江西省版石盆地油页岩地质特征及成矿条件分析

赖长洁，熊 宽，陈珊珊

（1.赣中南地质矿产勘查研究院，江西 南昌 330002；2.江西省地质工程（集团）公司，江西 南昌 330002；3.江西省地质矿产勘查开发局物化探大队，江西 南昌 330002）

1 地质背景

版石盆地位于江西省南部安远县版石镇，盆地西起版石，东至天心，长约40km，宽约5km ～10km，总体呈北东-南西走向的窄长条状，面积约320km2。盆地边缘地形高峻复杂，海拔标高达500m ～750m。盆地内最高海拔标高400m，为低山丘陵地形。区内工农业较为发达，交通便利，距安远县县城29km，距京广线韶关车站200 余千米，距浙赣线樟树车站500 余千米。

1.1 构造背景

版石盆地位于武夷山隆起的构造活动带和南岭东西向复杂构造带交接处，由三个受北东～北东东向构造控制的不同时期的侏罗系盆地相连，又被华夏系构造的断陷盆地局部斜接分割，其上又被华夏系构造盆地重叠而成，是一个外简内杂的复式盆地。区内主要发育北北东向、近东西向及北北西向等3 组断裂构造。区内地总体为一向斜，南东翼地层倾角陡，可达到60°～80°，局部倒转，凹陷较深。北西翼地层倾角相对平缓，25°～60°，盆地中部有一系列短轴背向斜，边缘断裂构造发育，派生构造强烈。自中生代以来盆地接受了一套巨厚火山碎屑凝灰岩夹泥岩、油页岩、凝灰质砂岩的火山湖盆相沉积[1]。

1.2 地层特征

研究区版石盆地基底为早泥盆世龙山群浅变质岩系，泥盆世地层仅局部出露，其上缺失石炭系、二叠系和三叠系早期地层，盆地内三叠系上统、侏罗系和白垩系地层发育齐全，总沉积厚度达3000 余米，油页岩主要见于上三叠统安源组（图1）。

安源组包括底砾岩段、油页岩段和火山岩段三段。底砾岩段岩性为灰白色巨厚层状砾岩、砾石主要以变质岩为主，分选磨圆差，泥质及火山灰质胶结，厚约200m。油页岩段自下而上可分为下油页岩带、中油页岩带和上油页岩带三带，中夹中砾岩带和上砾岩带。其中，下油页岩带为凝灰质粗砂岩夹薄层凝灰岩，含4 层油页岩，厚约20m；中油页岩带以泥灰岩、油页岩、泥岩为主夹薄层含砾层凝灰岩，可见16 层～25 层油页岩，总厚约300m；上油页岩带为灰绿色泥岩、泥灰岩夹5 层～10 层灰黑色油页岩和凝灰质砂岩，厚约20m。上、下油页岩带层薄且变化大，含油率低，中油页岩带层多且分布稳定，是研究的重点。火山岩段又可细分为流纹岩带和凝灰岩带，上部为流纹岩沉积，下部为凝灰岩和泥岩沉积，厚约450m ～500m。

图1 版石盆地地层分层表

1.3 沉积演化特征

版石盆地是在印支旋回褶皱隆起背景上断裂后逐步扩张而成的，在上三叠统早期，首先接受一套以砾岩为主的洪积扇沉积物，继而盆地下沉，形成以油页岩为主的湖相沉积，此时偶尔有火山活动，使其中夹较多的火山碎屑岩。上三叠统末期，火山活动增强，喷出大量中酸性熔岩，形成了以火山岩为主的沉积物。自早侏罗开始，构造带开始向南东断裂逐步扩张，相继发展成早侏罗世林山组冲积湖沼相盆地，至牛犬山-天心-长沙一带，成为以风成为主的浅水湖滩盆地。晚侏罗世，断裂扩张至安远版石间和南岭东西向复杂构造带相交，形成大规模中酸性火山喷发。随着气候变化，在火山喷发间歇期在负向构造复合部位如版石、新店一带形成北东东向的小型火山湖盆，地形复杂。在早期山麓堆积的基础上发展成山区河湖相盆地。间歇性的暴雨经常造成泥石流，不时活动的火山喷发使火山湖盆不能保持稳定的沉积，仅沉积了分布局限、厚度不大的暗色泥岩。侏罗世末期，华夏系构造的强烈活动，三姑坪以东强烈上升1300m 以上，北东东向火山湖盆被强烈破坏，仅在F1 西侧形成了北北东向的盆中之盆，沉积了下白垩统赣州组的洪冲积相红色碎屑岩沉积，对下伏生储油岩系起到了良好的保存作用。早白垩世末，华夏式构造期开始，版石、重石一线表现为南东上升北西拗陷，此时南东侧版石组地层再次局部出露，因区域地表水位下降，使油气层再次遭到演化改造。其北西侧的拗陷则成为北东—南西向的盆地，接受了晚白垩统南雄组洪积相红色碎屑沉积。晚白垩世末以后，盆地发生华夏式褶皱和断裂，其后新华夏系断裂又迁移至盆地西南边缘再次活动，油气层又遭到局部破坏，形成了现在现今残余盆地内的油气藏面貌[2]。

2 油页岩特征

（1）含油率。含油率是评价油页岩品质的主要依据。通过采样分析，版石盆地油页岩含油率为1%～5.84%，平均为2.85%。其中含油率大于3.5%的样品占样品总数的33%，油页岩样品平均含油率为2.25%，属低品质油页岩。

（2）灰分。研究区油页岩灰分含量较高，主要分布在83.37%～90.89%，平均为89.58%，其中85%～90%的主频段占80%。灰分中硅酸率为2.9%，铝化率为2.8%，此外，还有Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2、K2O、Na2O 等，可作为水泥的原料。

（3）水分。根据地表样品分析可知，研究区油页岩水分含量介于0.64%～0.98%之间，平均为0.87%；其中0.5%～1%的主频段占70%。说明地表样品中页理发育、微孔隙多，吸附了一些水分。

（4）含硫。版石盆地油页岩全硫含量0.07%～0.29%，平均为0.17%，属低硫油页岩，开发此油页岩对人体危害小，不污染环境。

（5）发热量。一般认为，油页岩矿石发热量应大于4.187J/kg（1cal/kg）。版石盆地油页岩发热量很低，岩石样品分析值分布在1.21J/kg ～1.8J/kg，平均为1.21J/kg，工业利用价值较低。

（6）有机质类型。研究区安源组干酪根H/C 原子比一般为0.56 ～0.98，为腐殖腐泥型油页岩。表明该区油页岩有机质来源既有陆源高等植物，也有低等水生生物，同时细菌等微生物也有一定贡献。

（7）有机质丰度。据前人研究资料，研究区版石盆地油页岩的有机炭含量（TOC）为3.1%，氯仿沥青“A”平均为0.057%。总体表明有机质丰度与油页岩含油率呈正相关性，研究区油页岩有机质丰度高，为较好的生油岩。

（8）油页岩厚度。研究区内油页岩单层厚度一般为1m ～5m，平均3.8m，最厚可达9m，总厚可达300 余米。厚度较大的油页岩段主要集中在中油页岩带，该带含油率一般为1%～5%，其中大于2%的油页岩层数多，约有33 层，且地层分部稳定，是资源勘查的重点层段，资源潜力较大。

（9）油页岩产状。研究区油页岩主要呈褐色和黑褐色，风化后呈灰色和灰绿色。土状光泽，平均密度为2.1g/cm3，水平层理发育。薄层状或纸状，风化卷起略具弹性。油页岩矿层产状总体较陡，倾角一般60°～70°，从地表向深部逐渐变缓。

（10）油页岩分布规律。版石盆地上三叠统安源组油页岩地层出露于安远城北29 公里处，西起林站，东至渡船坳北部，全长5000m 左右，地层总厚近500m。油页岩层数较多，共发育有44层油页岩，可分为下油页岩带、中油页岩带和上油页岩带。

纵向上，研究区中油页岩带的中上部含油率较高，下油页岩带和上油页岩带含油率偏低。平面上，研究区中部含油率较高，沿油页岩层倾斜方向，由浅到深，含油率逐渐变低。本文分析认为，影响含油率变化的主要原因，主要受沉积环境控制，中油页岩带下部主要由砂岩、砾岩夹薄层油页岩及泥灰岩组成，为动荡的滨湖相沉积，对有机物的保存不利。而中上部岩性以泥质页岩为主，水平层理较发育，表明该期沉积环境比较稳定，有利于有机质的保存，因此含油率相对较高；平面上，研究区西部，砂质岩石逐渐增多，沉积环境不稳定，因此含油率较低，而东部泥灰岩逐渐增多，故油页岩含油率虽较低，但含原油情况逐渐变好。

3 油页岩成矿条件分析

（1）古构造条件。如前所述，版石盆地同时受新华夏系和EW 构造带控制作用，使盆地局部呈EW 向展布，整个盆地呈反“S”型特征，故新华夏系和EW 断裂带联合控制了盆地，在这种构造凹陷带复合处，凹陷越深。研究区安源组沉积时，盆地整体下沉，处于构造坳陷阶段，构造的发育为湖盆形成提供了先决条件，为油页岩形成打下了基础。但是由于盆地后期受三组断裂的控制，可能也会对油页岩形成造成一定的不利影响[3]。

（2）古气候条件。安源组沉积时期，版石盆地主要以温暖湿润的古气候为主，气候温暖，降雨量丰富，为湖盆油页岩的形成提供了重要的物质条件。

（3）沉积环境。版石盆地上三叠统油页岩段以黑褐色、灰黑色泥质岩为主，水平层理发育，见有硅质岩和黄铁矿结核及薄层石膏沉积，为还原环境下的半深湖相沉积，为油页岩的形成创造了良好的基础。

（4）有机质来源及保存条件。通过甾类、萜类等生物标志化合物特征表明，版石盆地油页岩为低等水生水生生物以及陆源高等植物双重物源，有机质类型为I-II1 型。其中尤以细菌及藻类等水生生物的贡献最大，形成腐殖腐泥型油页岩。藻类的大量生长为该区油页岩形成提供了必要的物质基础。强还原环境为有机质保存提供了有利保存条件。

4 结论

（1）版石盆地安源组油页岩共44 层，单层厚度1m ～5m，平均3.8m，最厚可达9m，油页岩总厚300 余米，产状较陡。其中中油页岩段油页岩厚度较大、层数多、分布稳定、含油率较高，是资源勘查的重点层段，资源潜力较大。

（2）版石盆地安源组油页岩主要呈褐色和黑褐色，风化后呈灰色和灰绿色。水平层理非常发育，表明该区沉积环境为低能的净水环境；平均含油率为2.85%，为低品质油页岩；油页岩灰分含量高，但发热量较低，为高灰分低含油率油页岩，全硫平均为0.17%，属低硫油页岩。

（3）版石盆地油页岩有机质丰度较高，TOC 平均为3.1%，氯仿沥青“A”含量平均为0.057%，为较好的生油岩。有机质类型为腐殖腐泥型，有机质来源既有陆源高等植物，也有低等水生生物，同时细菌等微生物也有一定贡献。

（4）版石盆地安源组油页岩是多种条件共同作用的结果。油页岩沉积环境为浅湖相，强还原环境为有机质保存提供了有利保存条件。构造运动为湖盆的形成提供了空间，温暖湿润的古气候为湖盆地形成提供了物质基础，两者的匹配关系最终促成了该区油页岩的发育。

（5）丰富的有机质来源为该区油页岩的形成提供了物质基础，强还原环境为有机质的保存并最终转化成油页岩提供了有力的保证。