陕西铜川黄陵地区油页岩地质特征及利用前景

1、陕西铜川 黄陵地区油页岩地质特征及利用前景白云来1 , 赵应成 1 , 徐东2 , 马玉虎1( 11中国石油勘探开发研究院 西北分院 , 甘肃 兰州 730020; 21甘肃省国土资源厅 , 甘肃 兰州 730000 )摘要 : 位于鄂尔多斯盆地东南部的陕西铜川 、宜君和黄陵一带赋存着丰富的油页岩资源 。主要的含油页岩层位是中 晚三叠世延长组下段上部 , 具体形成时间为中三叠世晚期 。野外观察发现 , 油页岩露头主要分布于铜川 宜君 黄陵 一带 , 主矿层厚度一般为 236 m。测得含油率为 118% 1317 % , 发热量为 1166 11145 MJ / kg, 推测干酪根类型为 I8-

2、 II1 , 产烃率为 400 kg / t, 中等偏好 , 页岩油 (相当于原油 ) 资源量约 100 ×10 t, 储量近亿吨。宏观和微观资料表明 ,该区油页岩是在淡水 、近岸 、强还原 、富含有机质的沉积环境下形成的 , 属于大型内陆湖盆的半深 深湖相 , 埋藏浅 ,储量较大 , 交通条件好 , 如果在适当时机开发 , 不仅可获得初步经济效益 , 也可为鄂尔多斯油页岩的开发利用获取开 拓性的经验 。该区油页岩矿位于西部最大城市西安市附近 , 开发利用的意义重大 。关键词 : 油页岩 ; 地质特征 ; 开发利用 ; 陕西铜川 黄陵中图分类号 : P618112文献标志码 : A文

3、章编号 : 1000 - 8527 ( 2010 ) 01 - 0158 - 08Geo log ica l C ha ra c ter ist ic s an d D eve lop in g2pro spec t in g Pro spec ts ofO il Sha le in Ton gchuan 2Huan g l in g D istr ic t, Shaan x i Prov in ceBA I Yun2la i1 , ZHAO Ying2cheng1 , XU Dong2 , MA Yu2hu1( 11N orthw est B ranch Institu te, R esea

4、 rch Institu te of Petroleum Explora tion and D evelopm en t, PetroC h ina, L anzhou, Gansu 730020, C h ina;21L and and R esou rces D epa rtm en t of Gansu P rovince, L anzhou, Gansu 730000, Ch ina )A b stra c t: O il sha le is becom ing a re sea rch ho t po in t w ith dec rea sing inc rea singly in

5、 hyd roca rbon re sou rce s a tp re sen t. The re a re abundan t o il sha le re sou rce s in O rdo s ba sin. O il sha le re sou rce s in O rdo s ba sin accoun t fo r60 % of tha t in m idd le2we st Ch ina and rank the first among a ll ba sin s in Ch ina. The m a in bed of o il sha le is the upp e r p

6、 a rt of lowe r segm en t of Yanchang Fo rm a tion ( Ty ) , and wa s fo rm ed in la te stage of M idd le Tria ssic p e ri2 od. A cco rd ing to fie ld ob se rva tion s, the ou tc rop s of o il sha le s a re m a in ly d istribu ted in Tongchuan2Yijun2H uan2 gling. The th ickne ss of m a in o re bed s

7、is gene ra lly 2 - 36 m. The o il2bea ring ra tio range is from 118 % to1317 % ; ca lo ric va lue range is from 1166 to 11145 MJ / kg and typ e of ke rab itum en is I2II1 ; ra tio of hyd roca r2 bon2p roduc ing is 400 kg / t (mode ra te2be tte r) . The p roved re sou rce s amoun t is a round 100 

8、15;108 t and re se rve s amoun t is c lo se ly 1 ×108 t in th is a rea. It is po in ted ou t tha t o il sha le s we re fo rm ed in depo sitiona l environm en tw ith fre sh wa te r, nea rsho re, powe rfu l reduc tion, rich con ten t of o rgan ic m a te ria l acco rd ing to d iffe ren t da ta and

9、 be long to sem i2deep lacu strine fac ie s in la rge in land lake. The bu ria l of o il sha le is sha llow; re se rve s of o il sha le s a re la rge; and traffic cond ition is advan tageou s in the a rea. If o il sha le s a re we ll deve lop ed, no t on ly p re lim ina ry econom ic benefits m ay be

10、 acqu ired, bu t a lso p rec iou s exp e rience in deve lop ing o il sha le in O rdo s ba sin m ay be ga ined. B e side s, o il sha le s in Tongchuan2H uangling a re the nea re st to X ian, having grea t sign ifi2 cance fo r deve lop ing.Key word s: o il sha le; geo logica l cha rac te ristic; deve

11、lopm en t and u tiliza tion; Tongchuan2H uangling d istric t,Shaanxi P rovince收稿日期 : 2008 211 216; 改回日期 : 2009 211 201; 责任编辑 : 戚开静。基金项目 : 中国石油长庆油田公司石油预探项目 ( 00066297 ) 。作者简介 : 白云来 , 男 , (教授 )高级地质师 , 博士 , 1957 年出生 , 矿物学、岩石学、矿床学专业 , 主要从事区域构造与岩石 学、成矿学方面的研究及盆地分析与油页岩的调查工作。Em a il: ba iyl6666 sina1com。第 1

12、期白云来等 : 陕西铜川 黄陵地区油页岩地质特征及利用前景159100 km , 有西延高速公路及铁路通过 , 开发利用的意义重大 。0 引言油页岩这种开发利用成本相对较高的非常规油气资源的工业化应用已有约 200 年的漫长历史1 油页岩的主要特点油页岩露头具体分布在铜川 宜君 瑶曲 彬县一带的延长组 (表 1) , 大致呈弧形展布 (图 1) 。111 油页岩赋存的具体层位鄂尔多斯地区铜川北部油页岩的具体层位为了 1 - 8 。20 世纪50 年代 , 我国油页岩提炼出的页岩油 (相当于原油 , 下同 ) 可占到当时全国原油产量的 60 % 2 , 只是由于后来成本相对低廉的大 型、超大型陆

13、相盆地油田的相继开发利用成功 , 它们才被逐渐忘却 。但长期以来 , 辽宁抚顺和广东茂名 2家大型油页岩企业仍利用油页岩炼油和发电 , 为油页岩的开发和利用积累了许多宝贵的 经验和较成熟的技术 , 他们所利用的油页岩含油 率较高 2 - 6 。在 2008 年经济危机袭来之前的十多年里 , 石油供应紧张、价格高涨 , 油页岩作为非 常规新能源之一 , 受到人们的广泛关注 , 是油气 领域里的研究热点。目前世界上各大石油公司仍延长组第二段 ( Ty2 ) , 即原铜川组上部 , 属长 油7层组 (表 1 ) 。延长组是一套以灰绿色 、灰黄绿色、浅肉红色长石砂岩为主 、夹深灰绿色页岩及煤线 的陆相

14、地层 8 - 14 。其下部夹黑色油页岩层 , 中、上部含石油 , 以颜色浅区别上、下地层 , 与上、下地层均为整合接触。底界以二马营组顶部紫红 色泥质岩的结束为标志 , 以一互层状含煤层或含煤线砂泥岩之底面为上覆瓦窑堡组开始 。正层型将油页岩等非常规资源作为研究开发对象之一。 为延长县胡家村 张家滩南庄的延河剖面 (东经2002年美国能源部能源信息处的统计结果表明 ,全球油页岩探明资源量可达 4 110 亿 t页岩油 , 超 过了常规石油探明资源量 ( 2 710 亿 t) 。中国是 一个油页岩资源比较丰富的国家 , 目前已探明油 页岩储量为 374 亿 t, 仅次于美国 、巴西和爱沙尼 亚

15、 , 居世界第 4 位 , 资源量达上千亿吨 1 - 7 。 研究表明 , 全球油页岩不仅资源量大 , 而且用途 多样 , 加工工艺成熟 , 相对容易开采 , 开发利用 前景广阔 , 是最有希望成为现实的能够部分替代 石油的新能源之一 。它不仅用于炼油 , 也可用于 发电 , 同时还可产生氨 、硫化氢、吡啶碱和酚类 等副产品 ; 有的油页岩还赋存稀有贵重金属 ; 另 外油页岩的灰渣可生产水泥 、蒸氧砖、砌砖、馏态混凝土以及陶粒等建筑材料。笔者认为 , 对油 页岩进行多方面的研究 , 不断积累相关资料和技 术 , 当全球经济回暖、石油价格重新走高之际 , 油页岩会及时产生巨大的经济效益 。尽管世

16、界范 围内新的油 、气田不断有重要发现 , 但能源的可 用量不断减少的趋势是不可改变的 , 油气的产能 与人类社会的需求形成的剪刀差将会越来越明显 , 资源短缺的局面在以后 20 30 年内将会越来越严 峻。因此 , 查明和分析陕西铜川、黄陵地区油页 岩的特征及开发利用条件有十分重要的现实意义。 另外 , 该区油页岩矿距西部最大城市西安市仅约109 °53 44 , 北纬 36 °36 36 ) 。铜川 黄陵地区延长组主要特点是下段下部 为肉红色 、灰绿色块状中粒长石砂岩夹灰绿色粉砂岩 、细砂岩与紫红色 、杂色砂质泥岩 , 含植物表 1Ta b le 1延长组地层系统 、油

17、层组及标志层之间的关系Re la t ion sh ip be tween the stra tum sy stem , the o il la yer s an d the m a rker bed s in Y an chan g Form a 2t ion 地层系统标志层油层组系 统组段区域标志层地区标志层长 1相当 于延上 瓦窑堡组统 ( Tw )瓦 窑 堡 煤 系地层 (辅助 )长 组 第段 ( Ty5 )5长2永 坪 砂 岩 段(辅助 )长 3Ty4细 脖 子 泥 岩段 (辅助 )长4 + 5三叠系 中上 统上Ty3长 1 - 26长 6 3 - 4延长组( Ty)凝灰 质 泥岩

18、(薄层 )长 1 + 27张家滩页岩、油页岩3长 72 Ty下长8李家畔页岩长 9Ty1长 10中国工程院 1中国可持续发展油气资源战略研究 ( 2020 2050 ) 全国油页岩资源评估 12005.陕西省石油工业局勘测队 1铜川北部油页岩普查初勘报告 11959.© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 现代地质2010年160图 1 陕西铜川 黄陵地区域地质图F ig11 The regiona l geo logy m ap in Tongchuan

19、2H uangling d istric t,11Tw , 晚三叠世瓦窑堡组 : 黄绿、灰黑色泥岩、粉砂岩、砂岩互层 , 夹煤层或煤线 (长 1 ) ;Shaanxi P rovince21Ty4 , 中、晚三叠统第四岩性段 : 灰绿、黄绿色厚层细砂岩、粉砂岩与泥岩互层 (长 2 、长 3 ) ; 31Ty3 , 中、晚三叠统第三岩性段 : 灰黑、灰绿色厚层块状中粒砂岩夹泥岩 (长 1 + 2 、长 、长) ; 41Ty2 - 2 , 中、晚三叠统第二岩性段上亚段 : 灰黑、灰绿色页岩、粉砂岩、灰黑色油页岩 (油页岩段、7 6 4 + 5长 37 ) ; 51Ty , 中、晚三叠统第二岩性段下

20、亚段 : 黄绿色泥质粉砂岩、细砂岩及泥岩互层 , 夹黑色页岩 (长 8 , 长 9 ) ; 61Ty ,2 - 11中、晚三叠统第一岩性段 : 黄绿色厚层块状细砂岩夹粉砂岩、泥岩及少量细砾岩 (长 10 ) ; 71Te, 中三叠统二马营组 : 灰绿色长石砂岩夹肉红色泥岩 ; 81正断层 ; 91逆断层 ; 101平移断层 ; 111断层编号 ; 121图中框线范围为油页岩露头分布区化石 N eoca lam ites sp1 和 D anaeopsis fecunda; 下段厚为 2501 016 m , 盆地中部钻孔厚为 184 226上部主要为灰绿色薄层 块状细砂岩、中砂岩、 m。斯行健

21、等研究 13 - 15 表明 : 延长组上、下段含砂质泥岩及黑色页岩 , 产 G lossophy llum sp1 和 Th i2nnfeld ia sp1化石 。上段主要为灰白色 (含肉红色 ) 细中粒长石砂岩 、浅灰色细 中粒石英长石砂岩 夹灰绿色 、黑色泥岩及蓝黑色页岩 , 为盆地主要 含油段 , 总厚 771 m。延安以南至铜川 , 下段顶部 夹黑色页岩及油页岩 , 延长组厚度变化范围为 2001 016 m。延长组厚度各地变化较大 , 神木、佳 县、米脂 、吴堡一带厚为 200 411 m , 子长、延长一带厚为 684 771 m , 韩城、铜川、陇县一带不同的植物组合 , 上段

22、“延长层植物群 ”为晚三叠世 , 下段植物组合 (原铜川组植物组合 ) 面貌接近 下伏二马营组的植物面貌 , 时代为中三叠世晚期 , 由此可见 , 延长组时代应为中三叠世晚期 晚三 叠世 , 油页岩主要形成于中三叠世晚期。将铜川 黄陵地区含油页岩的关键层段 ( 253- 264层 )列于表 2 中 , 可以看出本区油页岩在剖 面上的主要特点 : 下部粉砂岩 、细砂岩夹油页岩层 , 油页岩层一般较薄 , 多为 015 210 m ; 中部© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights

23、reserved. 第 1期白云来等 : 陕西铜川 黄陵地区油页岩地质特征及利用前景161为油页岩主矿层 , 一般厚度较大 , 为 2 36 m , 其中的砂岩或页岩的夹层较少 , 分布稳定 ; 上部为 粉砂岩、页岩、油页岩及泥岩互层 。一般中部油页岩主矿层工业价值较大 , 是勘探的主要目标 。表 2 铜川 黄陵地区油页岩分布区关键层位结构特征小于 8 km , 断层面南倾 , 倾角一般大于 60 °, 地表出现的油页岩露头往往与此类断层有关 , 正断层 作用使得油页岩在地表抬升过程中下降而免于被全部剥蚀 。正断层与平移断层构成典型的“入 ”字形构造 , 其构造应力来自于古近纪晚期东

24、面伊泽 9 , 16 ,奈崎板块向西的俯冲作用这次俯冲所引起Ta b le 2The a rch itec tura l cha ra c ter ist ic s of o il sha le inkey po s it ion in Ton gchuan 2Huan g l in g d istr ic t的向西的挤压使得盆地出现近南北向的不对称凹陷 , 盆地南北两侧形成渭河及河套地堑。113 油页岩的厚度及其与沉积环境的关系鄂尔多斯盆地油页岩的发育厚度与沉积相的 展布密切相关 , 半深湖 深湖相沉积环境发育的 油页岩厚度最大 , 一般都大于 30 m , 最厚处可达40 m 以上 , 最

25、厚处在盆地南部的吴旗、庆阳和正 宁等地附近。浅湖 半深湖相发育的油页岩厚度 相对较小 , 厚度一般为 10 20 m , 分布在靖边、延安、子长、富县以南附近、铜川和彬县以北附近 15 。长期三角洲相油页岩不太发育 , 甚至局部7缺失。由此可见 , 鄂尔多斯盆地油页岩的分布受沉积环境的控制作用明显 , 半深湖 深湖相沉积环境 形成的油页岩具有分布广泛、品质好 (厚度大、含 油率高 , 表 3 )的特点 , 浅湖沉积环境形成的油页 岩厚度相对较小 , 而三角洲相油页岩发育较差。表 3 铜川 黄陵地区油页岩化学成分表Ta b le 3 C hem ica l com po s it ion of

26、o il sha le in Ton gchuan 2Huan g l in g d istr ic t注 : 岩性柱栏只表示了岩性组合 , 不表示真实厚度 , 各组真实厚度见厚度栏。112 油页岩分布区的构造特点铜川 黄陵地区油页岩矿区区域构造总的特 点是向西缓倾斜的单斜构造 , 倾角一般小于 10 °(图 1 ) , 属鄂尔多斯坳陷性盆地东部边缘的翘起部分 , 含油页岩的延长组向盆地倾伏 , 属盆地向 斜构造的东翼。断层特别是近东西向正断层附近 的矿层和地层倾角均较大 , 有的近于直立 , 如烈桥、淌泥河矿区 ; 另外在靠山顶的斜坡处 , 由于组分含量均值 / %范围 / %Si

27、O247189 5611412122 141615144 81620195 11280167 01681153 11792172 3119521021314271031112017811662196A l O2 3重力作用 , 出现逆掩重力滑脱构造 ,的袁家山附近。如金锁关镇TFe M gO CaON a2 OK2 O结合遥感图像所表现的线性构造特点 以及野外地貌、地层的展布 , 本区主要发育北东向右旋 走滑断层及近东西向南倾的正断层 。一般走滑断 层规模大 、延伸远、连续性好 , 略向东南倾。如 F7断裂 , 西起图幅西南的瑶曲 , 向东北一直延伸 到宜君县五里镇以东 , 长达 60 km。

28、它不仅地貌上 表现为沟谷平直 , 控制水系分布 , 而且控制油页 岩露头的分布。该断裂以南 , 油页岩露头星罗棋 布 , 以北几乎见不到油页岩露头 , 据此也可判断 该平移断层具有逆断层性质 , 属逆 - 平移断层。注 : 数据由煤炭工业甘肃省煤炭质量监督检验站分析 ( 2007 ) 。本次根据露头观察 , 结合井上资料 , 查明鄂尔多斯地区东南部油页岩主矿层厚度一般为 10 25 m , 最厚地段在淌泥河 马庄一带 , 向南、西 南变薄 (图 2 ) 。114 油页岩宏观特征及物质组成特点油页岩宏观上呈黑色 , 略具油脂光泽 , 风化铜川 黄陵地区其他平移断层规模较小 , 一般延面上常因铁质

29、氧化而呈红色 , 片状、层状构造 ,伸约 10 km。区内近东西向正断层一般延伸不大 ,参差状、贝壳状断口 , 硬度小 , 条痕呈亮褐色 ,中国石油勘探开发研究院西北分院 1西北地区油页岩资源调查与评价 12006.© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 现代地质2010年162图 2 铜川 黄陵地区油页岩厚度F ig12 The th ickne ss of o il sha le in Tongchuan2H uangling d istric t从油

30、页岩化学成分表 (表3 ) 可以看出 , SiO2 、油脂光泽明显 ,肉眼观察岩石主要由黏土矿物组A l2 O3 含量之和为 65144 % , 表明油页岩主要物质成。一般油页岩层面比较光滑油腻 , 但略具砂质引起的粗糙感 , 这也是此处油页岩与其他地区油 页岩的显著区别之一 。总的显示为半深湖 深湖 厌氧沉积环境 , 但有近源碎屑物加入 , 镜下见板 状长石碎屑 , 棱角明显 , 磨圆度差 , 显示近源特 征 (图 3 ( a) ) 。 6 成分为 SiO2 、A l2 O3 , 属中等灰分的油页岩, 其他组 分 较 少 , 属 硅 质 灰 分 ( w ( SiO2 ) 为 40 % 70

31、% 、w (A l2 O3 ) 为 8 % 30 % ) , 其 w ( Fe2 O3 ) <20 % , w ( CaO ) < 20 % 6 。该区 SiO 、A l O 含量2 2 3与抚顺等地油页岩 ( SiO2 含量为 61159 % 、A l2 O3镜下见油页岩具变余泥质结构 , 板状构造。 含量为 23136 % 15 )相比均较低 。油页岩有机碳含主要由黏土 、粉砂屑和铁质等组成 , 黏土由隐晶质黏土组成 , 粉砂屑由石英和斜长石组成 (图 3 ( b) ) 。岩石矿物定向排列 , 具板状构造 , 黏土显 微隐晶质局部发生轻微的绢云母化现象 , 定向排列 , 铁质呈

32、隐晶质充填在黏土矿物中 。碎屑呈棱 角状、次棱角状、圆状 , 粒径为 0103 0106 mm , 个别粒径为 0115 mm , 达到砂级级别 。岩石板劈 理和层理发育 , 黏土、砂屑分别相对聚集 , 以成分不同呈层理分布 。岩石中黏土矿物占 92 % , 粉砂屑占 3 % , 铁质占 5 % 。量为 14 % , 全碳含量为 16128 % 。2 油页岩矿的质量及资源量估计211 油页岩矿的质量含油率和发热量是评价油页岩质量的两个最 重要的指标。根据本次测定结果和结合前人资料 6 , 16 - 21 ,油页岩质量中等偏好 , 含油率一般为118 % 1317 % , 平均为 7107 %

33、(表 4 ) , 发热量为116611145 MJ / kg。本次研究测得 , 干酪根类型为 I - II1 , 产烃率© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第 1期白云来等 : 陕西铜川 黄陵地区油页岩地质特征及利用前景163表 4 铜川 黄陵地区油页岩含油率Ta b le 4 The o il2bea r in g ra t io of o il sha le in Ton gchuan 2 Huan g l in g d istr ic t 焦油产

34、 半焦产总水分产率 / %焦型编号样品名称率 / %率 / %黑色片状油页岩 (烈桥槽子沟 )黑色纸片状油页岩 (贾 曲河 )灰黑色片状油页岩 (焦 萍站 )黑色片状油页岩 (风化 呈灰红色 ) (何家坊 )黑色片状油页岩 (淌泥 河 )黑色片状油页岩 (五十 亩塔 )黑色片状油页岩 (风化 呈灰白色 ) (柳树台 )黑色纸片状油页岩 (冯 家渠 )黑色 片 状 油 页 岩 (马 泉 )黑色片状油页岩 (风化 呈灰白色 ) (聂家河 )灰黑色片状油页岩 (福 地 )黑色片状油页岩 (风化 呈灰黄色 ) (霸王庄 )黑色片状油页岩 (风化 呈灰白色 ) (半截沟 )黑色片状油页岩 (风化 后朱红

35、色 ) (霸王庄 )黑色含植物碎片粉砂岩(张家滩 )V - 113177719215Bt6811108018116BV II - 210168012410BV I - 110127714416BIV - 19167816710Bt748197815610Bt618167612510Bt217108216313Bt946148319411Bt695127816818Bt865128914314BII -图 3 铜川霸王庄油页岩照片及显微特征F ig13 The p ho to and m ic ro scop ic cha rac te ristic s of sha

36、le inB awangzhuang, Tongchuan2159010418t28BTC - 1- 11189218412B为 400 kg / t, 油页岩密度一般为 11412159视密度 ) , 平均为 1172。另外 , 刘招君等 3 在 2005 年提出鄂尔多斯地 区长 7 油层组油页岩含油率为 5 % 10 % ; 陕西省石油工业局 在 1959 年查明前烈桥油页岩含油率7 % , 淌泥河油页岩含油率 5 % ; 何家坊油页岩含 油率 9125 % ; 辽宁抚顺油页岩含油 率为 5 % 10 % , 探明储量 41 亿 t。广东茂名油页岩最厚达49 m , 平均含油率为 6 %

37、8 % , 最高 13166 % , 热 值为 3 900 6 200 J / kg, 探明储量 55115 亿 t。将 陕西铜川 黄陵地区的 TOC 等指标和其他地区油 页岩的进行对比 , 其属于好的油页岩范畴 (表 5 ) 。212 油页岩资源量估算1189616010(ARDt110B注 : 样品由西北地质研究所白云来 ( 2007 ) 采集 , 由煤炭工业总公司甘肃省煤炭质量监督检验站葛金法分析 ( 2007 ) 。状 , 页理发育 , 显示为半深湖 深湖厌氧沉积环境。有机质丰度高 , 镜下观察鉴定干酪根均为 型或 1 型 , 生油母质类型具有较 高 的 产 烃 率 。 热模拟结果表明

38、 , 此类干酪根的产烃率通常可达400 kg / t 19 。该 区 油 页 岩 含 油 率 高 , 为 5 % 10 % , 一般厚度为 236 m , 视密度为 1172 , 估算 页岩油资源量 ( 332 )约为 100 亿 t。1959 年原陕西 省石油工业局在本区淌泥河 、何家坊及前烈桥一 带业已求得页岩油工业储量近亿吨 。3 油页岩的成因分析311 油页岩的成因类型根据形成环境 , 油页岩通常可分为海相和陆 相。在海洋泻湖和大陆架地区及海水相对不活动的内陆海是油页岩沉积的最有利环境 , 陆相的油 页岩主要在深水和半咸水湖 、软泥和停滞水盆地油页岩资源量的估算主要依据的原则是 :中国

39、地质调查局 2000 年颁发的固体矿产资源 /储量分类表来划分资源量级别 ; 利用测井资料及本次 所获数据 ; 适当考虑前人相关数据 。据野外观察 , 铜川 黄陵地区露头区剖面上 的油页岩质纯 , 水平层理发育 , 呈灰黑色“纸片 ”© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 现 代 地 质2010年164表 5 陕西铜川 黄陵地区与中国陆相生油岩有机质丰度对比Ta b le 5 The corre la t ion of organ ic m a ter i

40、a l a bun dan ce be tween sha le s in Ton gchuan 2Huan g l in g d istr ic t, Shaan x i, an d lan d fa c ie s o il source rock in C h ina 生油岩级别岩相岩性w ( C) / %w (A ) / %w ( HC) / ×10 - 6w ( HC) /w ( C)好生油岩较好生油岩 较差生油岩 非生油岩 窑街油页岩本区油页岩半深 深湖相浅 半深湖相 滨 浅湖相 河流相浅 半深湖相半深 深湖灰黑色泥岩灰色泥岩为主 灰绿色泥岩为主 灰绿色泥岩为主 黑色油页岩

41、黑色油页岩 110016 110016 014014 0161015519133 / 143 30110 011501051 011000101 01050101 01050128014 13 3 500200 500100 200100 2002 108 42 41 21 221191192 51773 3注 : 中国陆相生油岩有机质丰度及评价指数据参考文献 4 ; 窑街油页岩资料据中国石油勘探开发研究院西北分院 , 1992; 本区油页岩 : 3 资料据参考文献 20 ; 3 3 资料为本文数据。中形成。本研究把铜川 黄陵地区油页岩沉积分生代 中三叠世的大华北盆地逐渐向内陆转化 ,为 3

42、大类 : 第一类包括黑色的 、极少见的浅棕色在沉积上实现了由海相 、过渡相向陆相的根本性海相被动陆缘台地型油页岩 ,它们与碳酸盐岩、 转变 , 鄂尔多斯及华北地区形成沉积中心偏南的硅质岩和含磷酸盐的岩系伴生 。油页岩层一般都很薄 , 厚度不超过几米 , 厚达 10 m 的极少 , 但含 油率较高 , 可达 20 % 。第二类为黑色湖相油页岩 , 形成于半深湖 深湖的沉积环境中 。油页岩层有 几百米厚 , 含油率一般不到 10 % , 这类油页岩是 季节性气候旋回直接控制下湖盆内部水体生物与 化学环境周期变化的产物 , 属于湖控成因 。它代 表了盆地发育的鼎盛时期。在含油气盆地 , 油页 岩往往

43、是主要的生油岩 , 纵向上油页岩发育在储 盖组合之下 , 这种成因类型的油页岩具有厚度大、 分布范围广 、含油率高的特点 。第三类是与煤层 伴生的油页岩 , 包括海陆交替相和沼泽相沉积环 境形成的油页岩 , 一般分布在煤层的顶、底部或 煤层之间 , 多数为煤层底板 , 以含油率高为特点 , 但厚度相对较薄 。铜川 黄陵地区油页岩根据前 述赋存层位的地质特征 、细的碎屑及黏土结构和 成分特点 、厚度及含油率 、岩石的颜色特别是风 化后而呈现的红色特点 , 可知该区油页岩属大型 内陆湖盆的半深 深湖相油页岩 。312 油页岩的形成机理鄂尔多斯盆地位于东亚镜像反映中轴之东 ,地跨中国北部的陕西 、甘

44、肃 、宁夏 、山西和内蒙 古 5 省区 , 是东亚复式壳体的一个次级构造单元 , 属华北古板块的一个重要组成部分 9 , 16 。陕西铜 川 黄陵地区油页岩分布于盆地的东南部。研究表明 , 在古生代晚期 (早、中二叠世 ) ,包括鄂尔多斯陆块在内的西域板块都拼贴到天山兴蒙碰撞带南侧 ; 到三叠纪 , 由于印支期构造 作用 , 古特提斯洋向北俯碰 , 在鄂尔多斯地块南 部、西南部边缘形成隆起、褶皱与冲断 , 使晚古大型陆内坳陷型盆地 9 - 10 ; 中、晚三叠世鄂尔多斯盆地进入了大型内陆差异沉积盆地的形成和发 展时期 , 形成凹陷中心偏南部的不对称多中心的 凹陷 , 发育了完整的河流 湖泊相

45、(陆相 ) 碎屑岩 沉积体系 , 沉积厚度巨大 , 形成了典型的内生式 成油系统 , 也形成了超大型鄂尔多斯盆地油页岩 矿床。本次地质 、地球化学研究表明 , 该区油页 岩是在淡水 、近岸 、强还原富含有机质的沉积环 境下形成的 。晚侏罗世 , 贺兰山 六盘山地区发生逆冲推 覆 , 形成褶皱冲断带 , 鄂尔多斯盆地第一次被西 部六盘山 、河西走廊盆地分割开 ; 早白垩世 , 鄂 尔多斯盆地西部在发生夷平作用之后 , 继续受挤 压 , 形成陆内前陆盆地 ; 古近纪末 , 在近东西向压力作用下 , 形成六盘山 贺兰山等断块山 ,地南、北侧发生断陷 , 形成河套、渭河盆地 ;近纪早期 , 主要在南北

46、方向压应力的作用下 ,盆新 鄂尔多斯东西两侧均发生断陷 , 形成汾河地堑及银川地堑 ; 中更新世 ( 0178 M a)以来的新构造运动与 地震活动对盆地的总体面貌有一定的影响 , 四周 分布有断陷与高山 , 内部大约以 N 38 °线为界 , 南、 北两部分不论深部地幔还是地理地貌景观 , 甚至 13 油气田的分布规律均有很大的不同 , 所受构造最大应力方向是 N ESW , 它控制着盆地内张性 断裂与高渗带的分布 16 。陕西铜川 黄陵地区油 页岩露头的分布主要受控于古近纪末来自东面的 伊泽奈崎板块向西的构造压应力作用 , 本质上与 渭河地堑 、河套地堑及贺兰山等南北向山系的形

47、成紧密相关 。© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第 1期白云来等 : 陕西铜川 黄陵地区油页岩地质特征及利用前景165地学前缘 , 2005 , 12 ( 3 ) : 315 - 323.关德师 , 牛嘉玉 , 郭丽娜 , 等. 中国非常规油气地质 M .北京 : 石油工业出版社 , 1995: 228 - 287.游军军 , 叶松青 , 刘招君 , 等. 油页岩的综合开发与利用 J . 世界地质 , 2004 , 23 ( 3 ) : 261 -

48、265.赵隆业 , 陈基娘 , 王天顺. 我国油页岩的成分和品级划分 J . 现代地质 , 1991 , 5 ( 4 ) : 423 - 429.Sm ith J W. O il sha le re sou rce s of the U n ited State s J . M ine r2al and Ene rgy R e sou rce s, 1980 , 23 ( 6 ) : 15 - 23.全国 矿产储量 委员会 办 公 室. 矿 产 工 业 要 求 参 考 手 册M . 北京 : 地质出版社 , 1987: 312 - 316.白云来 , 王新民 , 刘化清 , 等. 鄂尔多斯盆地西部边界的确 定及其地球动力学背景 J . 地质学报 , 2006 , 80 ( 6 ) : 792- 813.4 利用前景综上所述 , 陕西铜川 黄陵地区赋存着丰富 的油页岩资源 , 主要的含油页岩层位是中 、晚三 叠世的延长组下段上部 , 即与长 7 油层组形成大致 同时 , 具体形成时间为中三叠世晚期 。空间上分 布于盆地中南部 , 油页岩露头主要分布于鄂尔多 斯盆地不对称大向斜东翼翘起部分的中南段。油 页岩的主矿层厚度一般在 2 36 m 之间 , 全盆地 最厚地段为环县 华池 正宁一线 , 向东北、向 西南变薄 。本区最厚地