鄂爾多斯盆地油頁巖的主要地質(zhì)特征

張濤　張偉東　常海川　王卓

摘 要：近年來，經(jīng)濟迅速發(fā)展，工業(yè)化進程不斷深入能源消耗日益增長，伴隨著能源形式的緊張，油頁巖憑借三大優(yōu)勢進入新能源視野。對油頁巖進行相關(guān)的地球化學研究，可以確定其發(fā)育的沉積環(huán)境，了解油頁巖的品質(zhì)特征。鄂爾多斯盆地除了具有很大的石油天然氣儲量外，還貯存著大量的油頁巖資源，而且開發(fā)條件優(yōu)渥，具有廣闊的開發(fā)前景，本文對盆地的油頁巖進行研究分析，對于應對我國日益增長的能源供需矛盾具有很重要的意義。

關(guān)鍵詞：油頁巖；地質(zhì)特征；儲層富集規(guī)律

1 前言

鄂爾多斯盆地是我國第二大陸地油氣田儲集區(qū)，擁有巨大的油氣蘊藏資源，還貯存著豐富的煤、煤層氣以及地下水資源，說明鄂爾多斯盆地是一個資源豐富集中聚集的能源寶庫，不僅如此，經(jīng)過多年的勘探調(diào)查發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯盆地還儲存著規(guī)模巨大的油頁巖資源，油頁巖經(jīng)過一系列的提純作用，相當于原油，鄂爾多斯盆地內(nèi)的油頁巖的含礦層位分布較多，種類繁多，延展穩(wěn)定、分布廣泛、含油率較高，構(gòu)造簡單，不僅便利了露天采礦的操作，且也存在適宜地下開發(fā)的地段。通過全面、系統(tǒng)的對鄂爾多斯盆地的油頁巖的產(chǎn)出特性以及不同時期的油頁巖的地質(zhì)特征進行研究，探究其開發(fā)的有利條件，為進一步開發(fā)以及干餾提取獲得豐富的油頁巖資源提供必要的技術(shù)和理論依據(jù)。

2 油頁巖的地質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地的油頁巖已經(jīng)探明的開發(fā)儲量最大的地區(qū)位于盆地西北地區(qū)，油頁巖分布主要在：侏羅紀延安組、三疊系延長組、石炭系太原組以及安定組。鄂爾多斯盆地古生代地處華北地區(qū)西部邊緣，最底層基礎(chǔ)是以前寒武紀結(jié)晶變質(zhì)巖系為主。該地區(qū)的地質(zhì)變化從早古生代陸地邊緣海盆地向晚生代早期斌淺海盆地、再向晚二疊系到中三疊系大型內(nèi)陸盆地，最后向晚三疊世的類前陸盆地的多個時期的演化和發(fā)展，存在多時期油頁巖的地質(zhì)特征共存。

2.1 油頁巖的礦石特征

2.1.1 油頁巖的礦石外貌及礦層結(jié)構(gòu)特點

由于盆地內(nèi)的巖石長期收到風雨的侵蝕和風化，露出山梁和山坡的位置多數(shù)呈現(xiàn)灰黑色的片狀，表面上有鐵跡銹色以及淡黃色的硫質(zhì)薄層。新開發(fā)出來的礦石主要以烏黑色塊狀物為主，隱顯微薄層理、致密性堅強，巖石薄層柔軟而不清脆，遇火即燃，燃燒后帶有瀝青味，并伴有油脂的光澤。礦石的主要成分是硬質(zhì)黏體礦物，含有少量的石英以及長石細小碎屑，偶爾也會有肉紅色的水云母質(zhì)粘土以及瀝青的質(zhì)點，巖石顏色并不均勻統(tǒng)一性質(zhì)也略有差異。

2.1.2 油頁巖的化學成分及圍巖夾層特征

油頁巖的含水量在13-18%之間，灰分為74-82%，巖石的含硫量低于5%，揮發(fā)分的波動范圍較大從44%-79%之間，巖石的含油率大約在5%左右。

油頁巖的底部圍巖呈灰色或褐色夾雜著黃綠色的細砂巖，中間厚重層主要成分是石英，內(nèi)含有大量的云母片和褐色的鐵礦顆粒物質(zhì)，分選效果良好，膠結(jié)致密性較好，其間還夾有泥質(zhì)結(jié)核，半徑較均勻，大約在10-12厘米之間變動。巖石的頂板是黃綠色砂質(zhì)泥巖或顆粒較小的細砂巖。中間夾層主要是含油的砂巖，局部中間夾層厚度能達到2米，呈灰黑色，黑色的薄層含沙粒結(jié)構(gòu)，泥沙成分較多。

2.2 區(qū)域構(gòu)造特征

鄂爾多斯盆地的油頁巖主要分布在次級構(gòu)造單元陜北斜坡的東北部，沙漠與高原的接壤地帶整體形狀是平緩的北西西向的單斜構(gòu)造，且地層的傾斜角小于1度。地層表面絕大部分被第四季的現(xiàn)代風砂所覆蓋。在形成的北西西向的單向斜坡的基礎(chǔ)上，區(qū)域內(nèi)的磁場異常，出現(xiàn)局部的大型鼻狀隆起和凹陷，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的構(gòu)造特征是：地層的褶皺發(fā)育，斷裂較少，褶皺的成排成帶的性能較好，背部斜坡的構(gòu)造與南北斜坡相間成帶，東西向斷續(xù)相接成帶，形成類似大雁斜飛的外貌特征。

2.3 油頁巖的成藏成礦規(guī)律

延長組儲層是鄂爾多斯盆地在經(jīng)過地質(zhì)變化長期坳陷以及在穩(wěn)定沉降過程中堆積的湖泊河流相的碎巖系，豎直方向上分為五個巖性段，十個油層組，當延長組的第一個巖性段開始沉降時，河流相發(fā)育。當?shù)谝粋€巖性段沉積完成后，地殼運動緩慢下降，使得在延長組的第二段開始沉積時，湖相的沉積逐漸擴大，湖底深度加深，其間湖盆的生活深度和范圍達到最大，該階段的氣候條件溫和，生物種類繁多，環(huán)境濕度適中，為油頁巖沉積提供了有利的條件。后續(xù)的第三段、第四段以及第五段的沉積時期，地殼逐步抬升，湖盆逐漸縮小，深度變淺，最終瓦解消失。延長組內(nèi)的地質(zhì)變化和發(fā)展，客觀的記錄了大型的湖盆從出現(xiàn)發(fā)展到消亡的過程，為油頁巖的地質(zhì)特征的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

3 結(jié)束語

鄂爾多斯盆地的資源儲備豐富，其油頁巖的儲量具有很大的發(fā)展?jié)撃芎徒?jīng)濟效益，通過對油頁巖形成過程以及地質(zhì)條件和特征的研究和介紹，盆地內(nèi)的油頁巖交通便利、構(gòu)造簡單、礦層厚度高、開發(fā)性能穩(wěn)定，且水文地質(zhì)條件簡單。

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