中国典型盆地油页岩特征及赋存规律

我国陆相盆地油页岩矿床特征多样，尚未形成统一的分类体系，本文以典型盆地松辽盆地、抚顺盆地和桦甸盆地、准噶尔盆地以及鄂尔多斯盆地为例，分别开展了离散型大陆裂谷盆地、转换型走滑盆地、汇聚型前陆盆地及板内型克拉通盆地4种类型解剖，总结了各类型盆地油页岩特征及矿床赋存规律。其中：离散型大陆裂谷后热沉降坳陷演化阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅰ型、含油率中等、厚度中等、分布面积广的特征，易形成特大型油页岩矿床；离散型大陆裂谷同裂谷沉降断陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅱ₁-Ⅱ₂型、含油率中等、厚度中等、分布面积小的特征，易形成中型油页岩矿床；转换型走滑盆地油页岩具有有机质类型Ⅱ₁-Ⅱ₂型、矿床赋存特征差异较大的特征，这主要取决于走滑运动断陷的构造沉降量，该类型盆地既发育中等含油率、巨厚的油页岩矿床，也发育高含油率、厚度薄的油页岩矿床，但总体分布范围较小，易形成中小型油页岩矿床；汇聚型前陆盆地陆相磨拉石阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ₁型、含油率较高、厚度大、分布局限、地层产状变化大的特征，易形成大型油页岩矿床；克拉通型盆地陆内坳陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ₁型、含油率中等、厚度稳定、分布面积广的特征，易形成特大型油页岩矿床。在所有盆地类型中，半深湖-深湖环境、高水位体系域和水进体系域是油页岩形成的有利场所。     

抚顺盆地始新统计军屯组油页岩地球化学特征及其沉积环境

沉积物元素地球化学特征是盆地沉积环境变化的响应。本文根据元素Ti、Mn、Li、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Cd、Ba、Pb、Sr、Rb、V的含量及Sr／Ba、Ni／Co、Ni／V、Cu／Zn、V／（V＋Ni）比值的变化规律，并结合有机地球化学特征，对抚顺盆地始新统计军屯组油页岩的沉积环境进行了分析。以Li、Ti为代表的外源元素，贫矿段的含量高于富矿段；而Sr、Ba等湖盆内化学沉积元素，富矿段的含量高于贫矿。Sr／Ba、V／（V＋Ni）、Ni／Co、Cu／Zn比值从贫矿段到富矿段呈现逐渐增大的趋势。富矿段有机质类型主要为Ⅰ型，而贫矿段主要为Ⅱ1、Ⅱ2。分析表明，本区油页岩富矿段形成于水体盐度较贫矿段高、还原性强的深湖环境，而贫矿段则形成于还原性较弱的半深湖一浅湖环境。     

浅湖-半深湖相湖湾环境油页岩成矿富集机理研究

沉积环境影响油页岩的厚度及含油率,因而研究油页岩沉积时的古环境对油页岩勘探开发有利区块的优选具有重要意义.本文通过对比白垩纪银额盆地苏红图坳陷乎伦陶勒盖小型凹陷与三叠纪鄂尔多斯大型克拉通坳陷盆地的不同时代、不同规模油页岩沉积环境及其与油页岩厚度、含油率分布的关系及规律,提出油页岩形成的最有利相带为浅湖-半深湖相湖湾环境,并被钻探证实.通过对沉积相和有机质富集机理的研究,解释了上述现象,并进一步总结了坳陷盆地油页岩成矿控制因素及成矿模式.     

陆相盆地油页岩成矿规律:以东北地区中、新生代典型盆地为例

油页岩作为常规油气的重要替代或补充能源,在全球资源战略中的地位日益彰显。为了更好地揭示我国陆相油页岩的特征与分布规律,在总结多年油页岩勘查成果的基础上,分析了东北地区松辽和桦甸典型含油页岩盆地矿床特征及成矿特点,揭示了陆相坳陷与断陷盆地油页岩成矿规律。油页岩主要发育于三级层序的高水位体系域和水进体系域;古气候和沉积环境对大型坳陷盆地油页岩的形成有重要的控制作用,温暖湿润的气候条件使湖泊自身生产力大大提高,为油页岩形成提供丰富的物质基础;油页岩的平面分布受控于沉积环境的变化,主要分布于深湖—半深湖相,盐度较高使水体处于盐度分层,有利于有机质保存。构造条件对小型断陷盆地油页岩成矿起着至关重要的控制作用,通过控制可容纳空间而影响了油页岩的厚度分布及品质特征,油页岩主要富集相带为靠近控盆同生断裂一侧的半深湖—深湖环境,且靠近控盆同生断裂一侧油页岩厚度明显加厚和含油率增大;同时,干湿交替的气候控制了油页岩的层数和保存条件。对比分析表明:坳陷含油页岩盆地规模多为大型,油页岩矿单独存在、分布面积大,以中薄层中低含油率为典型特点;断陷含油页岩盆地规模多为小型,油页岩矿单独存在或与煤相伴生,以薄层高含油率或巨厚层中等含油率为典型特点。在三级层序的水进和高水位体系域中,有机质丰度和湖泊生产力较高,层状藻和结构藻较为繁盛,外源输入较低、水体盐度较大、还原性较强,且呈碱性环境,是油页岩形成的有利时期。因此,古构造、古气候和沉积环境综合控制下的丰富有机质来源和良好的湖水盐度分层是油页岩有机质富集的有利因素。     

敦密断裂带盆地群油页岩特征及成矿差异分析

古近纪敦密断裂带上分布一系列的含油页岩盆地群。根据盆地间构造-沉积充填、岩石组合和油页岩赋存特征,初步确认盆地群中油页岩沉积于湖盆鼎盛阶段,均形成于古近系始新统路特阶。盆地群间油页岩矿床特征存在明显的差别,由西南向东北,油页岩厚度逐渐变小,其沉积环境由深湖到半深湖,再到湖沼,而有机质来源则由湖泊生物为主,到湖泊生物和陆源有机质双向来源,过渡为以陆源高等植物为主。结合含油页岩层系形成于同一时期和相似的古气候背景下,盆地沉降和沉积充填作用是影响油页岩矿床差异的关键因素。长期处于欠补偿环境,可容纳空间大的湖盆利于巨厚油页岩的形成,随着可容纳空间的减少、陆源碎屑供给的增多,油页岩厚度减薄,分布也变得相对局限。深湖和湖沼成因油页岩品质较好,半深湖油页岩品质较差。     

吉林省松江盆地下白垩统大砬子组油页岩特征

松江盆地油页岩赋存于下白垩统大砬子组上段,盆地在大砬子组沉积时期处于坳陷期。综合野外工作研究表明,油页岩发育于深湖半深湖相,主要分布于杨木屯胜利屯一带的松江向斜轴部一带。通过对样品的有机地球化学数据分析表明,松江盆地油页岩有机质类型为腐泥型(Ⅰ)腐殖腐泥型(Ⅱ1),处于未成熟阶段。油页岩含油率为3.62%~4.02%,具有一定的工业开采价值。     

桦甸盆地古近系桦甸组油页岩矿床沉积特征

桦甸盆地位于敦密断裂带主干断裂的北侧,是一个半地堑式盆地。受同生控盆断裂的控制,含油页岩段厚度和油页岩单层厚度均由北缘向南缘断裂（F₁）方向逐渐增厚。盆地内古近系（下第三系）桦甸组为一个完整的三级层序,油页岩形成于水进体系域和高水位体系域的浅湖—深湖环境中。共发育可采油页岩13层,含油率较高（一般8%~13%）,质量较好,具有很好的工业前景。     

梅河盆地油页岩特征及成因

梅河盆地为古近纪富含油页岩的小型断陷盆地。岩芯观察、薄片鉴定、有机碳、热解和工业分析等测试分析表明,梅河盆地发育高灰分中含油率型油页岩,油页岩中有机质处于未熟状态;黏土矿物以高岭石和伊利石为主,富含石英等稳定组分,U、Mo等元素较为富集,轻重稀土分异程度高。油页岩突变沉积于煤层之上,且上覆深灰色泥岩,表明其形成于半深湖-深湖环境;Sr/Ba比值和伽马蜡烷含量较低、V/(V+Ni)0.5,表明油页岩形成于缺氧的淡水中。油页岩中有机质来源较为复杂,黑色油页岩有机质丰度含量较高,以高等植物来源为主,油页岩产油率(含油率/TOC)较低;褐色油页岩TOC相对较低,有机质以湖泊生物为主,具有较高的产油率。     

青海-甘肃民和盆地油页岩的成因类型及特征

利用岩心、钻井和分析测试资料,对民和盆地油页岩的沉积环境、层序地层、赋存、工业品质和地球化学特征进行了研究,将民和盆地油页岩划分为3种成因类型:油一层为深湖-半深湖低含油率腐泥型油页岩,油三层为浅湖相低含油率腐殖-腐泥型油页岩,油四层为湖沼相中含油率腐泥-腐殖型油页岩.研究成果表明:形成于深湖-半深湖相的油一层分布范围广,厚度较大,油页岩含油率不高,属高灰分低含油率的油页岩;形成于湖沼相的油四层厚度较小,平面上分布不稳定,含油率较高,属中灰分中含油率的油页岩.     

青海-甘肃民和盆地油页岩成因类型及特征

利用岩心、钻井和分析测试资料,对民和盆地油页岩的沉积环境、层序地层、赋存、工业品质和地球化学特征进行了研究,将民和盆地油页岩划分为3种成因类型：油一层为深湖—半深湖低含油率腐泥型油页岩,油三层为浅湖相低含油率腐殖—腐泥型油页岩,油四层为湖沼相中含油率腐泥—腐殖型油页岩。研究成果表明：形成于深湖—半深湖相的油一层分布范围广,厚度较大,油页岩含油率不高,属高灰分低含油率的油页岩;形成于湖沼相的油四层厚度较小,平面上分布不稳定,含油率较高,属中灰分中含油率的油页岩。     

山东黄县断陷盆地油页岩特征及生成机制

古近纪的黄县断陷盆地中,煤与油页岩交互发育,呈旋回式出现。其中油页岩主要呈褐黑色、棕黑色,层理构造不发育,表现为致密坚硬块状。油页岩中有机质质量分数高达45%,并以I型干酪根为主。古生态学显示,古近纪黄县盆地中周期性发生海侵作用,油页岩生成于海水（咸水）与大陆淡水混合的微咸水-半咸水环境中。咸水与淡水混合时发生的凝胶作用是生成该块状油页岩的主要因素。当盆地基底沉降速率较快、发生海侵时,主要为油页岩沉积时期;盆地基底沉降速率较慢、无海侵作用时,盆地为泥炭沼泽环境,主要发育煤层。这种基底沉降速率变化及周期性海水进退,是造成煤与油页岩呈旋回式沉积的主要原因。     

抚顺油页岩开发利用条件分析

对抚顺油页岩样品的容重测定、工业分析、低温干馏、元素分析、发热量测定、灰分成分分析及灰熔点测定,可知油页岩容重为1.4～2.7 t/m³、含油率为1.17%～20.70%、发热量为0.45～11.18 MJ/kg。油页岩的颜色多为浅褐-深褐色,条痕为褐色,颜色越深含油率越高。低温干馏时,温度控制在510℃,焦油率最高。油页岩有机质主要由C、H、O、N元素组成,无机物主要由Si、Al、Fe、Ca、Mg等元素组成,其伴生元素主要为Ti、Zr、Ge和Ga;油页岩灰分主要由SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO和SO₃组成,其中SiO₂的含量最高,Al₂O₃、Fe₂O₃次之。     

中国中西部前陆盆地的地质特征及油气聚集

油页岩是一种重要的替代能源资源,中国油页岩主要分布于中国15个省份(区),总查明资源储量329.89亿t,居世界第四位。其中,吉林省、广东省、辽宁省分别为174.27亿t、55.15亿t和45.05亿t,并分别占全国油页岩探明资源储量的52.83%、16.72%和13.65%。中国油页岩具有沉积时代以新生代为主,沉积环境以陆相为主的特征。中国高含油率的油页岩主要分布在新生代小型聚煤断陷盆地,而低含油率油页岩主要分布在晚白垩纪大型含油气坳陷盆地,且资源量巨大。中国小型断陷盆地油页岩,如桦甸油页岩的形成主要受构造、气候作用影响;而大型坳陷盆地,如松辽盆地油页岩的形成与全球缺氧事件有关,而缺氧事件常与海平面变化关系密切。新的评价体系把油页岩边界品位-含油率(ω)定为3.5%,并按不同品级、不同埋藏深度进行油页岩资源系统评价。坚持综合开发和利用,走炼油-化工-发电-多金属提取-建材一条龙联合生产是最佳开发利用途径。中国油页岩工业在中长期内将可实现油页岩工业化,具有广阔前景。     

准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组油页岩地球化学特征与成矿条件

【研究目的】本文旨在通过对比准噶尔盆地吉木萨尔地区二叠系芦草沟组高品位和低品位油页岩的品质和成因差异,揭示高品位油页岩的特殊成矿条件。【研究方法】对吉木萨尔地区两个剖面采集的露头样品,进行TOC、热解、含油率、微量、稀土元素测试,从而开展高品位和低品位油页岩有机地球化学特征,微量稀土元素特征及成矿条件差异分析。【研究结果】研究区高品位油页岩有机质类型为I型;低品位油页岩有机质类型为I-II1型。高品位和低品位油页岩中B、Ba、Cr、Nb、Sr、V、Zr等微量元素含量差异明显,高品位油页岩中各稀土元素平均含量和各样品稀土元素分布区间都小于低品位油页岩,且外源元素富集程度也相对更低,显示了更少的陆源碎屑输入。微量元素比值显示,研究区油页岩形成于温暖湿润气候,淡水—半咸水,还原环境。高品位油页岩与低品位油页岩相比,形成时水体盐度值更大,有机质生产力更高。【结论】温暖湿润气候背景下,相对较少的陆源碎屑供给,减少了对有机质的稀释和氧化破坏,同时较高的水体盐度值更利于水体分层,从而形成一个长时间的还原环境,再加上更高的有机质生产力,从而形成了高品位油页岩。     

沁水盆地新近纪张村组油页岩评价及古环境分析

为了深入分析油页岩发育特征对古环境的指示作用，为油页岩资源评价提供理论指导，选取沁水盆地中部新近系张村组油页岩为研究对象，采用岩石热解、有机碳测定、X射线荧光光谱仪（XRF）测试等方法分析油页岩有机地球学和元素地球化学特征，探讨沉积期的古气候和古地理环境。结果表明，张村组油页岩含油率较低，为4.15%；干酪根类型为标准腐泥型（I₁），埋藏较浅，生烃潜力较高；样品的微量元素富集指数和地球化学参数特征显示，张村组油页岩有机质为混合来源，湖泊自身生产力提供主要物质基础；沉积期气候温暖湿润，盆地内水体由盐湖逐渐淡化，油页岩形成于水体分层不强的厌氧、深湖环境。油页岩的地球化学特征与沉积期的古气候、古地理环境具有较好耦合性。      

松辽盆地北部青一段油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息

油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息是揭示油页岩成矿富集规律的关键佐证。根据含油率、TOC、岩石热解、元素分析、生物标志化合物检测及有机显微组分分析，精细刻画了松辽盆地北部ZY1井青一段油页岩的地球化学特征，并分析了其记录的古湖泊学信息，探讨了古湖泊对油页岩有机质富集的控制作用。结果表明：青一段发育8层中等偏好品质的油页岩，下部为高品质油页岩富集层段；油页岩的含油率和TOC质量分数相关性极好，处于未熟—低成熟度演化阶段，生烃潜力大；油页岩中含丰富的萜类和甾类化合物，有机质类型主要为Ⅰ型，有机质来源主要为层状藻占优势的湖泊水生生物。地球化学参数指示，青一段下部古湖泊生产力呈现3个低→高的旋回，对应的古湖泊水体盐度呈现为3个半咸水-咸水旋回、古湖泊水体氧化还原性表现为还原-强还原-还原的厌氧环境，其中旋回Ⅱ后期湖泊生产力最高，对应的水体盐度最高、还原性最强。表明湖泊富营养化造成的高湖泊生产力是青一段高品质油页岩有机质富集的物质基础，盐度分层控制下强还原的湖底环境是高品质油页岩有机质富集的良好保存条件。     

与盐碱矿共生的油页岩形成环境及沉积演化——以桐柏吴城盆地油页岩矿床为例

桐柏吴城盆地五里堆组油页岩为棕黑色,质细而软,呈薄片状产出,平均含油率为6.2％。其内可见大量星点状、结核状黄铁矿,并作为天然碱矿层的直接底板与天然碱、盐岩、白云岩及粉砂质泥岩构成了多个韵律旋回。研究表明：该油页岩形成于湿热气候下的山间封闭盆地;盆地构造环境稳定、周围陆源碎屑供给贫乏;沉积介质为弱还原-还原、半咸水-咸水的浅湖静水环境。在干-湿交替但以干热为主的山间封闭盆地大背景下,五里堆组含油页岩岩系经历了“湿热作用较强→干热为主→高度干热→干热为主→湿热为主”的气候变化旋回,形成了油页岩、天然碱、盐岩、白云岩、粉砂质泥岩的不同韵律组合。     

老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤含油率控制因素

我国陆相盆地内普遍存在油页岩与煤共生的地质现象。本文以老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤为研究对象，基于工业分析（含油率、灰分、挥发分、全硫和发热量）和有机地球化学分析（有机碳、岩石热解、显微组分和生物标志化合物），对油页岩与煤含油率的控制因素开展研究。根据含油率等工业品质特征，将研究区油页岩与煤进一步划分为高含油率油页岩（HOS）、低含油率油页岩（LOS）、高含油率煤（HC）和低含油率煤（LC）4种亚类。其中HC的总有机碳质量分数和生烃潜力最高，其次为LC、HOS和LOS，4种亚类的有机质类型以Ⅱ型干酪根为主，均处于未成熟的热演化阶段。沉积环境与有机质来源是控制油页岩与煤含油率的关键因素，HOS主要形成于陆源有机质供给中等的湖沼环境，而HC主要形成于陆源有机质供给丰富的泥炭沼泽环境。油页岩与煤形成时期的高等植物以松科、柏科/杉科、南洋杉科、罗汉松科和蕨类植物为主，这些植物可以提供充足的树脂和蜡质有机质，从而使油页岩与煤具有相对较高的含油率。