吉林省油頁巖資源現(xiàn)狀及分布特征

汪 洋，牛繼輝，汪志剛

1.吉林大學(xué)， 吉林 長春 130061；2.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林長春 130061；3.吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春130033

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吉林省油頁巖資源現(xiàn)狀及分布特征

汪 洋1，牛繼輝2，汪志剛3

1.吉林大學(xué)， 吉林 長春 130061；2.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林長春 130061；3.吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春130033

吉林省油頁巖資源儲量豐富，主要分布在盆地中，其中松遼盆地、柳河盆地、伊通—舒蘭盆地、蛟河盆地、延吉盆地、琿春盆地是重要含礦盆地。最主要油頁巖集中在松遼盆地，合理開發(fā)吉林省油頁巖礦產(chǎn)資源，對緩解我國能源短缺局面中將起重要作用。

油頁巖資源 ；資源現(xiàn)狀 ；分布特征

0 引言

中國是油頁巖資源豐富的國家，其資源量僅次于美國、巴西和愛沙尼亞，居世界第四位。吉林省油頁巖資源儲量豐富，從1959年開始就投入了大量地質(zhì)工作，現(xiàn)已查明油頁巖499億噸，占全國已查明資源量的55%，隨著人口的增長，經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和人民生活水平的提高，能源消耗量也與日俱增，目前已處于全球性的能源危機(jī)時(shí)期，為此，合理開發(fā)吉林省油頁巖礦產(chǎn)資源，對緩解我國能源短缺局面中將起重要作用。

1 吉林省油頁巖資源

吉林省油頁巖分布范圍較廣，省內(nèi)40多個(gè)大小不等的盆地都含有油頁巖礦。經(jīng)吉林省地質(zhì)調(diào)查院對40個(gè)油頁巖盆地資源量預(yù)測，總資源量為3 152.03億噸。成礦時(shí)代主要是中新生代，賦礦層位為侏羅系、白堊系和古近系、新近系，其中早白堊系和古近系、新近系為主要含礦層位。油頁巖礦層主要有白堊系青山口組（K1qs）、嫩江組（K2n）、大砬子組（K1d2），古近系梅河組（Em）、琿春組（E1-3hc）、舒蘭組（Es）。油頁巖層位穩(wěn)定，規(guī)模大，礦石類型簡單，油頁巖含油率一般3.5%～14.69%，平均品位5%左右。黑色或褐色泥頁巖型，易于加工；油頁巖礦體一般埋深小于500 m，埋藏淺，易于開采。

2 分布特征

2.1 松遼盆地

松遼盆地位于吉林省中西部，面積45 000 km2，區(qū)內(nèi)地層主要是中生代白堊紀(jì)的細(xì)碎屑巖。自下而上有泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組、明水組及新近系太康組，地層走向NNE，傾向南東，傾角3°左右。其中早白堊世的青山口組和晚白堊世的嫩江組與油頁巖關(guān)系密切。（圖1、圖2）。

（1）青山口組下部灰綠色巖段（K1qs）：該巖段自下而上分兩層：

第一層：位于該巖段底部，為一套黑色頁巖，其中含質(zhì)量較好的油頁巖礦層，主礦層為一層，最多達(dá)6層。黑色頁巖層厚度74.2 m。

第二層：下部是青灰色頁巖與青灰色塊狀頁巖互層帶，普遍含有黑色化石碎片和黑色介形蟲化石層（20 cm厚）。再向上為灰白色凝灰質(zhì)塊狀頁巖及暗灰色頁巖組成的互層帶。第二層厚度為108 m。見青山口組含礦層位柱狀圖1。

圖 1 青山口組含礦層位柱狀圖Fig.1 The ore bearing histogram of Qingshankou Formation

（2）嫩江組灰綠色巖段（K2n1）：該巖段自下而上分為三層：

第一層：下部是灰綠色薄層狀到中厚層狀粉砂質(zhì)頁巖。巖層具有明顯的交錯(cuò)層理和斜層理，普遍含星散狀黃鐵礦小顆粒及結(jié)核。局部夾薄層硅質(zhì)灰?guī)r，上部是灰黑、灰綠色頁巖，巖石中介形蟲化石十分普遍，含少量葉肢介化石，并見有星散狀黃鐵礦及結(jié)核。

第二層：為灰綠色與灰黑色層狀頁巖組成的互層帶，其中含礦1～2層，最多達(dá)3層。礦層與巖層為漸變過渡關(guān)系，該層以含灰白色薄層的粉砂質(zhì)及富含介形蟲化石為特征。

第三層：下部是灰綠色到灰黑色層狀頁巖夾鈣質(zhì)灰?guī)r、介形蟲灰?guī)r等，水平層理和波狀層理發(fā)育。該巖段厚度大于100 m。

（3）嫩江組粉砂質(zhì)頁巖、油頁巖段（K2n2）：該巖段自下而上分兩層：

第一層：為灰黑色油頁巖層，巖石呈黑色，較致密層狀，水平層理發(fā)育，層面平坦，富含葉肢介化石。該層是最重要的含礦層位，多含一層礦，局部含兩層礦。礦層的含油率常與化石含量成正比，即化石含量集中的部位含油率就高，油頁巖層中夾9層灰白-微黃色含鈣質(zhì)紙片狀粉砂巖夾層，厚度11～28 cm不等，

第二層：淺灰-暗灰黑色塊狀粉砂質(zhì)頁巖，下部巖層顏色較深，粉砂質(zhì)成分含量少，層理不發(fā)育，含介形蟲及葉肢介化石，與第一層油頁巖層為漸變過渡關(guān)系；上部顏色較淺，層理不發(fā)育，兩巖層厚度150 m。見嫩江組含礦層位柱狀圖（圖2）。

2.2 柳河盆地

盆地走向50°，寬10～20 km，面積2 033 km2，區(qū)內(nèi)地層主要是梅河組，屬新生界古近系始新—漸新統(tǒng)產(chǎn)物，自下而上可劃分為4個(gè)巖性段：

（1）底部粗碎屑巖段（E1）：由分選度磨圓度均較差的砂礫巖、礫巖組成，厚度約280 m。

（2）下含煤巖段（E2）：主要為含煤碎屑沉積，由中—細(xì)碎屑巖、泥巖、粉砂巖和煤層組成。厚度為40～90 m。

（3）褐色泥巖—含油頁巖段（E3）：由巨厚的泥巖組成，是主要的含油頁巖層位。

（4）上含煤巖段（E4）：主要為砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)巖沉積，局部含可采煤，厚度150～200 m。褐色泥巖含油頁巖段（E3）由巨厚的泥巖組成，多為褐色，灰褐色、咖啡色等純質(zhì)泥巖，該巖段在盆地內(nèi)分布廣泛，中下部為油頁巖沉積，上部夾薄層粉砂巖及細(xì)砂巖，該巖段一般厚度90～150 m，最大厚度達(dá)400多米，見含礦層位柱狀圖3。該褐色泥巖段大致相當(dāng)于撫順煤田古城子組（主要含煤層）下部的紀(jì)軍屯組（褐色油頁巖層）。另據(jù)煤田2003年施工鉆孔ZK4（孔深586.75 m），油頁巖厚度達(dá)450 m（圖3）。

2.3 伊通—舒蘭盆地

伊通—舒蘭盆地油頁巖礦區(qū)位于吉林省長春市東南、吉林市北，伊通縣—舒蘭縣一帶。面積：4 756 km2。

圖 2 嫩江組含礦層位柱狀圖Fig.2 The ore bearing histogram of Nenjiang Formation

圖 3 梅河組含礦層位柱狀圖Fig.3 The ore bearing histogram of Meihe Formation

本區(qū)位于中、新生代依蘭—伊通地塹的中南部。其內(nèi)有多個(gè)向斜，軸向北東—南西，并形成舒蘭、伊通等多個(gè)向斜盆地。

區(qū)內(nèi)主要分布有白堊系下統(tǒng)、古近系及第四系。

白堊系下統(tǒng)泉頭組由一套棕紅色礫巖、紫紅色泥巖、粉砂巖組成。

古近系是該區(qū)的主要含油頁巖層位，自下而上劃分為古新統(tǒng)缸窯組，始新統(tǒng)棒槌溝組和舒蘭組，漸新統(tǒng)水曲柳組及上新統(tǒng)船底山組。

缸窯組：呈北東－南西向分布于伊－舒盆地的兩側(cè)，由成分復(fù)雜分選較差的礫巖、砂巖夾泥巖組成，個(gè)別地區(qū)夾碳質(zhì)巖或煤層，含豐富的古新世孢粉化石。為伏于古新統(tǒng)之下，第三系初期形成的濱湖三角州相沉積，與下伏白堊系泉頭組，及華力西期花崗巖均為不整合接觸。控制厚度297 m。

棒槌溝組：平行不整合超覆于缸窯組之上，主要巖性為粉砂巖夾粘土礦，及細(xì)砂巖、砂巖夾煤線。

舒蘭組：主要分布于伊—舒盆地兩側(cè)，可分上、下兩個(gè)巖段，下巖段：主要巖性為灰白色、灰綠色、粉砂巖、砂巖夾泥巖含多層工業(yè)煤層，上巖段：為褐色泥巖段是主要含油頁巖層位，油頁巖含率3.5%～11.82%，巖層厚275.3 m。該組與下伏棒槌溝組為整合接觸，與上覆水曲柳組為不整合接觸，地層厚度380～710 m。

水曲柳組：出露于伊通—舒蘭盆地北部盆河—平安鎮(zhèn)一帶，呈北東向條帶狀展布，主要巖性為灰綠色砂巖、砂頁巖、泥巖粉砂質(zhì)泥巖、砂礫巖和礫巖，局部夾煤線及可采煤層，與下伏舒蘭組為不整合接觸，厚度大于600 m。

該盆地在過去的幾十年中曾在舒蘭組中開展過大規(guī)模的煤礦勘查工作，并發(fā)現(xiàn)有巨厚的褐色泥巖，褐色泥巖下部是工業(yè)煤礦層，舒蘭組的這種巖石組合與遼寧的扶順地區(qū)巖石組合極其相似。即舒蘭組上段的褐色泥巖相當(dāng)于撫順地區(qū)的計(jì)軍屯組（褐色油頁巖層）。下段的含煤巖層相當(dāng)于下部的古城子組（主含煤層，見圖4）。

圖 4 伊通大孤山礦層柱狀圖Fig.4 The seam histogram of Yitong Dagushan

2.4 蛟河盆地

蛟河盆地位于吉林省中部，盆地西為老爺嶺，東為張廣才嶺，呈北東南西向展布，蛟河市在其中北部。隸屬蛟河市。面積：449 km2

盆地為中生代盆地，出露地層有晚侏羅世—早白堊世長財(cái)組（J3—K1c），早白堊世保家屯組（K1b）。

晚侏羅世—早白堊世長財(cái)組（J3—K1c）

下部：主要由一套中－酸性火山巖及火山碎屑巖組成。

中部：為粗碎屑巖，以礫巖、砂巖為主。

上部為一套含煤巖系，由含礫砂巖、砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及煤層組成。

早白堊世保家屯組（K1b）：

下段：以粗碎屑沉積為主，夾砂巖、細(xì)粉砂巖及煤線。

上段：以細(xì)碎屑沉積為主夾數(shù)層油頁巖。由頁巖、粉砂巖夾油頁巖組成。

蛟河盆地為一斷陷盆地，為一不對稱向斜構(gòu)造。盆地油頁巖主要見于上部的早白堊世大拉子組上段中，多以夾層出現(xiàn)。沉積厚度大于400 m。

2.5 敦化盆地

敦化盆地油頁巖礦位于敦化市北部，屬敦化市轄區(qū)內(nèi)。普查區(qū)總面積為3 000 km2。

敦化盆地地表出露為土門子組及船底山組，下伏含礦巖系為：

琿春組：是主要含油頁巖層位，主要巖性為白色、灰色砂巖、粉砂巖，油頁巖和煤層組成。含豐富的孢粉化石，厚度104～545 m。可分上下兩段：上段油頁巖及粉砂巖夾煤層，厚74～200 m。多以粗砂巖礫巖為主，夾少量煤層，厚30～254 m，據(jù)孢粉測定，被子植物花粉占優(yōu)勢（25.9%～78.84%），裸子植物花粉次之（5.88%～38.77%），蕨類孢子最少（4.54%～36.83%）。此外，土門子組為一套碎屑巖夾玄武巖和硅藻土；船底山組為一套橄欖玄武巖、安山玄武巖。

目前在該區(qū)第三系琿春組已見油頁巖，主要為河床相沖積物及Ⅰ、Ⅱ級階地堆積物。

2.6 延吉盆地

面積1 500 km2。盆地內(nèi)出露的主要地層為白堊系大砬子組和龍井組，屬山間盆地內(nèi)陸河湖相沉積。

大砬子組：主要分布在延吉、和龍、安圖、蛟河、松江、堿場溝、屯田營、汪清、春陽、羅子溝、杜荒子、福洞、詩滿村等中生代盆地內(nèi)。在老頭溝—銅佛寺及大砬子—金谷一帶出露最佳。下部主要由一套山麓洪積相的礫巖及砂巖組成，主要巖性以黃色含礫砂巖、礫巖為主，夾黃色、紫色砂巖和粉砂巖；上部為砂頁巖，夾油頁巖段，主要巖性為黃灰色、灰綠色粉砂巖及黑色紙狀頁巖，夾褐色油頁巖及泥灰質(zhì)團(tuán)塊，盛產(chǎn)動(dòng)物化石。

龍井組：龍井組是1964年省區(qū)調(diào)隊(duì)根據(jù)西田彰一創(chuàng)建的“龍井統(tǒng)”重新修定其含義后而厘定的。是指覆蓋在大砬子組之上的一套紅層，在延吉盆地見于朝陽川、帽兒山、延吉市、龍井鎮(zhèn)及金谷一帶。主要是由一套灰綠、紫紅、蛋青等雜色正常碎屑巖夾泥灰?guī)r團(tuán)塊構(gòu)造。

2.7 琿春盆地

琿春盆地位于琿春市及其外圍地區(qū)，地理坐標(biāo)為，面積為624 km2。琿春盆地鴨綠江斷裂控制，該體系展布方向?yàn)?0°～60°，除控制盆地的形成以外，還使業(yè)已形成的古近系琿春組煤系地層發(fā)生褶皺，呈背斜、向斜相間平等排列，軸線呈直線狀，走向55°左右。

琿春盆地地層為一套始新—漸新世沉積的含煤巖系——琿春組。據(jù)其巖性和巖相特征，將其劃分為上、下二段。

下段由礫巖組成，夾砂巖及薄層煤。礫巖不穩(wěn)定，向盆地內(nèi)部漸變?yōu)楹[粗砂巖、粗砂巖、細(xì)砂巖泥巖及煤線，沿盆地邊緣，其厚度和粒度也有較大變化，反映了下段主要是山間河流相和洪積相沉積。

上段主要為砂頁巖夾煤層，巖性為灰、灰白色粗砂巖、砂巖、砂頁巖、泥巖及油頁巖煤層等，主要由細(xì)碎屑巖組成，為一套以成煤沼澤相和湖泊相沉積為主，局部為沖積相。該段巖性較為穩(wěn)定，煤層較多，可達(dá)30余層，煤層最厚2 m，由于盆地向東變窄，其煤層亦不穩(wěn)定，規(guī)模亦小。此段中產(chǎn)植物化石，動(dòng)物化石少，僅見腹足類（螺）化石。

琿春組下伏地層為泉水村組，主要巖性為安山巖、安山質(zhì)集塊巖、安山質(zhì)角礫凝灰熔巖、少量英安質(zhì)凝灰熔巖。

據(jù)有關(guān)資料，琿春盆地的六道泡子盆地已發(fā)現(xiàn)油氣，油氣母巖多為油頁巖。

3 吉林省油頁巖綜合開發(fā)潛力分析

能源是人類社會繁榮發(fā)展至關(guān)重要的，吉林省是油頁巖勘查開發(fā)啟動(dòng)最早的省份，隨著新一輪全國油氣資源評價(jià)的開展，吉林省油頁巖如果開發(fā)成功，勢必能引導(dǎo)其它盆地及省份的油頁巖勘查和開發(fā)，它將對我國的非常規(guī)能源，尤其是油頁巖的開發(fā)，起到指導(dǎo)作用。也能大大地增加我國油氣資源的儲備，緩解現(xiàn)階段供需矛盾。

［1］ 劉招君，柳 蓉，中國油頁巖特征及開發(fā)利用前景分析［J］ .地質(zhì)前緣，2005，12（3）.

The present situation and distributive characteristics of oil shale in Jilin Province

WANG Yang1， NIU Ji-hui2， WANG Zhi-gang3
1. Jilin University， Changchun 130061， Jilin， China； 2. Institute of Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130061，Jilin， China； 3. The First Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130033， Jilin， China

The oil shale is rich in Jilin Province， which is distributed in the Songliao Basin， Liuhe Basin， Yitong-Shulan Basin， Jiaohe Basin， Yanji Basin and Hunchun Basin， mainly Songliao Basin. Rational development of oil shale in Jilin Province will play an important role to alleviate the situation of energy shortage in China.

oil shale； situation of resources； distributive characteristics

P618.12

B

1001—2427（2015）03 - 70 -5

2014-12-05；

2015-09-08

中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（任務(wù)書編號［2007］034-01號，項(xiàng)目代碼1212010633501）

汪 洋（1989—），男，吉林長春人，吉林大學(xué)在讀碩士.