民丰县克孜勒阿特油页岩矿床地质特征及成因初探

张佳儒

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

巴颜喀拉地块可可西里上古生代-中生带前陆盆地克孜勒阿特一带侏罗系中统杨叶组中油页岩分布层数多、厚度大。近年来不断增大的油气需求量及原位开采技术，为深层油页岩及新区勘探开发提供了契机和必要技术手段，本文通过对杨叶组油页岩地质特征及形成环境等的分析，提高了对调查区油页岩成矿特征与成矿规律的认识。

1 区域地质

1.1 区域地层

区域上位于西藏-三江造山系（Ⅰ级）巴颜喀拉地块（Ⅱ级）可可西里上古生代-中生带前陆盆地（Ⅲ）。地层区划属于西藏三江地层大区、巴颜喀拉地层区。主要发育上古生界二叠系下统黄羊岭组，局部见有中新生代地层。上古生界二叠系下统黄羊岭组为一套浅变质强变形的浅海相碎屑岩建造；中生界三叠系下统西长沟组为一套浅变质强变形的浅海相碎屑岩建造，三叠系上统桃湖组为一套浅变质强变形的陆相不连续含煤碎屑岩建造，侏罗系中统杨叶组为一套浅变质的湖相含油碎屑岩建造；新生界古近系路乐河组为一套紫红色砂砾岩组合，新近系唢纳湖组为一套杂色含盐层碎屑岩建造，第四系主要为冲洪积、湖积、风积物。

1.2 区域构造

区域上位于秦祁昆造山系和西藏-三江造山系的结合部位南部，构造形迹以断裂、褶皱构造为主。其中以断裂构造最为发育，构造线以北东向为主，局部近东西向，调查区夹持在康西瓦与苦牙克两条区域性断裂之间。褶皱构造主要发育在二叠系和三叠系地层中，轴向与主构造线方向基本一致，呈北西-南东向或近东西向。

1.3 区域岩浆岩

区域上岩浆岩发育，侵入岩集中分布于昆仑山前一带，从加里东期-燕山期均有，主要以中性-中酸性岩体为主，康西瓦断裂带分布有基性-超基性岩体。火山岩可划分为加里东期、海西期，其中加里东期火山岩分布于苦牙克断裂西侧冬瓜山群地层中，以基性、中酸性、酸性火山岩为主；海西期火山岩主要分布于西长沟组、哈拉米兰河岩群、苏巴什蛇绿混杂岩带中，分布较为零散。

1.4 区域矿产

区域成矿区带隶属于特提斯成矿域、巴颜喀拉-松潘成矿省、木孜塔格(陆缘活动带)RM-Fe-Pb-Zn-Sb-Hg-Au-Cu-Zn-Ni-白云母成矿带、大红柳滩(陆缘盆地)RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母矿带。区域上矿产资源较丰富，种类较多，但规模较小，且多集中于中部的昆仑山区，发现有锑、铜、锌、铁、金、钨、黄铁矿、油页岩、煤、萤石、石盐、石膏、硼、芒硝、白云岩、白云母等矿产。

2 矿区地质

2.1 地层

调查区出露地层主要有上三叠统桃湖组(T3th)、下白垩统克孜勒苏组（K1k）、中侏罗统杨叶组(J2y)和第四系洪冲积、残坡积物(图1)。

2.1.1 三叠系桃湖组

调查区西北部带状分布，出露宽度大于0.75 km，延伸大于9 km，倾向154°～165°，倾角47°～58°，局部由于构造影响北倾，倾角53°左右，与上覆的下白垩统克孜勒苏组地层断层接触，主要岩性为灰绿色细粒长石岩屑砂岩、钙质细粒岩屑石英砂岩、含砾不等粒岩屑石英砂岩、灰红色薄层砾岩、砂砾岩夹黑色页岩、炭质泥岩、页片状粉砂岩等。

2.1.2 下白垩统克孜勒苏组

图1 民丰县克孜勒阿特油页岩矿区地质草图

调查区中北部带状分布，走向与主构造线一致，倾向155°～165°，倾角35°～68°，西部由于构造影响北倾，倾角46°左右，与上覆中侏罗统杨叶组地层断层接触，主要岩性为：浅褐色、灰白色长石石英砂岩、紫红色粉砂岩、浅红褐色砾岩、砖红色泥岩、灰色灰岩等。

2.1.3 中侏罗统杨叶组

调查区中南部带状分布，区域上该地层为昆仑山地区主要含煤地层，调查区内可分为上下两个岩性段。

中侏罗统杨叶组下段位于调查区中部，出露宽度大于30 km，北东-南西向稳定延伸大于25 km，倾向152°～165°，倾角54°～75°，局部断层构造发育，岩石破碎严重，主要岩性为淡黄色-浅绿色页岩、深灰色-黑色含油页岩、灰白色长石石英砂岩、石英砂岩、紫红色粉砂岩、浅红褐色砂砾岩等。在西部和东部本段页岩中夹有深灰色薄层状灰岩，呈透镜状产出，见有介形虫生物碎屑，为油页岩提供了物质基础。调查区油页岩矿赋存在该段中，与上段整合接触，下伏与白垩统克孜勒苏组断层接触。

深灰色-黑色油页岩：深灰色-黑色，泥质结构，纹层、页理构造，主要由粘土矿物组成，含有少量腐殖质、沥青质、粉砂等，局部见少量假象褐铁矿。含油页岩易风化，风化面为灰白-灰褐色，摩氏硬度4～5级，抗风化能力弱，风化面形成一系列弯曲薄片，能按层分裂成薄片，质轻易碎，含油率高的易点燃。

中侏罗统杨叶组上段位于调查区南部，呈北东-南西向展布，出露宽度大于0.7 km，走向延伸稳定，大于15 km。倾向162°～168°，倾角64°左右，主要岩性为灰色灰岩、灰白色长石石英砂岩。

2.1.4 第四系洪冲积、残坡积物

主要分布在河流、沟谷、山前坡带，以洪冲积和残坡积砂、砾石、粘土为主。

2.2 构造

调查区受区域构造活动影响，区内断裂构造发育，断裂整体呈北东-南西走向，与主构造线方向一致，多为苦牙克断裂的次级断裂，对下白垩统克孜勒苏组地层及中侏罗统杨叶组地层均有破坏，形成宽5～10 m破碎带，见有断层角砾、断层泥，局部见有断层崖等。褶皱构造以中浅构造层次的褶皱样式为特点，桃湖组褶皱构造较发育，以平行或近于平行地层层理的中小型尖棱褶皱为主，克孜勒苏组和杨叶组地层褶皱构造不明显，多为大型宽缓等厚褶皱。

2.3 岩浆岩

调查区内岩浆岩不发育，局部见闪长岩细脉及少量石英脉。

2.4 地球物理

调查区激电异常整体比较明显，主要对应在中侏罗统杨叶组含油页岩上，表现为低阻高极化率异常，异常走向约70°，长约20 km，宽200～16 km，视极化率变化范围主要为3%～10%，视电阻率变化范围10～30 Ω·m；两侧围岩地层表现为中阻低极化率异常，视极化率变化范围主要为0.7%～3%，视电阻率变化范围30～110 Ω·m。硬度4～5级，抗风化能力弱，风化面形成一系列弯曲薄片，用小刀刮往往成刨花状薄片，含油率高的易点燃，点燃后火焰中有白烟，发出“啪啪”的炸裂声，可闻到沥青气味。

4 成矿规律及远景评价

3 矿床特征

3.1 矿化带特征

调查区中部圈定1条含油页岩矿化带，赋存于中侏罗统杨叶组下段一套湖沼相沉积地层中，油页岩矿化带层状产出，长大于18 km，出露宽度0.5～15 km，构造简单，层位稳定，倾向320°～340°左右，倾角36°～58°，局部地表黄钾铁矾化、褐铁矿化、孔雀石化等蚀变较强。

3.2 矿化体特征

矿化带内以焦油产率1%为下限，圈定矿化体39个。产状与矿化带一致，规模大小不等，走向长度为2～17.5 km，倾向延深0.1～0.7 km，部分矿体为盲矿体；真厚度1.5～10 m，最大真厚度90.79 m；形态较简单，地表多呈条带状、薄层状、透镜状产出，呈现出东部集中整体厚度大，西部略微分散厚度变薄；焦油产率一般在1%～2%，最高含量3.2%，矿床平均焦油产率1.19%，有用组分较均匀；主矿体有7、8、12、22、23、24等6个，长度7.7～17.5 m、平均真厚度8.34～30.63 m，有用组分分布均匀，矿体厚度延伸较稳定，向深部矿体品位具增高趋势。

3.3 矿石特征

油页岩风化面为灰白-灰黄色，新鲜面为灰黑色-黑色，暗淡无光泽，泥质结构，纹层、页理状、层状构造，岩石由泥质物、粉砂组成，含少量沥青组成，局部见少量假象褐铁矿等。粉砂5%，次棱角状-次圆状，粒径小于0.06 mm的为主，成分为斜长石和少量单晶石英，泥质90%，为显微隐晶-显微鳞片状粘土矿物，呈黄褐色，含油质，沥青2%～5%，呈鳞片状、纹线状，粒径0.03～0.2 mm，具干塑裂纹，顺层平行排列。

焦油产率为0.5%～3.2%，空干基半焦产率为86%～99%，空干基总水分产率为0.1%～6.2%，空干基煤气+损失为0.1%～8.9%，焦型均为A。油页岩主要伴生组分 Au(0.1～0.71)×10-9、Ag(0.05～0.59)×10-6、U(3.03～5.89)×10-6、Ti(1 871～3 300)×10-6、Co(11.98～15.99)×10-6。油页岩物理性质基本相同，质轻，摩氏

4.1 矿床成因类型

4.1.1 矿床成因

调查区杨叶组地层中夹有灰岩，区域资料显示该灰岩中有介形虫、双壳类化石，能为油页岩的形成提供物质基础，初步总结矿床成因如下：克孜勒阿特地区在中三叠世之后陆块南侧的古特提斯洋（南支）的消减、封闭。侏罗纪时期全区已进入稳定的陆内构造发展阶段，泻湖内长期大量生物源源不断的生长与死亡，动植物遗体暴露在空气中，或在沼泽浅部多氧条件下，由于微生物和氧的作用遭受氧化和分解，其中一部分被彻底破坏变成水分和气体，另一部分分解为较简单的有机化合物，在一定的条件下可以合成为腐泥。后期侏罗纪稳定的盆地持续下沉，由于水层和后期沉积物的覆盖，形成缺氧贫氧的还原环境，在厌氧细菌的参与下腐泥等有机质长期大量堆集并沉积进入成岩成矿作用阶段，经过复杂的生物化学作用合成干酪根分散在无机组分中形成了油页岩。

4.1.2 矿床类型

油页岩形成于湖相环境，具有矿层厚度大延伸稳定的特征，含油率中等偏低，为内陆湖泊型。含油页岩经测定干酪根类型为混合Ⅱ型(称为腐泥腐殖型)，生油潜能中等。氢含量较高，但较Ⅰ型干酪根略低，为高度饱和的多环碳骨架，含中等长度直链烷烃和环烷烃较多，也含多环芳烃及杂原子官能团，来源于海相浮游生物和微生物与陆地低等植物，生油潜能中等；含油页岩测得有机质的成熟度（镜质体反射率）为0.4～0.6，介于未成熟和生油阶段之间。

4.2 矿床控制因素

4.2.1 缺氧富氧状态

调查区内横向上主要为油页岩及中-薄层页岩、灰岩互层的富氧的古环境，在垂向上，主要沉积了中-厚层的油页岩及局部可见少量假象褐铁矿的缺氧贫氧的沉积环境中，总体调查区古沉积为氧化-贫氧-缺氧的稳定循环变化环境，沉积环境良好，利于油页岩的形成。

4.2.2 古生产力

调查区油页岩测试分析结果显示，含油页岩有机碳含量0.02%～1.1%；氯仿沥青A含量0.002%～0.013%，总体为较差生油岩；总烃11.11～71.14 ppm，总烃含量偏低；总烃/有机碳0.55%～16.96%，与我国陆相泥质烃源岩有机质丰度评价标准对比具备较高的古生产力。

4.2.3 古气候

区域资料显示调查区含油页岩沉积时期处于早期气候潮湿温暖、晚期气候炎热干燥环境，这样的气候条件有利于藻类的繁殖以及油页岩的形成。

4.2.4 粘土矿物的混积作用

调查区内与含油页岩韵律互层的中-厚层页岩产出表明，该含油页岩形成时期为相对闭塞的区域，河流带入较多的粘土物质，与大量有机质混合沉积，有利于沉淀至底部的有机质的赋存和驻留，同时粘土矿物在有机质富集保存过程中的混积作用利于有机质的富集。

4.3 找矿前景分析

克孜勒阿特地区黑色页岩系地层厚度1.5～3 km、延伸达25 km，规模巨大，有机质丰度普遍较高，古环境呈氧化-贫氧-缺氧环境的循环变化，早期气候潮湿温暖、晚期气候炎热干燥环境，利于藻类的繁殖以及油页岩的形成，杨叶组地层中圈定油页岩矿化体估算(333)+(334)？矿石量7 8423万吨、页岩油932万吨，此外矿化带东侧第四系覆盖区下还有不同程度的高视极化率异常显示，其深部可能存在有隐伏油页岩，该地区具有形成大型优质油页岩矿的潜力。

[1]新疆维吾尔自治区地矿局.新疆维吾尔自治区区域地质志［M］.北京：地质出版社,1993.

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