大古本油頁巖聚集特征研究

吳迪 王歡

摘 要：對遼寧省阜新市大古本中生代含油頁巖系特征進行闡述，以沉積礦體的空間展布為核心，利用鉆孔巖芯，露頭剖面及地層學有關理論和研究方法，對大古本中生代含油頁巖地層進行了層序地層學研究。闡述了聚油頁巖富集特征，分析了油頁巖富集帶的遷移以及變化規律。

關鍵詞：地層層序；聚油頁巖特征；富集帶

1 概況

地理位置位于阜新市東北70Km左右，行政區劃為阜蒙縣大古本鎮所轄。

地理坐標：東經 122°05′00″

北緯 42°10′30″

面積約為36Km2

是一個東西兩翼隆起，南北狹長平坦的凹陷盆地。

遼寧省煤礦管理局一○六隊于1961年7月提出了《阜新蒙古族自治縣野馬套海區油頁巖礦產地質普查報告》。報告對該區地質構造，油頁巖產狀，賦存情況以及油頁巖層位，厚度變化及含油率均作了初步評價。在此基礎上，東北煤田地質局一○七勘探隊于2008年4月11日～12月1日，進行了大古本油頁巖勘探。鉆探進尺23000m，施工鉆孔59個。較詳細的揭露了該區的油頁巖賦存情況。

大古本構造圖 比例尺 1：100000

2 區域地質

2.1 地層

該區地層以太古界前震旦系和元古界震旦系為基底，之上接受了中生界早白堊紀義縣組，九佛堂組，孫家灣組及新生界第四系地層的沉積。由上至下分為：

新生界第四系（Q4）沖洪積層，厚度0～25.00m。

由黃色沙土，砂質粘土及砂礫石組成。與下伏地層不整合接觸。

中生界孫家灣組（K1s），厚度50～250.00m，以紅色、紫紅色礫巖、砂巖為主，夾頁巖。

中生界九佛堂組（K1jf），厚度400～600.00m，由上至下分為四段。

四段：厚度60～90.00m。

由褐黃色、淺灰色、灰色、黑灰色細砂巖，泥巖，粉砂巖，頁巖組成，夾油頁巖薄層，含銀白色小個體腹足類及瓣腮類軟體動物化石，該層段發育Ⅳ組油頁巖層群。

三段：厚度80～180.00m。

由灰白，灰綠色，淺灰色粉砂巖，細砂巖，黑灰色頁巖，褐黑色油頁巖組成，夾泥灰巖數層，位于該盆地局部發育燧石巖薄層。

上部含灰白色，淺粉紅色腹足類及瓣腮類軟體動物化石；下部夾褐黃色瓣腮類軟體動物化石。

底部可見葉肢介及魚骨骼化石。該層段發育Ⅲ組油頁巖層群。

二段：厚度220～280.00m

由淺灰色，灰色，灰綠色，黑灰色，褐黑色粉砂巖，粉砂質泥巖，頁巖，油頁巖組成。下部夾薄煤及炭泥巖，但只見個別孤立可采點，發育不穩定，不能構成可利用的可采范圍。

底部富集介形蟲化石，含三尾擬蜉蝣化石及魚骨骼化石。該層段發育Ⅱ組油頁巖層群。

一段：厚度130～200.00m。

由淺灰綠色粉砂巖，黑灰色泥巖，灰黑色頁巖，油頁巖組成。該層段發育Ⅰ組油頁巖層群。

中生界早白堊紀義縣組（K1y），厚度5～500.00mm。

由火山巖，火山碎屑巖及沉積巖薄層組成。

元古界震旦系（Z），大虹峪組，由石英巖，硅質灰巖組成。

太古界前震旦系（Anz）；大營子組，由片麻巖，混合巖，混合花崗巖組成。

2.2 構造

該區塊為新華夏系早白堊紀內陸凹陷盆地。

盆地東緣為斷陷接觸，為一組緯向斷裂帶所控制，經研究確定為成油頁巖后期發生的斷裂構造，屬于對盆地的后期改造斷裂，因此盆地東緣顯示為斷陷盆地之特征；西緣及南北緣為不整合或假整合接觸，未發現斷裂構造。

2.3 火成巖

區內火成巖主要是燕山期氣孔玄武巖、安山巖和喜山期第三紀玄武巖兩期活動，前者是凹陷湖相沉積的直接基底，后者僅少量出露（大干敖西1公里處），東西兩側地表和鉆孔都已實見。在其它部位沒有發現，對含油頁巖地層沒有破壞。

3 成礦條件

3.1 控礦因素

本地區油頁巖形成于燕山運動的間歇期，在凹陷地帶出現了利于聚積形成油頁巖原始物質的靜水湖盆地區。

3.2 成礦類型和產出形態

內陸湖泊相聚油頁巖凹陷，為一復式向斜形態。

4 油頁巖分布規律和發育概況

4.1 組、層劃分以及巖性特征

油頁巖是主要由藻類等低等植物遺體和小部分水生動物遺體轉變而成的一種固體可燃有機巖，該盆地發育的油頁巖主要分為四個層群。

（1）Ⅳ組油頁巖層群：有1～3個可采層，但未能構成一定的可采面積，為灰黑、褐黑色，薄層至中厚層段。

（2）Ⅲ組油頁巖層群：發育四個可采層，是主要油頁巖計量層，為灰黑、褐黑色，薄層至中厚層段。

（3）Ⅱ組油頁巖層群：發育三個可采層，是主要油頁巖計量層，為灰黑、褐黑色，薄層至中厚層段。

（4）Ⅰ組油頁巖層群：可采厚度0～43m，因含油率低于工業品位（<4%），只有個別鉆孔鉆穿該層群，因此，未納入計量層。

4.2 富集及變化規律

（1）Ⅳ組油頁巖層群：有1～3個可采層，但未能構成一定的可采面積。

（2）Ⅲ組油頁巖層群：發育四個可采層，是主要油頁巖計量層。

Ⅲ-1層：為褐黑色，薄層至中厚層狀，厚度1.09～3.55m/平均厚度2.32m，含油率4.40～5.70%/平均含油率4.97%，相對密度：2.00噸/m3，為貧礦品位，全區發育。

Ⅲ-2層：為灰黑色，中厚層狀，厚度1.00～1.90m/平均厚度1.45m，含油率4.90～5.40%/平均含油率5.15%，相對密度：2.00噸/m3，為貧礦品位，北部、局部發育（1、2、3號次級凹陷）。

Ⅲ-3層：為灰黑至褐黑色，中厚層狀，厚度1.25～1.32m/平均厚度1.29m，含油率5.70～6.50%/平均含油率6.10%，相對密度：2.00噸/m3，為貧礦品位，局部發育（2、3號次級凹陷）。

Ⅲ-4層：為褐黑色，中厚層狀，厚度1.32～1.93m/平均厚度1.63m，含油率5.00～5.30%/平均含油率5.15%，相對密度：2.00噸/m3，為貧礦品位，分布于盆地北部（1號次級凹陷）。

（3）Ⅱ組油頁巖層群：發育三個可采層，是主要油頁巖計量層。

Ⅱ-1層：灰黑、褐黑色，薄至中厚層狀，厚度1.61～1.93m/平均厚度1.63m，含油率5.00～5.30%/平均含油率5.15%，相對密度：2.00噸/m3，為貧礦品位，分布于盆地北部（1號次級凹陷）。

Ⅱ-2層：褐黑色，中厚層狀，厚度0.98～3.15m/平均厚度2.07m，含油率4.40～5.50%/平均含油率4.90%，相對密度：2.00噸/m3，為貧礦品位，全區發育。

Ⅱ-3層：褐黑、灰黑色，薄至中厚層狀，厚度2.02m/平均厚度2.02m，含油率5.36%，相對密度：2.00噸/m3，為貧礦品位，分布于局部及北部（1、2號次級凹陷）。

（4）Ⅰ組油頁巖層群：可采厚度0～43m，因含油率低于工業品位（<4%），只有個別鉆孔鉆穿該層群，因此，未納入計量層。

5 油頁巖物理性狀及化學分析

物理性狀：油頁巖外觀多呈褐黑色泥巖狀，其相對密度1.4～2.7噸/m3，油頁巖中的礦物質常與有機質均勻細膩的混合，難以用一般選煤的方法進行選礦。含有大量粘土礦物的油頁巖，往往形成明顯的片理。

化學分析：主要包括油母、水分和礦物質。

（1）油母：含量在10%～35%（干基），是復雜的高分子有機化合物，富含脂肪烴結構，而較少芳香烴結構。油母的元素組成主要為碳、氫，以及少量的氧、氮、硫；其氫碳原子比為1.25～1.75。油母含量高，氫碳原子比大，則油頁巖產油率高。

（2）水分：為4%～25%，與礦物質顆粒間的微孔結構有關。

（3）礦物質：含量在50%～85%，主要有石英、高嶺土、粘土、云母、碳酸鹽巖以及硫鐵礦等。含量通常高于有機質。