中国陆相盆地油页岩成因类型及矿床特征*

针对油页岩成因类型,国内外学者做过一些有益的探讨,但尚不存在统一的分类方案。鉴于中国油页岩以陆相成因为主,作者从油页岩的沉积环境出发,总结出从深湖-半深湖到湖沼环境,油页岩中湖泊生物来源的有机质所占比例逐渐减少,陆源有机质影响变大,并以此把中国陆相盆地油页岩分为深湖腐泥型油页岩、半深湖腐殖腐泥型油页岩和湖沼腐泥腐殖型油页岩3种成因类型。通过系统梳理中国29个陆相含油页岩盆地矿床特征,发现深湖腐泥型油页岩主要赋存于大中型坳陷盆地,往往具有分布范围广、空间展布稳定、品质和厚度中等的特点;发育在小型断陷盆地中的深湖腐泥型油页岩矿床具有分布范围小、横向差异大、品质良好和厚度巨大的特点。半深湖腐殖腐泥型油页岩在断陷盆地和坳陷盆地都有分布,具有分布范围小、空间上品质和厚度差异明显。湖沼腐泥腐殖型油页岩主要沉积于断陷盆地中,具有分布局限、品质好、厚度薄的特点。     

陆相盆地油页岩成矿规律:以东北地区中、新生代典型盆地为例

油页岩作为常规油气的重要替代或补充能源,在全球资源战略中的地位日益彰显。为了更好地揭示我国陆相油页岩的特征与分布规律,在总结多年油页岩勘查成果的基础上,分析了东北地区松辽和桦甸典型含油页岩盆地矿床特征及成矿特点,揭示了陆相坳陷与断陷盆地油页岩成矿规律。油页岩主要发育于三级层序的高水位体系域和水进体系域;古气候和沉积环境对大型坳陷盆地油页岩的形成有重要的控制作用,温暖湿润的气候条件使湖泊自身生产力大大提高,为油页岩形成提供丰富的物质基础;油页岩的平面分布受控于沉积环境的变化,主要分布于深湖—半深湖相,盐度较高使水体处于盐度分层,有利于有机质保存。构造条件对小型断陷盆地油页岩成矿起着至关重要的控制作用,通过控制可容纳空间而影响了油页岩的厚度分布及品质特征,油页岩主要富集相带为靠近控盆同生断裂一侧的半深湖—深湖环境,且靠近控盆同生断裂一侧油页岩厚度明显加厚和含油率增大;同时,干湿交替的气候控制了油页岩的层数和保存条件。对比分析表明:坳陷含油页岩盆地规模多为大型,油页岩矿单独存在、分布面积大,以中薄层中低含油率为典型特点;断陷含油页岩盆地规模多为小型,油页岩矿单独存在或与煤相伴生,以薄层高含油率或巨厚层中等含油率为典型特点。在三级层序的水进和高水位体系域中,有机质丰度和湖泊生产力较高,层状藻和结构藻较为繁盛,外源输入较低、水体盐度较大、还原性较强,且呈碱性环境,是油页岩形成的有利时期。因此,古构造、古气候和沉积环境综合控制下的丰富有机质来源和良好的湖水盐度分层是油页岩有机质富集的有利因素。     

西北地区油页岩形成条件及找矿方向

西北地区是我国油页岩资源最丰富的地区之一,不仅在鄂尔多斯、准噶尔、塔里木、柴达木、额济纳旗—银根等大型沉积盆地广泛分布,而且在大青山、阴山地区的海流图、固阳、石拐沟、卓资及乌兰花等陆相山间盆地,祁连—河西走廊地区的盆地群(西起敦煌盆地,东至六盘山盆地—巴音浩特盆地,南抵柴达木盆地包括了众多的以古生界为基底的中新生代中小型沉积盆地)的许多中小型盆地也广泛分布。通过对西北地区不同沉积盆地油页岩形成条件与成因类型分析,总结了西北地区油页岩的3种成因类型,即深湖-半深湖相成因;海陆交替相成因和沼泽相成因。认为大型内陆湖盆深湖-半深湖相沉积,由于沉积环境稳定,富含有机质,形成的油页岩矿床具有分布面积广、厚度大、含油率稳定的特点,往往形成大型油页岩矿床,为最有利勘探区。     

中国典型盆地油页岩特征及赋存规律

我国陆相盆地油页岩矿床特征多样,尚未形成统一的分类体系,本文以典型盆地松辽盆地、抚顺盆地和桦甸盆地、准噶尔盆地以及鄂尔多斯盆地为例,分别开展了离散型大陆裂谷盆地、转换型走滑盆地、汇聚型前陆盆地及板内型克拉通盆地4种类型解剖,总结了各类型盆地油页岩特征及矿床赋存规律。其中：离散型大陆裂谷后热沉降坳陷演化阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅰ型、含油率中等、厚度中等、分布面积广的特征,易形成特大型油页岩矿床;离散型大陆裂谷同裂谷沉降断陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型Ⅱ₁-Ⅱ₂型、含油率中等、厚度中等、分布面积小的特征,易形成中型油页岩矿床;转换型走滑盆地油页岩具有有机质类型Ⅱ₁-Ⅱ₂型、矿床赋存特征差异较大的特征,这主要取决于走滑运动断陷的构造沉降量,该类型盆地既发育中等含油率、巨厚的油页岩矿床,也发育高含油率、厚度薄的油页岩矿床,但总体分布范围较小,易形成中小型油页岩矿床;汇聚型前陆盆地陆相磨拉石阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ₁型、含油率较高、厚度大、分布局限、地层产状变化大的特征,易形成大型油页岩矿床;克拉通型盆地陆内坳陷阶段沉积的油页岩具有有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ₁型、含油率中等、厚度稳定、分布面积广的特征,易形成特大型油页岩矿床。在所有盆地类型中,半深湖-深湖环境、高水位体系域和水进体系域是油页岩形成的有利场所。     

敦密断裂带盆地群油页岩特征及成矿差异分析

古近纪敦密断裂带上分布一系列的含油页岩盆地群。根据盆地间构造-沉积充填、岩石组合和油页岩赋存特征,初步确认盆地群中油页岩沉积于湖盆鼎盛阶段,均形成于古近系始新统路特阶。盆地群间油页岩矿床特征存在明显的差别,由西南向东北,油页岩厚度逐渐变小,其沉积环境由深湖到半深湖,再到湖沼,而有机质来源则由湖泊生物为主,到湖泊生物和陆源有机质双向来源,过渡为以陆源高等植物为主。结合含油页岩层系形成于同一时期和相似的古气候背景下,盆地沉降和沉积充填作用是影响油页岩矿床差异的关键因素。长期处于欠补偿环境,可容纳空间大的湖盆利于巨厚油页岩的形成,随着可容纳空间的减少、陆源碎屑供给的增多,油页岩厚度减薄,分布也变得相对局限。深湖和湖沼成因油页岩品质较好,半深湖油页岩品质较差。     

浅湖-半深湖相湖湾环境油页岩成矿富集机理研究

沉积环境影响油页岩的厚度及含油率,因而研究油页岩沉积时的古环境对油页岩勘探开发有利区块的优选具有重要意义.本文通过对比白垩纪银额盆地苏红图坳陷乎伦陶勒盖小型凹陷与三叠纪鄂尔多斯大型克拉通坳陷盆地的不同时代、不同规模油页岩沉积环境及其与油页岩厚度、含油率分布的关系及规律,提出油页岩形成的最有利相带为浅湖-半深湖相湖湾环境,并被钻探证实.通过对沉积相和有机质富集机理的研究,解释了上述现象,并进一步总结了坳陷盆地油页岩成矿控制因素及成矿模式.     

中国近海新生代盆地沉积环境演变分析

中国近海新生代具有不同类型的沉积盆地,它们是不同板块之间的相互作用而形成的,包括板内裂谷型、板缘聚敛型和板缘离散型沉积盆地,其中板缘聚敛型可细分为裂谷型和坳陷型,板缘离散型可细分为裂谷型、坳陷型和扭张型。②不同类型的沉积盆地能够反映不同沉积环境的演变特征。在盆地的断陷—坳陷发育期,板内裂谷型沉积盆地沉积环境以陆相为主;板缘聚敛型沉积盆地的沉积环境总体上具有海相到陆相的演变特征;板缘离散型沉积盆地沉积环境总体上具有陆相到海相的演变特征。③在不同盆地结构和沉积环境下,发育不同类型的沉积体系。裂谷型沉积盆地以近源堆积的沉积体系为主,坳陷型沉积盆地以远源堆积的沉积体系为主;板缘聚敛型沉积盆地坡折及三角洲发育规模小,板缘离散型沉积盆地坡折及三角洲发育规模大。     

北黄海盆地东部坳陷中生界沉积特征及演化

北黄海盆地是我国近海勘探及研究程度均较低的中新生代叠合断陷盆地, 而东部坳陷是其内最具油气勘探前景的二级构造单元。通过岩芯观察与测井相分析, 结合三维地震资料, 认为东部坳陷中生界主要发育扇三角洲、辫状河三角洲、三角洲与湖泊沉积。受构造演化阶段的制约, 不同时期具有不同的沉积演化特征。其中中侏罗世处于湖盆的初期断陷期, 半深湖-深湖亚相发育, 仅在坳陷边缘见少量小规模的扇三角洲沉积。晚侏罗世处于断陷扩展期, 整体为一个完整的湖进-湖退旋回, 早期北部缓坡发育三角洲沉积, 南部及东部陡坡见扇三角洲沉积, 中后期则由于湖平面上升, 发育暗色泥岩为主的湖泊沉积, 晚期北部缓坡见小规模三角洲前缘沉积。早白垩世处于断陷萎缩期, 垂向发育2个正旋回沉积序列, 其中旋回下部以扇三角洲、辫状河三角洲相为主, 向上渐变为滨浅湖沉积。     

青海-甘肃民和盆地油页岩成因类型及特征

利用岩心、钻井和分析测试资料,对民和盆地油页岩的沉积环境、层序地层、赋存、工业品质和地球化学特征进行了研究,将民和盆地油页岩划分为3种成因类型：油一层为深湖—半深湖低含油率腐泥型油页岩,油三层为浅湖相低含油率腐殖—腐泥型油页岩,油四层为湖沼相中含油率腐泥—腐殖型油页岩。研究成果表明：形成于深湖—半深湖相的油一层分布范围广,厚度较大,油页岩含油率不高,属高灰分低含油率的油页岩;形成于湖沼相的油四层厚度较小,平面上分布不稳定,含油率较高,属中灰分中含油率的油页岩。     

银额盆地下白垩统巴音戈壁组油页岩特征及古环境

银额盆地下白垩统巴音戈壁组油页岩赋存于巴音戈壁组的二、三段。利用钻井岩心和分析测试资料,对巴音戈壁组油页岩物理特征、品质特征、地球化学特征、有机地球化学特征及分布特征进行了研究,并对油页岩沉积环境、古湖泊生产力、构造和古气候条件进行了分析。研究结果表明:巴音戈壁组油页岩为低含油率、中灰分、低发热量油页岩;并可分为4个油层组,主力油层组形成于高水位体系域时期,成因类型为深湖-半深湖腐殖腐泥型油页岩。油页岩的富集主要受构造发育特征、沉积环境和古气候、古地貌等因素控制。     

中国中西部前陆盆地的地质特征及油气聚集

油页岩是一种重要的替代能源资源,中国油页岩主要分布于中国15个省份(区),总查明资源储量329.89亿t,居世界第四位。其中,吉林省、广东省、辽宁省分别为174.27亿t、55.15亿t和45.05亿t,并分别占全国油页岩探明资源储量的52.83%、16.72%和13.65%。中国油页岩具有沉积时代以新生代为主,沉积环境以陆相为主的特征。中国高含油率的油页岩主要分布在新生代小型聚煤断陷盆地,而低含油率油页岩主要分布在晚白垩纪大型含油气坳陷盆地,且资源量巨大。中国小型断陷盆地油页岩,如桦甸油页岩的形成主要受构造、气候作用影响;而大型坳陷盆地,如松辽盆地油页岩的形成与全球缺氧事件有关,而缺氧事件常与海平面变化关系密切。新的评价体系把油页岩边界品位-含油率(ω)定为3.5%,并按不同品级、不同埋藏深度进行油页岩资源系统评价。坚持综合开发和利用,走炼油-化工-发电-多金属提取-建材一条龙联合生产是最佳开发利用途径。中国油页岩工业在中长期内将可实现油页岩工业化,具有广阔前景。     

吉林省松江盆地下白垩统大砬子组油页岩特征

松江盆地油页岩赋存于下白垩统大砬子组上段,盆地在大砬子组沉积时期处于坳陷期。综合野外工作研究表明,油页岩发育于深湖半深湖相,主要分布于杨木屯胜利屯一带的松江向斜轴部一带。通过对样品的有机地球化学数据分析表明,松江盆地油页岩有机质类型为腐泥型(Ⅰ)腐殖腐泥型(Ⅱ1),处于未成熟阶段。油页岩含油率为3.62%~4.02%,具有一定的工业开采价值。     

渤海湾盆地黄骅坳陷新生代结构特征及构造动力学模式

为了揭示黄骅坳陷新生代构造动力学机制, 本文运用油区构造解析理论, 对黄骅坳陷新生代盆地结构特征做了综合分析。结果表明黄骅坳陷的古近系可视为发育在沧东断层上盘的地堑—地垒构造系统。不同区段的盆地结构特征有显著的差异, 南区总体表现为两个地堑式断陷, 断陷结构与基底断裂产状的变化有关; 中区南部表现为由3条SE向倾斜的正断层控制的半地堑系, 向北变为地堑断陷结构; 北区盆地结构主要受NE向和NW向断层控制, 表现为半地堑或地堑断陷结构。在黄骅坳陷新生代盆地结构特征分析的基础上, 进一步讨论盆地结构演化过程和动力机制之间的关系, 提出了黄骅坳陷新生代构造动力学模式。     

民和盆地侏罗系沉积演化特征及勘探潜力

民和盆地侏罗系为完整的断陷湖泊充填沉积序列,从侏罗纪早期到中晚期沉积范围逐渐扩大。下侏罗统为断陷初始形成期湖泊沉积,具有断陷盆地形成初期"填平补齐"的沉积特征,周缘及低隆起为水下扇相粗碎屑岩沉积,断陷中以滨浅湖沉积为主;中侏罗统为断陷发展期湖泊沉积,经历了两期次级水进旋回,形成冲积扇—半深湖—三角洲沉积序列;上侏罗统为断陷消亡期沉积,形成湿型扇—辫状河—曲流河沉积序列。中侏罗统窑街组形成了欠补偿沉积环境,发育油页岩、暗色泥页岩和煤系地层,侏罗系可形成自生自储的生储盖组合,具有上、中、下三套含油气组合,油气资源量较丰富,勘探前景较广阔。     

依兰盆地始新统达连河组油页岩成因新认识

综合利用野外露头、岩石矿物组合、有机岩石学、元素地球化学等资料,研究了依兰盆地达连河组含煤-油页岩段与油页岩段油页岩成因。含煤-油页岩段油页岩有机质类型主要为II₁型,油页岩段油页岩有机质类型主要为II₁-II₂型,且都表现为弱氧化-还原特征,但是两者却具有不同的成因。含煤-油页岩段油页岩形成于湖泊-沼泽沉积体系,油页岩形成于湖泛作用基准面上升时期,直接发育在原来沼泽发育的位置,由于该时期水动力很弱,无法带入新的氧气,又有大量的生物生长并且不断原地死亡堆积,形成了有机质很丰富的油页岩。油页岩段油页岩形成于半深湖-深湖体系,该体系中频繁重力流作用的出现,把陆源碎屑带入深湖、半深湖中的时候,也把氧气带入到湖底,不利于有机质的保存,导致该油页岩段的有机质呈混合型以及弱氧化-还原特征。     

青海-甘肃民和盆地油页岩的成因类型及特征

利用岩心、钻井和分析测试资料,对民和盆地油页岩的沉积环境、层序地层、赋存、工业品质和地球化学特征进行了研究,将民和盆地油页岩划分为3种成因类型:油一层为深湖-半深湖低含油率腐泥型油页岩,油三层为浅湖相低含油率腐殖-腐泥型油页岩,油四层为湖沼相中含油率腐泥-腐殖型油页岩.研究成果表明:形成于深湖-半深湖相的油一层分布范围广,厚度较大,油页岩含油率不高,属高灰分低含油率的油页岩;形成于湖沼相的油四层厚度较小,平面上分布不稳定,含油率较高,属中灰分中含油率的油页岩.     

六盘山地区白垩纪沉积盆地层序地层及盆地演化动力学分析

六盘山白垩纪盆地是六盘山内陆叠合盆地的一个单型盆地。形成了冲积扇—扇三角洲—滨浅湖泊、三角洲前缘—滨浅湖—中深湖、中深湖—浅湖沉积体系组合型式。充填序列划分为一个Ⅱ级及五个Ⅲ级构造层序,分别对应于初始裂陷、扩张裂陷—稳定坳陷、湖盆萎缩整体抬升3个演化阶段。     

Mesozoic and Cenozoic Fault Superposition Basin in Jiuquan and Its Oil-Controlling Significance

基于盆地大地构造背景、盆地几何形态、沉积构造特征、古地温及火山岩等沉积盆地鉴别标志,认为酒泉盆地为中新生代断坳叠合盆地,中生代早白垩世属伸展断陷盆地,新生代为陆内挤压坳陷盆地和陆内前陆盆地.盆地叠合类型为陆内坳陷盆地和陆内前陆盆地与断陷盆地叠合,叠合方式总体为正交式叠合,其中陆内坳陷盆地与断陷盆地叠合方式可以划分为披盖叠合型、局部叠合型、未叠合型3类,按照断陷盆地与陆内前陆盆地构造单元叠合位置,将陆内前陆盆地与断陷盆地叠合方式划分为前陆冲断带与次级凹陷的叠合、前陆坳陷与次级凹陷的叠合、前陆斜坡与次级凹陷的叠合、隆后坳陷与次级凹陷的叠合4个亚类.中新生代盆地叠合控制了酒泉盆地油气成藏,早白垩世断陷盆地控制了烃源岩分布,决定了不同次级凹陷(含油气系统的)范围和优劣,中新生代盆地叠合不仅加速了烃源岩成熟,为油气运移提供了强大动力,而且对构造圈闭、油气运移通道的形成、储层物性的改善(裂缝的发育)起关键的作用.由于不同的次级凹陷叠合方式和叠合强度的差异,导致了油气运移、聚集成藏差异,油藏特征和油气富集程度不同.     

酒泉中新生代断坳叠合盆地及控油作用

基于盆地大地构造背景、盆地几何形态、沉积构造特征、古地温及火山岩等沉积盆地鉴别标志,认为酒泉盆地为中新生代断坳叠合盆地,中生代早白垩世属伸展断陷盆地,新生代为陆内挤压坳陷盆地和陆内前陆盆地。盆地叠合类型为陆内坳陷盆地和陆内前陆盆地与断陷盆地叠合,叠合方式总体为正交式叠合,其中陆内坳陷盆地与断陷盆地叠合方式可以划分为披盖叠合型、局部叠合型、未叠合型3类,按照断陷盆地与陆内前陆盆地构造单元叠合位置,将陆内前陆盆地与断陷盆地叠合方式划分为前陆冲断带与次级凹陷的叠合、前陆坳陷与次级凹陷的叠合、前陆斜坡与次级凹陷的叠合、隆后坳陷与次级凹陷的叠合4个亚类。中新生代盆地叠合控制了酒泉盆地油气成藏,早白垩世断陷盆地控制了烃源岩分布,决定了不同次级凹陷(含油气系统的)范围和优劣,中新生代盆地叠合不仅加速了烃源岩成熟,为油气运移提供了强大动力,而且对构造圈闭、油气运移通道的形成、储层物性的改善(裂缝的发育)起关键的作用。由于不同的次级凹陷叠合方式和叠合强度的差异,导致了油气运移、聚集成藏差异,油藏特征和油气富集程度不同。     

中国地热资源类型和特征探讨

为了更好地分析和研究地热资源的分布特征和富集规律,评价资源,优选有利区,需要对我国地热资源的类型和特征进行总结,对地热资源进行区划研究。本文在以往水文地质、地热地质、地球物理、大地构造研究的基础上,从中国大地构造演化与地热资源成藏特征出发,对我国地热资源类型和特征进行了初步探讨。认为我国水热型地热资源可分为隆起山地对流型(火山型、深循环型)和沉积盆地传导型(中、新生代断陷盆地型,中、新生代坳陷盆地型和中生代坳陷盆地型);火山型多分布于板块边缘、板块活动边缘,利用方向以发电为主;断裂-深循环型和区域性深大断裂关系密切,可用于采暖、发电等;中、新生代断陷盆地型一般位于板内裂谷地区,以中、低温地热资源为主,利用方向主要为供暖;中、新生代坳陷盆地型一般实用意义小;中国地热资源的分布与中国岩石圈、上地幔动力学演化密切相关,区域构造又控制、影响了地热流体的运移、富集和成藏,可以将其简单的划分为7个成矿域15个成矿带(区)。