謝尚克，杜佰偉，王 劍，彭清華，鄭 博

1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081

2.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室，成都 610081

0 前言

油頁巖作為重要的油氣資源替代產(chǎn)品，不僅可以作為直接利用的能源物質(zhì)，而且對盆地油氣資源潛力評價具有重要意義。根據(jù)最新資料顯示，我國油頁巖儲量豐富，僅次于美國，位居世界第二位［1－2］。近年來隨著研究程度的不斷深入，西藏地區(qū)發(fā)現(xiàn)多處油頁巖，如北羌塘盆地勝利河油頁巖［2－5］、雙湖比洛錯油頁 巖［6－7］、托 納 木 油 頁 巖［8］及 尼 瑪 盆 地 油 頁巖［9］等。此外，對倫坡拉盆地油頁巖的研究也有相關(guān)報道［10－12］，但其研究程度較低。倫坡拉盆地的油頁巖資源量具有大型礦床遠(yuǎn)景，有進(jìn)一步工作價值，開發(fā)利用后，可為解決西藏地區(qū)能源緊缺做出貢獻(xiàn)。筆者依托《青藏地區(qū)非常規(guī)油氣調(diào)查》項目，通過剖面實測、剖面觀察及路線地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合前人鉆井資料，分析倫坡拉盆地油頁巖產(chǎn)出特征、發(fā)育厚度及空間分布規(guī)律。

1 地質(zhì)概況

倫坡拉盆地位于西藏自治區(qū)班戈縣境內(nèi)，面積約3 600km2，海拔4 600余米，是世界上海拔最高的油氣勘探區(qū)，也是西藏地區(qū)發(fā)育為數(shù)眾多的古近系陸相盆地中已知油氣地質(zhì)條件較好、勘探程度最高的一個盆地，并最早獲得工業(yè)油氣流［10－11］。倫坡拉盆地是一個具有走滑特征的斷坳盆地，中間低而南北兩側(cè)較高，北部沉降幅度大，沉積厚度大，向南呈斜坡狀，呈不對稱的箕狀盆地，具有南北分帶、東西分塊的構(gòu)造格局［13－14］，如圖1所示。

倫坡拉盆地的構(gòu)造演化可分為始新世的斷陷期和漸新世的坳陷期兩個階段，分別接受了牛堡組（E1－2n）和丁青湖組（E3d）兩套沉積，形成兩套粗-細(xì)-稍粗，紅-黑-稍紅的沉積旋回。牛堡組為一套棕紅色碎屑巖夾灰綠色泥頁巖、灰白色泥灰?guī)r，丁青湖組為一套灰色、深灰色泥頁巖、油頁巖、泥灰?guī)r夾細(xì)砂巖的巖石組合。丁青湖組可進(jìn)一步分為丁一段（E3d1）、丁二段（E3d2）和丁三段（E3d3）3個巖性段。丁青湖組北厚南薄，由北向南超覆，漸新世末期表現(xiàn)為擠壓抬升，結(jié)束了古近系沉積，之后進(jìn)入長期抬升、剝蝕階段。

2 油頁巖特征

2.1 產(chǎn)出特征

倫坡拉盆地油頁巖出露情況良好（圖2a），主要分布于倫坡日、蔣日阿錯及爬錯等地區(qū)，含油頁巖地層主要為漸新統(tǒng)丁青湖組。油頁巖新鮮面為深灰、灰黑色，風(fēng)化后略顯淺灰色，弱油脂光澤，巖石質(zhì)地輕，具有一定的韌性，用小刀能剝離出毫米級頁片且能用指甲劃出光滑的條痕，油頁巖呈薄的葉片狀或呈極薄片狀產(chǎn)出（圖2b，c）。油頁巖的表面見有許多的生物化石，主要為魚骨類、蟲跡、植物根莖等，這些化石多呈層狀分布（圖2d），由于受后期構(gòu)造（擠壓）的影響，油頁巖撓曲嚴(yán)重（圖2e）。新鮮面具油氣味，油頁巖可燃，燃燒時火焰長1～2cm，煙濃黑，并發(fā)出濃烈的焦油臭味，顏色愈深者愈易燃燒。

圖1 西藏倫坡拉盆地構(gòu)造分區(qū)圖（據(jù)文獻(xiàn)［10］修改）Fig.1 Tectonic division of the Lunpola basin，Tibet（modified from reference［10］）

圖2 倫坡拉盆地丁青湖組油頁巖特征Fig 2 Oil shale characteristics in the Dingqinghu Formation of Lunpola basin

倫坡拉盆地倫坡日地區(qū)發(fā)育有22層油頁巖，單層厚度最大者可達(dá)4.20m，總厚度約55.26m。主要出露地層為漸新統(tǒng)丁青湖組一、二、三段，油頁巖沉積環(huán)境為淺湖、半深湖至深湖相。蔣日阿錯地區(qū)主要出露地層為始新統(tǒng)牛堡組三段和丁青湖組一、二段，油頁巖層可劃分為18層，單層厚度最大者可達(dá)2.00m，總厚度約28.37m，油頁巖主要產(chǎn)出于半深湖至深湖相。爬錯地區(qū)露頭油頁巖較難燃燒，點燃后，具一定焦臭味，油頁巖層厚度較薄，總厚度小于2.00m，油頁巖主要產(chǎn)出環(huán)境為濱湖至淺湖相。

2.2 油頁巖有機地球化學(xué)特征

油頁巖工業(yè)品質(zhì)指標(biāo)包括含油率、有機碳、灰分、含硫量等參數(shù)，其中含油率是評價油頁巖品質(zhì)中最常用的參數(shù)，一般認(rèn)為含油率為3.50%是區(qū)分油頁巖礦和非礦的界限［15］。從倫坡拉盆地油頁巖有機地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)（表1）來看，倫坡拉盆地油頁巖含油率較高，為5.0%～10.3%，平均值為7.19%。該地區(qū)所有油頁巖樣品含油率均大于3.5%，達(dá)到了油頁巖工業(yè)開采品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

有機碳是影響油頁巖含油率的重要因素，有機碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是國內(nèi)外普遍采用的表示油頁巖內(nèi)有機質(zhì)豐度的參數(shù)。倫坡日地區(qū)油頁巖有機碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高（表1），一般為5.10%～10.57%，平均為7.06%。對倫坡拉盆地油頁巖有機碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與含油率的關(guān)系展開相關(guān)性研究，結(jié)果顯示，有機碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與含油率之間呈正相關(guān)性（圖3），即有機碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，含油率越大，這與松遼盆地農(nóng)安地區(qū)油頁巖有機碳與含油率關(guān)系基本相似［16］。

圖3 倫坡拉盆地有機碳與含油率相關(guān)性分析Fig.3 Relationship between oil yield and TOC of Lunpola basin

含硫率是評價油頁巖利用時潛在環(huán)境污染程度的重要指標(biāo)，含硫率小于1.00%為特低硫油頁巖［17］。倫坡拉盆地油頁巖含硫率分布范圍為0.19%～1.03%，平均值為0.45%，為特低硫型油頁巖，開發(fā)利用時，對環(huán)境的污染程度輕?；曳忠彩呛饬坑晚搸r品質(zhì)的重要參數(shù)?；曳仲|(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%～65%，為低灰分油頁巖；灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66%～83%，則為高灰分油頁巖［14］。倫坡拉盆地油頁巖灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布范圍為74.97%～84.74%（表1），平均為80.40%，本區(qū)油頁巖為高灰分油頁巖。此外，油頁巖密度（真相對密度）為（2.30～2.44）×103kg/m3，均值為2.39×103kg/m，為密度相對較大的油頁巖。

倫坡拉地區(qū)油頁巖生烴潛力為51.90～88.37 mg/g，平均值為70.51mg/g，有機質(zhì)類型以Ⅱ2型干酪根為主，最高熱解峰溫（Tmax）為432～435℃，平均值為433℃①吉林省地質(zhì)調(diào)查研究院.昂達(dá)爾錯幅（I45C004004）1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告.長春：吉林省地質(zhì)調(diào)查研究院，2006.，說明倫坡拉油頁巖熱演化程度較低，處于未成熟-成熟過渡時期，反映倫坡拉油頁巖低溫干餾時具較好的產(chǎn)油潛力。

由上分析可知，倫坡拉盆地油頁巖含油率高，是高灰分的特低硫型油頁巖，為優(yōu)質(zhì)油頁巖，其開發(fā)利用時對環(huán)境的污染程度輕，且油頁巖熱演化程度較低，處于未成熟-成熟過渡階段。

表1 倫坡拉盆地油頁巖有機地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)Table 1 Organic geochemical analytical data of oil shale in Lunpola basin

3 油頁巖沉積環(huán)境

根據(jù)倫坡日、蔣日阿錯實測剖面及爬錯觀察剖面可知，倫坡拉盆地古近系沉積主要為一套碎屑巖、泥質(zhì)巖夾少量碳酸鹽巖，并含有陸相介形蟲類及輪藻生物化石，是一個與外海隔絕的封閉性的陸相湖泊沉積［10，18］。古近系由下部的牛堡組和上部的丁青湖組組成：下部層序牛堡組沉積物一般出現(xiàn)磚紅色砂巖和棕紅色泥巖、砂巖等，表現(xiàn)為氧化環(huán)境下的沉積，氣候環(huán)境可能偏干旱；上部層序丁青湖組沉積物一般發(fā)育深灰色泥頁巖、油頁巖、泥灰?guī)r夾細(xì)砂巖，表現(xiàn)為還原環(huán)境下的沉積，氣候環(huán)境可能偏潮濕（圖4）。

丁青湖組一段（丁一段）主要為濱淺湖、半深湖至深湖相沉積，主要分布于盆地的中央凹陷帶（蔣日阿錯、江加錯一帶），沉積厚度大，沉積物相對較細(xì)，具波狀交錯層理、水平層理，沉積體中有機質(zhì)含量較高，產(chǎn)有多層油頁巖；丁二段沉積相類型和展布與丁一段類似，只是沉積物以細(xì)粒暗色巖類為主，泥質(zhì)和灰質(zhì)成分增多且埋藏較丁一段淺；丁三段沉積時，盆地逐漸萎縮，氣候向偏干旱環(huán)境轉(zhuǎn)化，棕紅色沉積物增加，沉積相類型與展布仍具繼承性，主要分布于盆地外圍（爬錯一帶），在盆地南部、北部也有分布；丁三段沉積末期，發(fā)生強烈的構(gòu)造運動，丁三段在盆地內(nèi)大部分地區(qū)遭受剝蝕而殘缺不全。

綜上所述，倫坡拉盆地丁青湖組主要為濱淺湖-半深湖-深湖相環(huán)境，該時期，動植物生長旺盛，以介形類最豐富，并有螺、魚等溫水游泳生物，反映了熱帶和亞熱帶氣候。該時期有機質(zhì)輸送量增大，為油頁巖的形成提供了豐富的有機質(zhì)來源，因此，丁青湖組油頁巖厚度和含油率都較高。

圖4 倫坡拉盆地丁青湖組地層綜合柱狀圖Fig.4 Stratigraphic composite columnar section of Lunpola basin

4 油頁巖分布范圍

倫坡拉盆地的油頁巖主要產(chǎn)出層位是丁青湖組，油頁巖在此分布極其廣泛，此外，油頁巖在倫坡日、蔣日阿錯及盆地東部爬錯均有地表露頭出露。同時鉆探也解釋深部發(fā)育油頁巖，位于盆地中央?yún)^(qū)的長11井、倫3井等鉆井均有鉆遇，位于倫坡拉盆地北部邊界附近的紅星1井、紅星2井也鉆遇該油頁巖（表2）。倫坡拉盆地油頁巖厚度變化較大，主要受控于油頁巖層的沉積相類型。對倫坡日地區(qū)油頁巖剖面實測表明：倫坡日油頁巖發(fā)育良好，累計厚度約55.26m；位于倫坡日東北附近的長11井中發(fā)現(xiàn)灰黑色油頁巖，該油頁巖厚達(dá)84.00m；位于倫坡日西北附近的倫3井中的深灰色油頁巖（也稱紙狀頁巖），其厚度為61.80m。通過鉆探及野外剖面油頁巖觀察，倫坡日地區(qū)為倫坡拉盆地油頁巖最厚沉積區(qū)，該區(qū)域油頁巖厚度大于80.00m。結(jié)合沉積相分析，倫坡日地區(qū)的古環(huán)境為半深湖-深湖相，因此，盆地中心帶區(qū)域油頁巖厚度最大。

位于倫坡拉盆地北部邊界附近的紅星1井、紅星2井中發(fā)現(xiàn)灰褐色油頁巖，該區(qū)域油頁巖厚度分別為4.40m和6.00m，油頁巖厚度較小。爬錯地區(qū)油頁巖出露較少，調(diào)查表明，油頁巖厚度僅為2.00 m左右，位于爬錯北部地區(qū)的紅1井中發(fā)現(xiàn)有淺灰色油頁巖，厚度為2.50m。結(jié)合沉積相分析，倫坡拉盆地北部區(qū)域與爬錯地區(qū)可能位于濱湖-淺湖相區(qū)，油頁巖厚度小于10.00m。

表2 倫坡拉盆地油頁巖控制點厚度統(tǒng)計表Table 2 Thickness statistics of oil shale of Lunpola basin

圖5 倫坡拉盆地油頁巖厚度等值線圖Fig.5 Thickness contour map of oil shale of Lunpola basin

據(jù)油頁巖厚度及沉積相分析，初步繪制倫坡拉油頁巖厚度等值線圖（圖5）。從圖5可以看出，倫坡拉油頁巖厚度總體表現(xiàn)為由中心向四周減小的環(huán)帶狀，油頁巖分布受沉積相帶的控制。位于倫坡日地區(qū)的中央深湖相油頁巖厚度最大，油頁巖厚度大于80.00m；位于蔣日阿錯地區(qū)的淺湖-半深湖相油頁巖厚度較大，油頁巖厚度為30.00m左右；位于爬錯地區(qū)的濱湖-淺湖相帶油頁巖厚度較小，油頁巖厚度一般小于10.00m。油頁巖展布規(guī)律為深湖→半深湖→淺湖→濱湖，油頁巖厚度呈環(huán)帶狀由中心向四周逐漸減小的變化趨勢。

5 結(jié)論

1）倫坡拉油頁巖主要賦存于漸新統(tǒng)丁青湖組之中，油頁巖發(fā)育厚度大，屬于含油率較高的高灰分、特低硫型油頁巖。

2）倫坡拉油頁巖厚度呈規(guī)律性展布，從深湖→半深湖→淺湖→濱湖，油頁巖厚度呈環(huán)帶狀由中心向四周逐漸減小的變化趨勢。位于半深湖-深湖相中心帶的倫坡日、蔣日阿錯地區(qū)油頁巖厚度大，具有廣闊的開發(fā)利用前景。

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