计军屯组，半深湖亚相主要沉积了巨厚的灰黑色油页岩，水平层理较发育；深湖亚相主要沉积了巨厚的褐色油页岩，块状层理较发育，贝壳状断口。根据油页岩含油率的测试结果，深湖相油页岩的含油率和厚度明显高于半深湖相油页岩，高含油率的油页岩在野外风化后呈页片状。
B.古气候条件
温暖湿润的气候条件，减少了湖泊陆源碎屑物质的供给，带来充足的营养物质，使湖泊的生产力大大提高。抚顺盆地油页岩沉积时期，气候温暖湿润，降雨量充足，植被比较繁盛。湖盆范围扩大、水体加深，以浮游生物和藻类供给为主。
温暖湿润的气候条件，也有利于有机质的保存。在抚顺盆地，油页岩中有机碳含量较高，一般介于8.5%～13.1%之间，平均为11.4%，最高可达20.4%。有机质类型主要以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，且油页岩中含有黄铁矿结核，油页岩富矿层水平层理发育，表明属较深水环境，具备湖水长期分层条件，底层水处于严重缺氧的还原环境，有利于有机质保存。
C.构造条件
构造对于油页岩矿的控制作用，体现在沉积时和沉积后两方面。
沉积时的控制作用主要是体现为同沉积断裂的控制作用，通过对比分析计军屯组贫、富矿油页岩等厚图以及古城子组地层等厚图、计军屯组地层等厚图、西露天组地层等厚图等可见，在抚顺盆地，沿着控盆断裂F1油页岩厚度明显加厚（图13-7）。盆地内部的同沉积断层控制了油页岩矿带的整体展布及较厚油页岩的块段分布；从南至北的控盆断裂，含油率也有增高的趋势。
沉积之后的控制作用，主要指的是后期构造对油页岩矿体的破坏作用。在抚顺盆地，后期构造的破坏作用主要指的是F1逆冲断层造成上盘油页岩全部抬升遭受剥蚀。此外，其伴生的F16断层导致油页岩地层发生反转。

图13-7 抚顺油页岩含矿区19号勘探线剖面图

（据郭巍，2009）

1.地质概况
鄂尔多斯盆地中与油页岩形成有关的地层，包括侏罗系延安组、安定组，三叠系延长组，二叠系山西组及石炭系太原组，油页岩主体为三叠系延长组七段油页岩（图13-8）。三叠系延长组是在鄂尔多斯盆地持续拗陷和稳定沉降过程中堆积的河流-湖泊相陆源碎屑岩系，细分为5个岩性段、10个油层组；厚层油页岩主要分布在延长组中段，长7 油层组沉积亚期，湖侵达到鼎盛期，是当时湖泊水体面积最大的时期，黑色页岩发育，油页岩发育层段也是盆地主力生油层段，属克拉通坳陷型盆地油页岩，具有分布面积大、厚度较薄、含油率较低的特点。鄂尔多斯盆地东南缘油页岩主要分布在铜川以北地区，以及彬县等地区。
2.油页岩特征
A.含油率
含油率分布范围为0.6%～10.6%，平均为5.4%。东南缘油页岩含油率达到中等品质的占70%，整体上铜川的含油率要高于彬县。
B.发热量
发热量分布范围为0～13.92MJ/kg，平均为6.88MJ/kg；含油率和发热量二者呈明显正相关关系，80%以上的样品发热量大于4.18mJ/kg。铜川油页岩的品质好于彬县。
C.灰分和全硫含量
灰分平均值为75.6%，分布范围为48.1%～94.9%；全硫的分布范围为0.28%～9.38%，平均为2.8%，井下油页岩的全硫平均值为6.7%。
3.成矿主控因素
A.沉积环境
沉积环境对于油页岩分布具有重要的控制作用，铜川油页岩形成于三叠系深湖相—半深湖相沉积环境，属于湖相黑色油页岩，代表了湖盆发育的鼎盛时期，油页岩的厚度相对较大；彬县油页岩形成于浅湖和半深湖相沉积环境，水体相对较浅，有机质丰度相对较低。铜川油页岩的Pr/Ph比值多小于1，总体表现出还原沉积环境的特点，生物标志化合物C27甾烷丰富，表明有丰富的低等水生生物和藻类有机质的母质输入；彬县矿区甾烷分布中C29甾烷优势非常明显，Pr/Ph大于1，表明有丰富的陆源高等植物母质输入。

图13-8 鄂尔多斯盆地三叠系延长组地层综合柱状图

B.古气候条件
长7油页岩样品的Sr/Cu比值差异不大、分布稳定，71%的样品Sr/Cu比值介于1.3～5.0之间，平均比值为2.4，表明长7油页岩形成于气候持续稳定的温暖潮湿环境。
C.古水深
露头区长7油页岩多与中层—薄层状暗色泥岩、泥质粉砂岩互层产出，黏土质含量高；井下样品外观呈黑色，水平层理发育，偶见介形虫及鱼鳞化石，多含丰富的黄铁矿颗粒，可见泥包砂等深水沉积构造。长7 油页岩主要形成于水体深度大于15m的半深湖—深湖环境。
鄂尔多斯盆地东南缘油页岩资源勘探程度与落实程度均较低，目前尚未勘探开发利用。整个盆地油页岩呈北西-南东向展布，南部彬县—铜川以北受构造作用抬升剥蚀，西北部在定边、盐池以西减薄尖灭。露头分布区铜川矿区油页岩主矿层厚度一般在10～25m之间，平均厚度约12m，分布稳定（图13-9）。油页岩产状比较平缓，倾角一般不大于20°。铜川区油页岩的埋深较浅，最大埋深仅为250m，多处见有油页岩出露。铜川油页岩含油率高，有机质丰度高，厚度大，油页岩的品质相对较好，具有勘探潜力。

图13-9 鄂尔多斯盆地铜川油页岩矿区后何家坊—半截沟剖面图

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