大古本油页岩聚集特征研究

吴迪 王欢

摘 要：对辽宁省阜新市大古本中生代含油页岩系特征进行阐述，以沉积矿体的空间展布为核心，利用钻孔岩芯，露头剖面及地层学有关理论和研究方法，对大古本中生代含油页岩地层进行了层序地层学研究。阐述了聚油页岩富集特征，分析了油页岩富集带的迁移以及变化规律。

关键词：地层层序；聚油页岩特征；富集带

1 概况

地理位置位于阜新市东北70Km左右，行政区划为阜蒙县大古本镇所辖。

地理坐标：东经 122°05′00″

北纬 42°10′30″

面积约为36Km2

是一个东西两翼隆起，南北狭长平坦的凹陷盆地。

辽宁省煤矿管理局一○六队于1961年7月提出了《阜新蒙古族自治縣野马套海区油页岩矿产地质普查报告》。报告对该区地质构造，油页岩产状，赋存情况以及油页岩层位，厚度变化及含油率均作了初步评价。在此基础上，东北煤田地质局一○七勘探队于2008年4月11日～12月1日，进行了大古本油页岩勘探。钻探进尺23000m，施工钻孔59个。较详细的揭露了该区的油页岩赋存情况。

大古本构造图 比例尺 1：100000

2 区域地质

2.1 地层

该区地层以太古界前震旦系和元古界震旦系为基底，之上接受了中生界早白垩纪义县组，九佛堂组，孙家湾组及新生界第四系地层的沉积。由上至下分为：

新生界第四系（Q4）冲洪积层，厚度0～25.00m。

由黄色沙土，砂质粘土及砂砾石组成。与下伏地层不整合接触。

中生界孙家湾组（K1s），厚度50～250.00m，以红色、紫红色砾岩、砂岩为主，夹页岩。

中生界九佛堂组（K1jf），厚度400～600.00m，由上至下分为四段。

四段：厚度60～90.00m。

由褐黄色、浅灰色、灰色、黑灰色细砂岩，泥岩，粉砂岩，页岩组成，夹油页岩薄层，含银白色小个体腹足类及瓣腮类软体动物化石，该层段发育Ⅳ组油页岩层群。

三段：厚度80～180.00m。

由灰白，灰绿色，浅灰色粉砂岩，细砂岩，黑灰色页岩，褐黑色油页岩组成，夹泥灰岩数层，位于该盆地局部发育燧石岩薄层。

上部含灰白色，浅粉红色腹足类及瓣腮类软体动物化石；下部夹褐黄色瓣腮类软体动物化石。

底部可见叶肢介及鱼骨骼化石。该层段发育Ⅲ组油页岩层群。

二段：厚度220～280.00m

由浅灰色，灰色，灰绿色，黑灰色，褐黑色粉砂岩，粉砂质泥岩，页岩，油页岩组成。下部夹薄煤及炭泥岩，但只见个别孤立可采点，发育不稳定，不能构成可利用的可采范围。

底部富集介形虫化石，含三尾拟蜉蝣化石及鱼骨骼化石。该层段发育Ⅱ组油页岩层群。

一段：厚度130～200.00m。

由浅灰绿色粉砂岩，黑灰色泥岩，灰黑色页岩，油页岩组成。该层段发育Ⅰ组油页岩层群。

中生界早白垩纪义县组（K1y），厚度5～500.00mm。

由火山岩，火山碎屑岩及沉积岩薄层组成。

元古界震旦系（Z），大虹峪组，由石英岩，硅质灰岩组成。

太古界前震旦系（Anz）；大营子组，由片麻岩，混合岩，混合花岗岩组成。

2.2 构造

该区块为新华夏系早白垩纪内陆凹陷盆地。

盆地东缘为断陷接触，为一组纬向断裂带所控制，经研究确定为成油页岩后期发生的断裂构造，属于对盆地的后期改造断裂，因此盆地东缘显示为断陷盆地之特征；西缘及南北缘为不整合或假整合接触，未发现断裂构造。

2.3 火成岩

区内火成岩主要是燕山期气孔玄武岩、安山岩和喜山期第三纪玄武岩两期活动，前者是凹陷湖相沉积的直接基底，后者仅少量出露（大干敖西1公里处），东西两侧地表和钻孔都已实见。在其它部位没有发现，对含油页岩地层没有破坏。

3 成矿条件

3.1 控矿因素

本地区油页岩形成于燕山运动的间歇期，在凹陷地带出现了利于聚积形成油页岩原始物质的静水湖盆地区。

3.2 成矿类型和产出形态

内陆湖泊相聚油页岩凹陷，为一复式向斜形态。

4 油页岩分布规律和发育概况

4.1 组、层划分以及岩性特征

油页岩是主要由藻类等低等植物遗体和小部分水生动物遗体转变而成的一种固体可燃有机岩，该盆地发育的油页岩主要分为四个层群。

（1）Ⅳ组油页岩层群：有1～3个可采层，但未能构成一定的可采面积，为灰黑、褐黑色，薄层至中厚层段。

（2）Ⅲ组油页岩层群：发育四个可采层，是主要油页岩计量层，为灰黑、褐黑色，薄层至中厚层段。

（3）Ⅱ组油页岩层群：发育三个可采层，是主要油页岩计量层，为灰黑、褐黑色，薄层至中厚层段。

（4）Ⅰ组油页岩层群：可采厚度0～43m，因含油率低于工业品位（<4%），只有个别钻孔钻穿该层群，因此，未纳入计量层。

4.2 富集及变化规律

（1）Ⅳ组油页岩层群：有1～3个可采层，但未能构成一定的可采面积。

（2）Ⅲ组油页岩层群：发育四个可采层，是主要油页岩计量层。

Ⅲ-1层：为褐黑色，薄层至中厚层状，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%，相对密度：2.00吨/m3，为贫矿品位，全区发育。

Ⅲ-2层：为灰黑色，中厚层状，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%，相对密度：2.00吨/m3，为贫矿品位，北部、局部发育（1、2、3号次级凹陷）。

Ⅲ-3层：为灰黑至褐黑色，中厚层状，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%，相对密度：2.00吨/m3，为贫矿品位，局部发育（2、3号次级凹陷）。

Ⅲ-4层：为褐黑色，中厚层状，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%，相对密度：2.00吨/m3，为贫矿品位，分布于盆地北部（1号次级凹陷）。

（3）Ⅱ组油页岩层群：发育三个可采层，是主要油页岩计量层。

Ⅱ-1层：灰黑、褐黑色，薄至中厚层状，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吨/m3，为贫矿品位，分布于盆地北部（1号次级凹陷）。

Ⅱ-2层：褐黑色，中厚层状，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%，相对密度：2.00吨/m3，为贫矿品位，全区发育。

Ⅱ-3层：褐黑、灰黑色，薄至中厚层状，厚度2.02m/平均厚度2.02m，含油率5.36%，相对密度：2.00吨/m3，为贫矿品位，分布于局部及北部（1、2号次级凹陷）。

（4）Ⅰ组油页岩层群：可采厚度0～43m，因含油率低于工业品位（<4%），只有个别钻孔钻穿该层群，因此，未纳入计量层。

5 油页岩物理性状及化学分析

物理性状：油页岩外观多呈褐黑色泥岩状，其相对密度1.4～2.7吨/m3，油页岩中的矿物质常与有机质均匀细腻的混合，难以用一般选煤的方法进行选矿。含有大量粘土矿物的油页岩，往往形成明显的片理。

化学分析：主要包括油母、水分和矿物质。

（1）油母：含量在10%～35%（干基），是复杂的高分子有机化合物，富含脂肪烃结构，而较少芳香烃结构。油母的元素组成主要为碳、氢，以及少量的氧、氮、硫；其氢碳原子比为1.25～1.75。油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。

（2）水分：为4%～25%，与矿物质颗粒间的微孔结构有关。

（3）矿物质：含量在50%～85%，主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。含量通常高于有机质。