張佳儒

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊 哈密 839000）

巴顏喀拉地塊可可西里上古生代-中生帶前陸盆地克孜勒阿特一帶侏羅系中統(tǒng)楊葉組中油頁巖分布層數(shù)多、厚度大。近年來不斷增大的油氣需求量及原位開采技術(shù)，為深層油頁巖及新區(qū)勘探開發(fā)提供了契機(jī)和必要技術(shù)手段，本文通過對楊葉組油頁巖地質(zhì)特征及形成環(huán)境等的分析，提高了對調(diào)查區(qū)油頁巖成礦特征與成礦規(guī)律的認(rèn)識。

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域上位于西藏-三江造山系（Ⅰ級）巴顏喀拉地塊（Ⅱ級）可可西里上古生代-中生帶前陸盆地（Ⅲ）。地層區(qū)劃屬于西藏三江地層大區(qū)、巴顏喀拉地層區(qū)。主要發(fā)育上古生界二疊系下統(tǒng)黃羊嶺組，局部見有中新生代地層。上古生界二疊系下統(tǒng)黃羊嶺組為一套淺變質(zhì)強變形的淺海相碎屑巖建造；中生界三疊系下統(tǒng)西長溝組為一套淺變質(zhì)強變形的淺海相碎屑巖建造，三疊系上統(tǒng)桃湖組為一套淺變質(zhì)強變形的陸相不連續(xù)含煤碎屑巖建造，侏羅系中統(tǒng)楊葉組為一套淺變質(zhì)的湖相含油碎屑巖建造；新生界古近系路樂河組為一套紫紅色砂礫巖組合，新近系嗩納湖組為一套雜色含鹽層碎屑巖建造，第四系主要為沖洪積、湖積、風(fēng)積物。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域上位于秦祁昆造山系和西藏-三江造山系的結(jié)合部位南部，構(gòu)造形跡以斷裂、褶皺構(gòu)造為主。其中以斷裂構(gòu)造最為發(fā)育，構(gòu)造線以北東向為主，局部近東西向，調(diào)查區(qū)夾持在康西瓦與苦牙克兩條區(qū)域性斷裂之間。褶皺構(gòu)造主要發(fā)育在二疊系和三疊系地層中，軸向與主構(gòu)造線方向基本一致，呈北西-南東向或近東西向。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域上巖漿巖發(fā)育，侵入巖集中分布于昆侖山前一帶，從加里東期-燕山期均有，主要以中性-中酸性巖體為主，康西瓦斷裂帶分布有基性-超基性巖體?；鹕綆r可劃分為加里東期、海西期，其中加里東期火山巖分布于苦牙克斷裂西側(cè)冬瓜山群地層中，以基性、中酸性、酸性火山巖為主；海西期火山巖主要分布于西長溝組、哈拉米蘭河巖群、蘇巴什蛇綠混雜巖帶中，分布較為零散。

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域成礦區(qū)帶隸屬于特提斯成礦域、巴顏喀拉-松潘成礦省、木孜塔格(陸緣活動帶)RM-Fe-Pb-Zn-Sb-Hg-Au-Cu-Zn-Ni-白云母成礦帶、大紅柳灘(陸緣盆地)RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母礦帶。區(qū)域上礦產(chǎn)資源較豐富，種類較多，但規(guī)模較小，且多集中于中部的昆侖山區(qū)，發(fā)現(xiàn)有銻、銅、鋅、鐵、金、鎢、黃鐵礦、油頁巖、煤、螢石、石鹽、石膏、硼、芒硝、白云巖、白云母等礦產(chǎn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

調(diào)查區(qū)出露地層主要有上三疊統(tǒng)桃湖組(T3th)、下白堊統(tǒng)克孜勒蘇組（K1k）、中侏羅統(tǒng)楊葉組(J2y)和第四系洪沖積、殘坡積物(圖1)。

2.1.1 三疊系桃湖組

調(diào)查區(qū)西北部帶狀分布，出露寬度大于0.75 km，延伸大于9 km，傾向154°～165°，傾角47°～58°，局部由于構(gòu)造影響北傾，傾角53°左右，與上覆的下白堊統(tǒng)克孜勒蘇組地層斷層接觸，主要巖性為灰綠色細(xì)粒長石巖屑砂巖、鈣質(zhì)細(xì)粒巖屑石英砂巖、含礫不等粒巖屑石英砂巖、灰紅色薄層礫巖、砂礫巖夾黑色頁巖、炭質(zhì)泥巖、頁片狀粉砂巖等。

2.1.2 下白堊統(tǒng)克孜勒蘇組

圖1 民豐縣克孜勒阿特油頁巖礦區(qū)地質(zhì)草圖

調(diào)查區(qū)中北部帶狀分布，走向與主構(gòu)造線一致，傾向155°～165°，傾角35°～68°，西部由于構(gòu)造影響北傾，傾角46°左右，與上覆中侏羅統(tǒng)楊葉組地層斷層接觸，主要巖性為：淺褐色、灰白色長石石英砂巖、紫紅色粉砂巖、淺紅褐色礫巖、磚紅色泥巖、灰色灰?guī)r等。

2.1.3 中侏羅統(tǒng)楊葉組

調(diào)查區(qū)中南部帶狀分布，區(qū)域上該地層為昆侖山地區(qū)主要含煤地層，調(diào)查區(qū)內(nèi)可分為上下兩個巖性段。

中侏羅統(tǒng)楊葉組下段位于調(diào)查區(qū)中部，出露寬度大于30 km，北東-南西向穩(wěn)定延伸大于25 km，傾向152°～165°，傾角54°～75°，局部斷層構(gòu)造發(fā)育，巖石破碎嚴(yán)重，主要巖性為淡黃色-淺綠色頁巖、深灰色-黑色含油頁巖、灰白色長石石英砂巖、石英砂巖、紫紅色粉砂巖、淺紅褐色砂礫巖等。在西部和東部本段頁巖中夾有深灰色薄層狀灰?guī)r，呈透鏡狀產(chǎn)出，見有介形蟲生物碎屑，為油頁巖提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。調(diào)查區(qū)油頁巖礦賦存在該段中，與上段整合接觸，下伏與白堊統(tǒng)克孜勒蘇組斷層接觸。

深灰色-黑色油頁巖：深灰色-黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，紋層、頁理構(gòu)造，主要由粘土礦物組成，含有少量腐殖質(zhì)、瀝青質(zhì)、粉砂等，局部見少量假象褐鐵礦。含油頁巖易風(fēng)化，風(fēng)化面為灰白-灰褐色，摩氏硬度4～5級，抗風(fēng)化能力弱，風(fēng)化面形成一系列彎曲薄片，能按層分裂成薄片，質(zhì)輕易碎，含油率高的易點燃。

中侏羅統(tǒng)楊葉組上段位于調(diào)查區(qū)南部，呈北東-南西向展布，出露寬度大于0.7 km，走向延伸穩(wěn)定，大于15 km。傾向162°～168°，傾角64°左右，主要巖性為灰色灰?guī)r、灰白色長石石英砂巖。

2.1.4 第四系洪沖積、殘坡積物

主要分布在河流、溝谷、山前坡帶，以洪沖積和殘坡積砂、礫石、粘土為主。

2.2 構(gòu)造

調(diào)查區(qū)受區(qū)域構(gòu)造活動影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂整體呈北東-南西走向，與主構(gòu)造線方向一致，多為苦牙克斷裂的次級斷裂，對下白堊統(tǒng)克孜勒蘇組地層及中侏羅統(tǒng)楊葉組地層均有破壞，形成寬5～10 m破碎帶，見有斷層角礫、斷層泥，局部見有斷層崖等。褶皺構(gòu)造以中淺構(gòu)造層次的褶皺樣式為特點，桃湖組褶皺構(gòu)造較發(fā)育，以平行或近于平行地層層理的中小型尖棱褶皺為主，克孜勒蘇組和楊葉組地層褶皺構(gòu)造不明顯，多為大型寬緩等厚褶皺。

2.3 巖漿巖

調(diào)查區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，局部見閃長巖細(xì)脈及少量石英脈。

2.4 地球物理

調(diào)查區(qū)激電異常整體比較明顯，主要對應(yīng)在中侏羅統(tǒng)楊葉組含油頁巖上，表現(xiàn)為低阻高極化率異常，異常走向約70°，長約20 km，寬200～16 km，視極化率變化范圍主要為3%～10%，視電阻率變化范圍10～30 Ω·m；兩側(cè)圍巖地層表現(xiàn)為中阻低極化率異常，視極化率變化范圍主要為0.7%～3%，視電阻率變化范圍30～110 Ω·m。硬度4～5級，抗風(fēng)化能力弱，風(fēng)化面形成一系列彎曲薄片，用小刀刮往往成刨花狀薄片，含油率高的易點燃，點燃后火焰中有白煙，發(fā)出“啪啪”的炸裂聲，可聞到瀝青氣味。

4 成礦規(guī)律及遠(yuǎn)景評價

3 礦床特征

3.1 礦化帶特征

調(diào)查區(qū)中部圈定1條含油頁巖礦化帶，賦存于中侏羅統(tǒng)楊葉組下段一套湖沼相沉積地層中，油頁巖礦化帶層狀產(chǎn)出，長大于18 km，出露寬度0.5～15 km，構(gòu)造簡單，層位穩(wěn)定，傾向320°～340°左右，傾角36°～58°，局部地表黃鉀鐵礬化、褐鐵礦化、孔雀石化等蝕變較強。

3.2 礦化體特征

礦化帶內(nèi)以焦油產(chǎn)率1%為下限，圈定礦化體39個。產(chǎn)狀與礦化帶一致，規(guī)模大小不等，走向長度為2～17.5 km，傾向延深0.1～0.7 km，部分礦體為盲礦體；真厚度1.5～10 m，最大真厚度90.79 m；形態(tài)較簡單，地表多呈條帶狀、薄層狀、透鏡狀產(chǎn)出，呈現(xiàn)出東部集中整體厚度大，西部略微分散厚度變薄；焦油產(chǎn)率一般在1%～2%，最高含量3.2%，礦床平均焦油產(chǎn)率1.19%，有用組分較均勻；主礦體有7、8、12、22、23、24等6個，長度7.7～17.5 m、平均真厚度8.34～30.63 m，有用組分分布均勻，礦體厚度延伸較穩(wěn)定，向深部礦體品位具增高趨勢。

3.3 礦石特征

油頁巖風(fēng)化面為灰白-灰黃色，新鮮面為灰黑色-黑色，暗淡無光澤，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，紋層、頁理狀、層狀構(gòu)造，巖石由泥質(zhì)物、粉砂組成，含少量瀝青組成，局部見少量假象褐鐵礦等。粉砂5%，次棱角狀-次圓狀，粒徑小于0.06 mm的為主，成分為斜長石和少量單晶石英，泥質(zhì)90%，為顯微隱晶-顯微鱗片狀粘土礦物，呈黃褐色，含油質(zhì)，瀝青2%～5%，呈鱗片狀、紋線狀，粒徑0.03～0.2 mm，具干塑裂紋，順層平行排列。

焦油產(chǎn)率為0.5%～3.2%，空干基半焦產(chǎn)率為86%～99%，空干基總水分產(chǎn)率為0.1%～6.2%，空干基煤氣+損失為0.1%～8.9%，焦型均為A。油頁巖主要伴生組分 Au(0.1～0.71)×10-9、Ag(0.05～0.59)×10-6、U(3.03～5.89)×10-6、Ti(1 871～3 300)×10-6、Co(11.98～15.99)×10-6。油頁巖物理性質(zhì)基本相同，質(zhì)輕，摩氏

4.1 礦床成因類型

4.1.1 礦床成因

調(diào)查區(qū)楊葉組地層中夾有灰?guī)r，區(qū)域資料顯示該灰?guī)r中有介形蟲、雙殼類化石，能為油頁巖的形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)，初步總結(jié)礦床成因如下：克孜勒阿特地區(qū)在中三疊世之后陸塊南側(cè)的古特提斯洋（南支）的消減、封閉。侏羅紀(jì)時期全區(qū)已進(jìn)入穩(wěn)定的陸內(nèi)構(gòu)造發(fā)展階段，瀉湖內(nèi)長期大量生物源源不斷的生長與死亡，動植物遺體暴露在空氣中，或在沼澤淺部多氧條件下，由于微生物和氧的作用遭受氧化和分解，其中一部分被徹底破壞變成水分和氣體，另一部分分解為較簡單的有機(jī)化合物，在一定的條件下可以合成為腐泥。后期侏羅紀(jì)穩(wěn)定的盆地持續(xù)下沉，由于水層和后期沉積物的覆蓋，形成缺氧貧氧的還原環(huán)境，在厭氧細(xì)菌的參與下腐泥等有機(jī)質(zhì)長期大量堆集并沉積進(jìn)入成巖成礦作用階段，經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)作用合成干酪根分散在無機(jī)組分中形成了油頁巖。

4.1.2 礦床類型

油頁巖形成于湖相環(huán)境，具有礦層厚度大延伸穩(wěn)定的特征，含油率中等偏低，為內(nèi)陸湖泊型。含油頁巖經(jīng)測定干酪根類型為混合Ⅱ型(稱為腐泥腐殖型)，生油潛能中等。氫含量較高，但較Ⅰ型干酪根略低，為高度飽和的多環(huán)碳骨架，含中等長度直鏈烷烴和環(huán)烷烴較多，也含多環(huán)芳烴及雜原子官能團(tuán)，來源于海相浮游生物和微生物與陸地低等植物，生油潛能中等；含油頁巖測得有機(jī)質(zhì)的成熟度（鏡質(zhì)體反射率）為0.4～0.6，介于未成熟和生油階段之間。

4.2 礦床控制因素

4.2.1 缺氧富氧狀態(tài)

調(diào)查區(qū)內(nèi)橫向上主要為油頁巖及中-薄層頁巖、灰?guī)r互層的富氧的古環(huán)境，在垂向上，主要沉積了中-厚層的油頁巖及局部可見少量假象褐鐵礦的缺氧貧氧的沉積環(huán)境中，總體調(diào)查區(qū)古沉積為氧化-貧氧-缺氧的穩(wěn)定循環(huán)變化環(huán)境，沉積環(huán)境良好，利于油頁巖的形成。

4.2.2 古生產(chǎn)力

調(diào)查區(qū)油頁巖測試分析結(jié)果顯示，含油頁巖有機(jī)碳含量0.02%～1.1%；氯仿瀝青A含量0.002%～0.013%，總體為較差生油巖；總烴11.11～71.14 ppm，總烴含量偏低；總烴/有機(jī)碳0.55%～16.96%，與我國陸相泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)對比具備較高的古生產(chǎn)力。

4.2.3 古氣候

區(qū)域資料顯示調(diào)查區(qū)含油頁巖沉積時期處于早期氣候潮濕溫暖、晚期氣候炎熱干燥環(huán)境，這樣的氣候條件有利于藻類的繁殖以及油頁巖的形成。

4.2.4 粘土礦物的混積作用

調(diào)查區(qū)內(nèi)與含油頁巖韻律互層的中-厚層頁巖產(chǎn)出表明，該含油頁巖形成時期為相對閉塞的區(qū)域，河流帶入較多的粘土物質(zhì)，與大量有機(jī)質(zhì)混合沉積，有利于沉淀至底部的有機(jī)質(zhì)的賦存和駐留，同時粘土礦物在有機(jī)質(zhì)富集保存過程中的混積作用利于有機(jī)質(zhì)的富集。

4.3 找礦前景分析

克孜勒阿特地區(qū)黑色頁巖系地層厚度1.5～3 km、延伸達(dá)25 km，規(guī)模巨大，有機(jī)質(zhì)豐度普遍較高，古環(huán)境呈氧化-貧氧-缺氧環(huán)境的循環(huán)變化，早期氣候潮濕溫暖、晚期氣候炎熱干燥環(huán)境，利于藻類的繁殖以及油頁巖的形成，楊葉組地層中圈定油頁巖礦化體估算(333)+(334)？礦石量7 8423萬噸、頁巖油932萬噸，此外礦化帶東側(cè)第四系覆蓋區(qū)下還有不同程度的高視極化率異常顯示，其深部可能存在有隱伏油頁巖，該地區(qū)具有形成大型優(yōu)質(zhì)油頁巖礦的潛力。

[1]新疆維吾爾自治區(qū)地礦局.新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社,1993.

[2]吳飛,張亮,等.新疆民豐縣克孜勒阿特油頁巖調(diào)查評價成果報告.新疆維吾爾自治區(qū)國土資源廳.2018.3.

[3]關(guān)德師,牛家玉,郭麗娜,等.中國非常規(guī)油氣地質(zhì)［M］.北京：石油工業(yè)出版社,1995：228-287.

[4]劉招君,孟慶濤,柳蓉.中國陸相油頁巖特征及成因類型［J］，古地理學(xué)報,2009,11(1)：105-114.

[5]高智梁,康永尚,劉人和,等.準(zhǔn)噶爾盆地南緣蘆草溝組油頁巖地質(zhì)特征及主控因素.新疆地質(zhì),2011.29：189-197.