章中九,肖翠翠,周琛龍

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)， 安徽淮北 235000）

0 引言

早在19世紀(jì)30～60年代，國外就開始了對油頁巖資源的大規(guī)模工業(yè)干餾。我國也是利用油頁巖資源較早的國家，早在800-1000年前，我國就開始在遼寧省撫順地區(qū)采掘油頁巖，作為制造陶器的燃料。

油氣資源作為一種戰(zhàn)略能源，在全球經(jīng)濟(jì)中具有重要的地位，并對國際政治、軍事、科技等方面產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。開發(fā)油頁巖不僅能夠解決石油需求，并且可以降低對進(jìn)口石油的依賴度。因此，美國作為世界上油頁巖資源最豐富的國家，政府提供一系列政策來鼓勵油頁巖的開發(fā)。我國油氣資源供需形勢日趨嚴(yán)峻，對外依賴度逐年加大，因此，保證我國油氣資源供給能力的任務(wù)十分艱巨，急需尋找新的油氣資源礦產(chǎn)地。

碭山縣后黃樓凹陷區(qū)油頁巖礦位于安徽省碭山縣北部，屬于周寨鎮(zhèn)、葛集鎮(zhèn)、玄廟鎮(zhèn)所轄，南距碭山縣6km，研究區(qū)地處后黃樓凹陷區(qū)中心地帶。

2015-2017年三年時(shí)間，通過《安徽省碭山縣油頁巖資源調(diào)查評價(jià)》項(xiàng)目的開展，對所獲得的資料進(jìn)行研究分析，取得了一些成果，進(jìn)而探討一下后黃樓凹陷區(qū)油頁巖礦的找礦潛力。

1 調(diào)查區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

測區(qū)內(nèi)全部為第四系覆蓋，其下伏地層主要有：新生界的古近系界首組和第四系(圖1)。

圖1 黃口盆地Fig.1The Huangkou Basin

1.1.1 充填序列（巖性段）

本項(xiàng)目通過鉆孔揭露，將已經(jīng)揭露的古近系界首組地層分為5個(gè)巖性段：

（1）泥巖段：淺灰-灰白色，局部暗灰綠-紫紅色。泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄-中厚層狀，局部條帶狀，夾多層薄層紫色泥巖、細(xì)砂巖，該段總厚268.44m，該段中部為本區(qū)主要的含油頁巖段。

（2）含膏泥巖段：淺灰白色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄-中厚層狀構(gòu)造，成分以黏土礦物和鈣質(zhì)為主，少量粉砂質(zhì)，下部粉砂質(zhì)增高，鈣質(zhì)主要為硬石膏，外貌似大理巖，呈薄層（1～10cm）和團(tuán)塊狀分布，與泥巖互層，夾葉片狀泥巖。該巖性段厚87.59m，中部夾暗色泥巖10.16m，下部夾薄層紫色泥巖。

（3）含鹽粉砂質(zhì)鈣質(zhì)泥巖段：該段是本區(qū)主要含礦（鹽）段，含鹽4層，總厚度1.72～3.74m，總厚9.50m。鹽：乳白色，透明度較好，和粉砂質(zhì)鈣質(zhì)泥巖、含鹽粉砂質(zhì)泥巖互層。巖石為暗灰色。該段厚度為60.84m。

（4）鈣質(zhì)泥巖段淺-暗灰色，薄層-礫狀結(jié)構(gòu)，成分主要為黏土礦物、鈣質(zhì)，少量的鹽和石膏組成，局部含礫，夾薄-中厚層紫色泥巖，呈互層狀分布。厚度56.20m。

（5）紫色泥巖段：紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀。巖石主要由黏土礦物和氧化物（Fe2O3）組成,巖石斷面光滑，局部夾薄層暗色泥巖，厚度81.23m（未穿透）。

1.2 地層格架

黃口盆地地層格架見圖2，剖面位置見圖1。剖面A-A′為南北向，標(biāo)示出了黃口盆地東段北斷南超的箕狀斷陷特征，中生代沉積發(fā)育于盆地北側(cè)的斷陷深部。剖面B-B′也是南北向，顯示盆地西段有地塹式斷陷性質(zhì)，但仍為北側(cè)斷落幅度較大。這兩個(gè)剖面說明東西向延伸很遠(yuǎn)的斷陷帶的不用段落由不同的構(gòu)造特征。剖面C-C′為盆地北側(cè)的近東西向剖面，反映北北東向斷裂控制基底起伏，在斷陷帶內(nèi)形成復(fù)雜斷塊，向西沉降幅度較大；盆地底部發(fā)育晚侏羅世蒙陰組。剖面D-D′為盆地南側(cè)的近東西向剖面，顯示盆地西段沉降幅度大，官莊壩以東基底抬升，地層依次退覆。

黃口盆地的地層格架反映盆地有兩次由形成、經(jīng)發(fā)展至萎縮等發(fā)展過程。晚侏羅世至早白堊世，由較淺的湖盆擴(kuò)展為較深的湖盆，以后為河流沉積充填并有火山噴發(fā)，結(jié)束了中生代盆地的發(fā)育。古近系始新世至漸新世，盆地由河湖平原發(fā)育為湖泊，范圍擴(kuò)大，以后萎縮為咸水湖而消亡。

1.3 構(gòu)造

調(diào)查區(qū)內(nèi)構(gòu)造的確定主要根據(jù)物探推測與周邊資料。

1.3.1 斷層

本區(qū)斷裂自北向南依次為豐沛斷層、謝集斷層、謝集-黃集斷層、豐渦斷層。

1.3.1.1 豐沛斷層

豐沛斷層為東西向的濟(jì)源-嶧城（在棗莊南）斷裂的一段，在安徽以北的江蘇、山東境內(nèi)，為淮北拗陷的北界。北側(cè)太古界基底隆起，稱為豐沛隆起。斷裂形成于印支期，在燕山期和喜馬拉雅早期均有活動?？刂泣S口沉降帶的北緣和安徽省境內(nèi)黃口盆地的發(fā)育。

1.3.1.2 豐渦斷層

豐渦斷層為南北向的斷層，形成于燕山期，在喜山期仍有活動，控制黃口盆地的東緣。

1.3.2 構(gòu)造演化

圖2 黃口盆地地層格架（剖面據(jù)華北石油局第四物探隊(duì)地震資料改編）Fig.2 Stratigraphic framework of the Huangkou Basin (profile adapted from seismic data of No.4 Geophysical Exploration Unit of North China Petroleum Bureau)

于晚侏羅世，黃口盆地北斷南超箕狀斷陷開始形成，為淮北拗陷蕭碭斷褶帶（四級單元）中的一個(gè)五級構(gòu)造單元—黃口次凹。其北界為濟(jì)源-嶧城斷裂，在黃口地區(qū)以北的一段稱為豐沛斷裂，南界在碭山縣城至黃口鎮(zhèn)南一線。濟(jì)源-嶧城斷裂是區(qū)分中朝準(zhǔn)地臺南部和北部的重要區(qū)域性斷裂，形成于印支期。在魯西斷隆范圍內(nèi)，斷裂北側(cè)為豐沛隆起，有古老變質(zhì)巖系分布，亦為中朝準(zhǔn)地臺東南部南北向排列的隆拗相間構(gòu)造格局的組成部分；南側(cè)為淮北拗陷。至燕山期該斷裂轉(zhuǎn)為張性正斷層，層面南傾。濟(jì)源-四戶沉降帶于燕山期整體形成，東起郯廬斷裂帶，西抵太行山東南麓，穿過魯西斷隆和華北斷拗兩個(gè)二級大地構(gòu)造單元?？紤]到魯西斷隆和華北斷拗中新生界厚度和構(gòu)造格局的整體性差別，可將豐沛斷裂南側(cè)位于河南虞城的北北東向的于賢集斷裂作為魯西斷隆和華北斷坳的一段分界。于賢集斷裂以東的沉降帶東段到微山湖以西部分為黃口盆地范圍；以東為四戶盆地。

安徽省境北端的碭山北部和蕭縣西北部為黃口盆地的一部分，可分為北部斷箕和南部斜坡。北部斷箕的南部稱為葛集臺坡。葛集臺坡以北，在安徽省境內(nèi)自西向東為官莊壩、玄帝廟和后黃樓3個(gè)斷凹。官莊壩斷凹以西，在河南省境內(nèi)為楊集斷凹。后黃樓斷凹以東，在江蘇省境內(nèi)為李寨斷凸；再向東為敬安斷凹（圖3）。

2 調(diào)查區(qū)地震波特征

2.1 主要地震反射波

地質(zhì)礦產(chǎn)部第四物探大隊(duì)的地震工作結(jié)果自上而下對比了12個(gè)反射波（圖4）：

（1）TN波，全區(qū)披覆，基本上可連續(xù)追蹤，與其下的各反射波呈不整合關(guān)系；為第四系底面的反射。

圖3 黃口盆地構(gòu)造（引自安徽北部中新生代沉積盆地分析，1996）Fig.3 Structure of the Huangkou Basin (cited from Analysis of Mesozoic and Cenozoic Sedimentary Basins in Northern Anhui, 1996)

（4）TE3波，連續(xù)性亦好，與上、下相鄰反射波近平行；分布范圍為T5E個(gè)反射波中最大一個(gè)。在高部位超覆，與下述的TE波合并推斷為古近系界首組底面反射。

圖4 黃口斷陷帶主要反射波組及斷面結(jié)構(gòu) （據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)部第四物探大隊(duì)）Fig.4 Main reflection wave group and section structure of the Huangkou fault depression zone (after No.4 Geophysical Exploration Unit of the Ministry of Geology and Mineral Resources)

（7）TE波，在低部位與上、下相鄰反射波不整合，強(qiáng)度較弱。在高部位與下述的TM波合并，振幅突增，與上鄰波仍為不整合；與下鄰波則近平行，因而易于識別。在黃口斷陷帶南部與TN波合并。推斷為古近系底面反射。

（8）TM波，僅在斷陷深部出現(xiàn)，與TE波不整合；在高部位與TE波合并。推斷為蒙陰組底面反射。

（12）TP波，特征明顯，可在全區(qū)追蹤。為古生代晚期上部地層底面不整合面的反射。

2.2 斷裂系統(tǒng)與盆地構(gòu)造

因侏羅系僅分布在斷陷深部，TE波等深線圖（圖5）基本上可反映黃口盆地面貌及其斷塊構(gòu)造特征。主要發(fā)育近東西向和北北東向兩組斷裂。在安徽境內(nèi)主要有豐沛斷裂①和謝集斷裂⑦，均為近東西向。斷陷帶為一北斷南超箕狀斷陷，北受豐沛斷裂控制，向南中新生界超覆于古生界之上。向西至河南境內(nèi)有商丘斷裂②，亦控制斷陷帶發(fā)育，為該斷陷帶的南界。

根據(jù)地震剖面結(jié)構(gòu)將各反射波歸并為4個(gè)波組，對應(yīng)于斷陷帶內(nèi)的4個(gè)構(gòu)造層和3個(gè)不整合面：

（1）地面至TN波為第1波組，由第四系組成。在區(qū)內(nèi)東部厚275m向西增厚，達(dá)825m。

（2）TN波至TE波為第2波組，由古近系組成。與下伏地層不整合。據(jù)地震資料判斷地層殘留厚度，界首組為1600m，雙浮組為2600m.TN-TE波地震反射視厚度圖（圖6）反映盆地古近系沉積厚度。此段為本次工作目標(biāo)層。

（3）TE波至TP波為第3波組，由中生界和古生界晚期上部地層組成。其中周公山組殘留厚度判斷為1400m。

（4）TP以下屬第4波組，由古生界早期和更老的地層組成。

3 找礦潛力

3.1 與已知礦床對比

新生代油頁巖礦，是我國最重要的油頁巖礦類型。通過對全國47個(gè)含油頁巖盆地的對比研究分析，新生代油頁巖主要發(fā)育在古近紀(jì)始新世和漸新世，古新世沉積較少，只在湖南湘縣盆地有發(fā)現(xiàn)。始新世和漸新世含油頁巖盆地主要分布在中國東部地區(qū)，如撫順盆地、樺甸盆地、依蘭盆地、舒蘭盆地、山東黃縣盆地等；其次分布在南部地區(qū)，如廣東茂名盆地、北部灣地區(qū)；在中國的西部地區(qū)也有少量分布，如西藏地區(qū)的倫坡拉盆地。

圖5 黃口斷陷帶TE波等深圖（據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)部第四物探大隊(duì)）Fig.5 TE wave isodepth map of the Huangkou fault depression (after No.4 Geophysical Exploration Unit of the Ministry of Geology and Mineral Resources)

本區(qū)地層、構(gòu)造與樺甸盆地和山東黃縣盆地在基本性質(zhì)上還是一致的。

3.2 找礦潛力

《安徽省碭山縣后黃樓凹陷區(qū)油頁巖資源調(diào)查評價(jià)》項(xiàng)目涉及面積兩百多平方公里，我們在研究分析了本區(qū)以往地質(zhì)資料、物探資料基礎(chǔ)上，編繪了1∶10萬比例尺的《安徽省黃口地區(qū)布格重力異常平面圖》，以此為基礎(chǔ)，以吉林樺甸油頁巖礦床、山東黃縣油頁巖礦床為樣本進(jìn)行分析對比區(qū)域地質(zhì)特征、區(qū)域地球物理場特征，對后黃樓凹陷區(qū)找礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行了劃分；對區(qū)內(nèi)局部重力異常與區(qū)內(nèi)或鄰區(qū)已知重力異常對比分析后，選擇了急需開展大比例尺物探工作的區(qū)域來評價(jià)該區(qū)找礦前景，由于擁有資料的所限和我們水平所限，本項(xiàng)工作只是嘗試，比較粗淺僅是拋磚引玉之為。

3.2.1 找礦區(qū)帶劃分

圖6 黃口斷陷帶地震TN-TE波殘留厚度（m）（據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)部第四物探大隊(duì)）Fig.6 Residual thickness (m) of seismic TN-TE wave of the Huangkou fault depression (m)(after No.4 Geophysical Exploration Unit of the ministry of geology and mineral resources )

根據(jù)古近紀(jì)地層沉積特點(diǎn)及其與構(gòu)造的關(guān)系，可將后黃樓凹陷區(qū)劃分為三個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)（圖7）：①官莊壩-后黃樓A類成礦遠(yuǎn)景區(qū);②謝集-葛集B類成礦遠(yuǎn)景區(qū);③西南門C類成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

3.2.1.1 官莊壩-后黃樓A類成礦遠(yuǎn)景區(qū)

該遠(yuǎn)景區(qū)位于后黃樓凹陷區(qū)北部，西起官莊壩鎮(zhèn)，走向北北東向，東部止于省界，東西長約28km，南北寬約18km。遠(yuǎn)景區(qū)北側(cè)的豐沛斷裂為盆地的主控?cái)嗔?，其北盤為上升盤，出露太古宙變質(zhì)巖，控制盆地的邊界。斷裂南側(cè)為下降盤，沉積了厚達(dá)6000～7000m的中新生代沉積。

本區(qū)布格重力異常整體呈東西向，根據(jù)重力剖面異常顯示在1號剖面的背部為凹陷中心地帶，根據(jù)CSAMT剖面顯示此處也為高阻地帶，具有較好的重低電高異常區(qū)。根據(jù)收集鄰區(qū)鉆孔資料顯示，在本帶鉆孔中發(fā)現(xiàn)了品位達(dá)6.4%的油頁巖。

圖7 安徽省后黃樓凹陷區(qū)找礦靶區(qū)圖Fig.7 Prospecting target area in the Houhuanglou depression, Anhui Province

區(qū)內(nèi)有發(fā)現(xiàn)的油頁巖，有含礦地層，有深大斷共同形成了黃口盆地北斷南超的構(gòu)造特征，南部古近紀(jì)地層超覆于古生界地層之上，而謝集-黃集斷層控制了本區(qū)南部邊界。

本區(qū)布格重力異常整體呈東西向，形成了謝集-黃集等值線平行束，重力梯度變化較小，其東端等值線明顯扭曲，附近尚有較小的重力異常存在。根據(jù)重力剖面與CSAMT剖面異常顯示，本區(qū)東部也存在重低電高異常組合。而本項(xiàng)目施工的YZK01孔也在本區(qū)東部發(fā)現(xiàn)了含油頁巖，品位最高為3.58%。

區(qū)內(nèi)有發(fā)現(xiàn)的含油頁巖，有含礦地層，有斷裂控制沉積地層厚度，分布有較好的重電組合異常，具備形成油頁巖礦的成礦條件。

3.2.1.3 西南門C類成礦遠(yuǎn)景區(qū)

該遠(yuǎn)景區(qū)位于后黃樓凹陷南緣，西部起于謝集鎮(zhèn)東南，走向近東西，東部止于豐渦斷裂，東西長約31km，南北寬約1～5km。遠(yuǎn)景區(qū)北側(cè)為謝集-黃集斷層，斷層南側(cè)為上升盤，而本區(qū)為南部超覆構(gòu)造的南緣，具備一定的地層沉積厚度。

本區(qū)布格重力異常整體呈近東西向，根據(jù)重力裂控制盆地沉積地層厚度，分布有較好的重電組合異常，具備形成油頁巖礦的成礦條件。

3.2.1.2 謝集-葛集B類成礦遠(yuǎn)景區(qū)

該遠(yuǎn)景區(qū)位于后黃樓凹陷區(qū)中部，西起謝集鎮(zhèn)，走向近東西向，東部止于省界，東西長約31km，南北寬約13km。遠(yuǎn)景區(qū)北側(cè)為謝集斷層，其北側(cè)為下降盤，而南側(cè)為上升盤，以謝集斷層為界，可分為北部斷箕與南部斜坡。遠(yuǎn)景區(qū)南側(cè)為謝集-黃集斷層，其北側(cè)為下降盤，南側(cè)為上升盤。謝集斷層與謝集-黃集斷層剖面與CSAMT剖面異常顯示，本區(qū)重電組合異常不明顯。

區(qū)內(nèi)有含礦地層，并具有一定厚度，分布了重力異常，具備形成油頁巖礦的成礦條件。

建議對上述找礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)位于重力低或重力梯級帶上的電性異常優(yōu)先開展大比例尺的重力測量與MT測量工作，以評價(jià)各遠(yuǎn)景區(qū)的找礦前景。