中国陆相盆地油页岩形成环境与成矿机制*

近10年来,油页岩勘探开发和成矿理论研究取得重要进展。作者在前期研究和系统调研的基础上,概要总结了中国陆相油页岩的形成环境和成矿机制。总体表明,油页岩易形成于相对较高的O₂和低CO₂浓度的大气背景下,具有4个主要成矿期次;盆地内构造和古气候协同控制油页岩的矿床规模,补偿环境易于形成深水油页岩,而过补偿环境沉积浅水油页岩;深水油页岩沉积于半深湖和深湖环境中,湖底均处于贫氧—缺氧的状态,生物生产力为控制油页岩品质的关键因素,有利条件的持续时间和低含氧区范围决定油页岩矿床的规模;浅水油页岩沉积于湖沼环境中,富营养化和浊水藻型湖泊是沉积油页岩的前提,湖泊自身恢复和古气候调节作用导致油页岩厚度小、横纵向非均质性强;部分地质事件,缺氧、火山活动和热液、海侵,有助于提高生物生产力和形成缺氧环境,促进油页岩沉积。基于油页岩形成环境归纳,总结出深水和浅水油页岩成矿机制。进一步结合中国大陆区域构造演化,认为中国油页岩时空分布主要受控于古亚洲、特提斯和环太平洋构造域的影响。     

安塞建华镇地区瓦窑堡组油页岩特征及成因探讨

安塞建华镇瓦窑堡组油页岩广泛分布,对油页岩的研究有利于常规能源的补充。对该地区油岩页分布特征、岩石学特征及工业特征和成矿规律进行分析研究,分析得出：该地区油页岩形成于三叠统瓦窑堡组于河流-潮坪-湖泊沉积体系中,盆地古沉积演化控制油页岩分布。本区油页岩含油率中等,含油率与含碳量、灰分含量关系密切。     

与新生代玄武岩有关的非金属矿床成因类型及成因机理探讨

中国东部广泛出露的新生代玄武岩与大陆热点或大陆裂谷构造环境有关.与新生代玄武岩有关的非金属矿床包括了玄武质火山喷发有关的玄武岩、浮石和火山灰,玄武岩携带的包体矿物刚玉、贵橄榄石等形成的宝石,火山期后热液充填有关的玛瑙、紫水晶和贵蛋白石,玄武岩喷发沉积或后期风化改造的膨润土、凹凸棒石和铝土矿,以及与玄武岩共生、与沉积有关的硅藻土和石膏、煤和油页岩等.研究表明,这些非金属矿床与玄武岩的共生并非偶然,而是具有成因上的联系.它们具有相同的构造环境,玄武岩的喷发和沉积为这一成矿系列提供了成矿物质来源和成矿环境.由于成矿作用的叠加和成矿微环境条件的转化,形成了成矿系列内多种非金属矿床的共生.     

民和盆地窑街煤田油页岩沉积环境分析及开发前景预测

通过岩芯钻井资料的综合分析,对民和盆地窑街煤田油页岩沉积特征、层序地层、古地理演化和成矿规律进行了研究。结果表明,油页岩段主要为水进体系域和高水位体系域发育时期,油页岩主要形成于沼泽和浅湖-半深湖相的沉积环境中。其中油四层油页岩品质较好,平均含油率>8%,属于湖泊沼泽相,具有良好的工业品位。研究区油页岩具有中含油率高灰分的特征,资源总储量为2.3×108t,具有良好的开发前景。     

新疆三塘湖盆地芦草沟组油页岩特征及成矿背景

石头梅地区是新疆三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩的主要分布区域,为了研究其油页岩特征和成矿背景,在岩心详细观察和系统取样的基础上,识别出油页岩7层,对油页岩开展了有机碳、岩石热解、灰分、挥发份、含油率、发热量、全硫、主量元素、微量元素测试分析.结果表明,三塘湖盆地石头梅地区芦草沟组油页岩主要发育于芦二段,为特低-低硫型、...     

海南儋州长坡组油页岩矿沉积特征及形成环境

长坡油页岩矿区位于海南岛的北部,是北部湾盆地南部坳陷的一个次级单元。区内沉积盖层主要为新近系的陆相和海相地层。长坡组地层自上而下按岩性分为5段,油页岩主要赋存在第四段中,与褐煤互层产出。油页岩矿层产状平缓,构造简单,按产出位置分为上、中、下3层。通过对油页岩矿沉积特征及形成环境研究,表明油页岩形成于气候温暖湿润陆相湖泊沼泽相环境。     

鄂尔多斯盆地油页岩的主要地质特征及资源潜力

前人及笔者最近研究结果表明:鄂尔多斯盆地除赋存有大量的石油、天然气、煤、煤层气、地下水及铀矿而外,还赋存着巨量的油页岩资源.油页岩分别赋存于早二叠世山西组、中-晚三叠世延长组、晚三叠世瓦窑堡组及中侏罗世早期延安组、中侏罗世晚期安定组地层中;在空间上,油页岩多呈层状展布于盆地内部而隐伏于地下.中、晚三叠世延长组和中侏罗世早期延安组是主要含油页岩层位.早二叠世油页岩形成于海陆交互的滨海环境,中-晚三叠世延长组中的油页岩形成于陆相深湖或半深湖环境,晚三叠世瓦窑堡组油页岩、中侏罗世早期延安组油页岩形成于陆相湖泊三角洲湖沼环境,与煤层共生,而中侏罗世晚期安定组油页岩仅局限于陆相半深湖环境.通过对陕西铜川北部和宁夏固原炭山典型油页岩矿的剖析,查明鄂尔多斯油页岩矿层厚度一般为4～36 m,含油率一般为1.5%～13.7%(下限略低于3.5%这一油页岩矿的最低工业品位,本次低于部分暂不参加资源量的计算);发热量一般为1.66～20.98 MJ/kg,视比重1.55～2.46.埋藏2000 m以上的页岩油资源量(334)达2000×108 t以上,其中探明储量(121)1×108t,显示了巨大的资源前景.盆地东南部及西部的油页岩埋藏浅,部分地段探明程度高,交通条件好,如果及时开发利用,不仅可以获得初步经济效益,同时也可为鄂尔多斯油页岩的开发利用获取开拓性的宝贵经验.     

准噶尔盆地南缘芦草沟组油页岩地质特征及主控因素

准噶尔盆地南缘芦草沟组油页岩主要发育于博格达山北麓,位于准噶尔盆地和博格达山构造转换带.研究区内芦草沟组油页岩含油率和厚度分布差异性较大,有机质类型以腐泥-腐殖腐泥型为主,整体上可采性较好.大型开阔湖盆沉积环境有机质产量大,缺氧还原性水体环境是研究区油页岩矿主要控矿因素.博格达山隆升及大型逆冲推覆带和强烈褶皱有效抑制了油页岩有机质热演化进程,是本区油页岩成矿重要条件.综合油页岩矿地质特征及成矿控制因素,认为在叠合盆地内,原陆内坳陷基础上发育的局部构造隆升带是油页岩发育有利前景区.     

陕西油页岩地质特征及找矿远景

陕西具有丰富的油页岩资源,鄂尔多斯盆地是西北地区有关油页岩记录最多的地区,油页岩分布层位包括侏罗系延安组、安定组,三叠系延长组,二叠系山西组及石炭系太原组.在收集前人油页岩资料的基础上,根据陕西省油页岩资源特征和成矿条件,提出了12个找矿远景区,并建议对全省油页岩资源开展远景调查工作,大致查明区内油页岩的埋深、层数、分布范围、厚度变化、油质特征、工业用途,估算推断的、预测的资源量,为下步勘查工作部署提供依据.     

大地构造运动与钾盐成矿研究简述

钾盐是重要的工农业生产资料,虽然已经有诸多关于钾盐矿成因的研究,但关于大地构造运动与钾盐成矿的构造背景和成矿模式方面的研究还比较分散.本文首先从钾元素的初始成因出发,梳理出钾盐的物质来源.然后分别从钾盐矿形成的大地构造环境进一步分析在稳定克拉通环境、陆块汇聚环境和陆块裂解环境下的钾盐矿成矿过程,说明包括构造、物质来源和...     

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。     

东营凹陷沙四上亚段陆相页岩岩相特征、成因及演化

我国陆相湖盆页岩具有较大的生烃潜力,但是对其研究起步较晚,目前存在诸多不足,尤其对富生烃页岩岩相特征及其沉积作用过程、成因演化等方面的研究工作均处于探索阶段.综合岩心、薄片、XRD矿物含量分析、主微量元素和测井等数据,在沉积学、元素地球化学以及-R（湖进-湖退）层序理论的指导下,详细研究了东营凹陷沙四上亚段页岩的岩相特征及其沉积过程、岩相发育与层序耦合关系以及古气候和湖泊的演化过程.结果表明,沙四上亚段页岩自下而上主要由硬石膏薄夹层页岩相、含粉砂富粘土质页岩相、块状灰质页岩相和纹层状灰质页岩相组成,分别沉积于盐湖环境、前三角洲环境、浅湖环境和深湖-半深湖环境.页岩岩相组合的垂向演化与体系域的纵向分布具有明显的耦合关系,揭示了古气候由干旱转为潮湿、湖盆由小型湖泊演化为大型湖泊,并推断古气候的变化和控盆正断层的活动是控制研究区古湖泊演化的两个重要因素.      

广西钦县盆地稔子坪勘查区油页岩形成条件及开发前景

稔子坪油页岩勘查区是广西新生代钦县盆地的一个次级凹陷,位于盆地西南边缘。油页岩主要赋存于新近系邕宁群,与褐煤伴生。区内油页岩及褐煤形成于湖沼相沉积环境。该沉积时期为温暖潮湿的亚热带－热带气候,油页岩的形成主要受构造活动控制,油页岩聚集中心为凹陷沉积中心,后期断层活动对油页岩矿体未造成大的破坏。油页岩矿层多为透镜状至似层状,含油率较高,埋藏浅,具很好的工业前景。     

沁水盆地新近纪张村组油页岩评价及古环境分析

为了深入分析油页岩发育特征对古环境的指示作用,为油页岩资源评价提供理论指导,选取沁水盆地中部新近系张村组油页岩为研究对象,采用岩石热解、有机碳测定、X射线荧光光谱仪（XRF）测试等方法分析油页岩有机地球学和元素地球化学特征,探讨沉积期的古气候和古地理环境。结果表明,张村组油页岩含油率较低,为4.15%;干酪根类型为标准腐泥型（I₁）,埋藏较浅,生烃潜力较高;样品的微量元素富集指数和地球化学参数特征显示,张村组油页岩有机质为混合来源,湖泊自身生产力提供主要物质基础;沉积期气候温暖湿润,盆地内水体由盐湖逐渐淡化,油页岩形成于水体分层不强的厌氧、深湖环境。油页岩的地球化学特征与沉积期的古气候、古地理环境具有较好耦合性。      

Elemental characteristics of lacustrine oil shale and its controlling factors of palaeo-sedimentary environment on oil yield: a case from Chang 7 oil layer of Triassic Yanchang Formation in southern Ordos Basin

As an important unconventional resource, oil shale has received widespread attention. The oil shale of the Chang 7 oil layer from Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin represents the typical lacustrine oil shale in China. Based on analyzing trace elements and oil yield from boreholes samples, characteristics and paleo-sedimentary environments of oil shale and relationship between paleo-sedimentary environment and oil yield were studied. With favorable quality, oil yield of oil shale varies from 1.4% to 9.1%. Geochemical data indicate that the paleo-redox condition of oil shale’s reducing condition from analyses of V/Cr, V/(V + Ni), U/Th, δU, and authigenic uranium. Equivalent Boron, Sp, and Sr/Ba illustrate that paleosalinity of oil shale is dominated by fresh water. The paleoclimate of oil shale is warm and humid by calculating the chemical index of alteration and Sr/Cu. Fe/Ti and (Fe + Mn)/Ti all explain that there were hot water activities during the sedimentary period of oil shale. In terms of Zr/Rb, paleohydrodynamics of oil shale is weak. By means of Co abundance and U/Th, paleo-water-depth of oil shale is from 17.30 to 157.26 m, reflecting sedimentary environment which is mainly in semi deep–deep lake facies. Correlation analyses between oil yield and six paleoenvironmental factors show that the oil yield of oil shale is mainly controlled by paleo-redox conditions, paleoclimate, hot water activities, and depth of water. Paleosalinity and paleohydrodynamics have an inconspicuous influence on oil yield.     

准噶尔盆地南缘芦草沟组页岩的沉积过程及有机质富集机理

准噶尔盆地南缘二叠系芦草沟组页岩是重要的烃源岩和非常规油气资源储层,具有重大页岩油气勘探潜力.然而对准南芦草沟组页岩的沉积过程、古气候控制湖泊水文条件以及页岩中有机质的富集机理的研究相对较少.通过系统的野外地质调查和样品分析测试,主要利用沉积学定性分析和地球化学定量表征相结合的方法对芦草沟组页岩进行了综合研究.结果表明,研究区芦草沟组页岩主要沉积于盐度分层的半深湖-深湖环境;古气候在研究区湖盆流域具有独特的分带性,博格达东北部的古气候较温暖和潮湿,而博格达以西的古气候则相对干旱;博格达东北部较湿润的古气候引起该地区较充足的降雨,促进了湖水的盐度分层,同时降雨促进河流携带大量富营养元素的淡水注入湖泊引起了表层水体生产力升高,导致博格达东北部芦草沟组页岩相对于博格达西部地区具有更高的TOC含量;表层水体的古生产力与较稳定的贫氧-厌氧环境是研究区芦草沟组页岩有机质富集的主控因素.      

中国油页岩富集与地质事件研究

油页岩是一种有机质富集的细粒沉积岩,高古湖泊生产力和稳定的还原环境是油页岩成矿的关键.越来越多的学者研究发现,在含油页岩沉积组合序列中,经常出现火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等地质事件.通过对全国50个盆地、95个含矿区油页岩成因和分布规律的总结和归纳,揭示出火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等...     

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。     

Cretaceous terrestrial deposits in China

As an important part of an epidermic system, terrestrial deposits can provide a good record of major geological events in the Cretaceous epidemic system. This article is a review of the geological background, paleogeography, paleoclimate, basin evolution and sedimentary characteristics in China through the Cretaceous period, in order to provide a comprehensive understanding for interested researchers. During the Berriasian-Hauterivian age, red-mainly fluvial and shallow lacustrine deposition developed under arid and semi-arid climates in westen China when eastern China had been occupied by the “East Plateau”. During the Barremian-Albian, age coal-bearing depositions occurred to the north of the Yanshan Mountain under the wet and warm climate. However, mainly red fluvial and shallow lacustrine depositions prevailed in most of the south to the Yanshan Mountain except basins where seawater could enter and caused mostly green depositions. During the Cenomanian-Santonian age, high land uplift took place in northwestern China. Mainly red deposition with developed alluvial plains occupied southwestern China and South China when the Songliao Basin was filled by black deep lacustrine mud shale caused by transgression. Mainly red deposition under an arid and semi-arid climate occupied all basins in China during the Campanian-Maastrichtian age.