夏明 韓建華 王海濤
(新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊 烏魯木齊 830013)
新疆博格達北麓中二疊統(tǒng)蘆草溝組由馬夏庚(1952)首次在烏魯木齊劃出,稱油頁巖分層,隸屬大西溝系。新疆地礦局區(qū)測大隊(1965)將其創(chuàng)名為妖魔山組。1981 年,新疆區(qū)域地層表將其改為蘆草溝組,一直使用至今[1]。目前,蘆草溝組一般劃分為4個巖性段:粉砂巖夾油頁巖段,油頁巖夾薄層鈣質(zhì)粉砂巖段,厚層油頁巖夾鈣質(zhì)硅質(zhì)粉砂巖段,硅質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖與油頁巖互層段,以三、四段油頁巖品質(zhì)最佳[2]。本文通過實測剖面,結(jié)合路線地質(zhì)、前期工作成果及鉆孔資料對比分析,認為區(qū)域上蘆草溝組劃分出三個巖性段較為合適且利于對比,各段之間一般呈整合接觸,走向上巖性、厚度以及巖石組合特征基本穩(wěn)定,以二、三段富集油頁巖礦層,但三段油頁巖礦層各地變化較大,且油頁巖賦存具有一定的規(guī)律性。
蘆草溝組是新疆重要的含油頁巖層位。該組主要分布于博格達山北麓山前斷褶帶二疊系-新近系組成的一系列同心褶皺內(nèi),展布西起烏魯木齊市雅瑪里克山,東至奇臺的白楊溝,斷續(xù)延長140千米,寬2-10 千米(圖1)。分東、中、西三段,西段西起烏魯木齊市雅瑪里克山,東至阜康三工河,呈北東向展布;中段西起阜康白楊溝、大黃山,東至吉木薩爾西大龍口溝,呈近東西-北西向展布;西段西起吉木薩爾水西溝,東至奇臺白楊溝,呈北西向展布。蘆草溝組與上覆紅雁池組為整合接觸關(guān)系或在吉木薩爾一帶與泉子街組呈平行不整合接觸。
圖1 博格達山北麓地質(zhì)略圖
通過野外實地觀察,蘆草溝組與井井子溝組之間發(fā)育一層厚度幾十米-百十米的淺灰色-淺綠灰色厚層狀火山塵凝灰?guī)r或白云石化凝灰?guī)r標志層,其上為蘆草溝組一套湖泊相含油頁巖層的細碎屑巖-碳酸鹽巖灰色巖系沉積建造。根據(jù)巖性組合特征及油頁巖賦存情況劃分為三個巖性段(圖2)。
圖2 博格達山北麓蘆草溝組柱狀對比圖
第一巖性段:白云巖-粉砂巖段,夾薄層油頁巖;為低位體系域濱湖(白云巖、粉砂巖)亞相;厚度:榆樹溝207 米,白楊河454 米,三工河318 米,大黃山345米,東大龍口123米(未見底)。
第二巖性段:白云質(zhì)粉砂巖-泥巖段,富集油頁巖礦層;為水進體系域,濱淺湖(粉砂巖、白云巖)與深湖-半深湖亞相(油頁巖、泥頁巖)交替出現(xiàn)。厚度:雅瑪里克山269米,榆樹溝410米,白楊河300米,三工河371 米,大黃山383 米,東大龍口120-321 米(未見底)。
第三巖性段:泥巖夾白云質(zhì)粉砂巖段,富集油頁巖礦層;為高水位體系域深湖-半深湖亞相,可能產(chǎn)生巨厚優(yōu)質(zhì)油頁巖。厚度:雅瑪里克山404 米,榆樹溝293米,白楊河大于211米(未見頂),三工河大于346米(未見頂),大黃山442米,東大龍口265-323米。
總體上,三工河厚度達1850米,應(yīng)是當時的沉積中心,也是聚礦中心,油頁巖最厚達205 米,向東西兩側(cè)厚度逐漸減小,但巖性總體變化不大??傮w具有下部為濱湖相碳酸鹽巖夾細碎屑巖及油頁巖,中部為濱淺湖相碳酸鹽巖與細碎屑巖及油頁巖的不均勻互層,上部為厚度較大的半深湖-深湖相泥巖夾油頁巖,為一套湖進序列沉積。但是博格達山北麓碳酸鹽巖主要為白云巖類,說明水體動蕩,具有高鹽度湖泊環(huán)境。該組第三巖性段含豐富的瓣鰓、介形蟲、魚類化石及植物化石碎片。
蘆草溝組油頁巖形成于大型湖盆水體環(huán)境,油頁巖系的發(fā)育與準噶爾盆地南緣博格達山北麓持續(xù)深坳、湖盆擴展密切相關(guān)[2]。通過對勘查資料特別是各個礦區(qū)[3]鉆孔資料對比分析,蘆草溝組以賦存油頁巖礦層為特征可大致劃分為三段,各段油頁巖層基本特征及變化情況如下:
第一段:中~優(yōu)質(zhì)油頁巖,層數(shù)較多,但厚度一般小于1米,含油率中等偏高,品質(zhì)較好,間夾于白云質(zhì)粉砂巖中,評價和開采利用難度較大。從目前勘探資料程度來看,該油頁巖礦段在雅瑪里克山-三工河-大黃山-吉木薩爾南基本一致,變化不大。
第二段:中~優(yōu)質(zhì)油頁巖,構(gòu)成礦體主體,含油率中等偏高,以中薄層狀泥灰?guī)r、泥巖、白云質(zhì)粉砂巖矸石不均勻互層(1~30 米)出現(xiàn)為特征。走向上有較大變化:雅瑪里克山一帶,有鉆孔控制,該段油頁巖礦層較少;向東水磨溝一帶,發(fā)育油頁巖礦層有2 層,厚度2.30-4.99 米,品質(zhì)較好(平均含油率7.07%);三工河-大黃山一帶,為油頁巖礦層的主要富集部位,礦層較多,厚度較大,品質(zhì)較好(平均含油率8.41%);吉木薩爾南一帶,也為油頁巖礦層的主要富集部位,礦層較多(3-12層),厚度較大(1-90米),品質(zhì)較好(平均含油率7%)。
第三段:差~優(yōu)質(zhì)油頁巖交替,品質(zhì)變化顯著,以穩(wěn)定的泥巖-粉砂質(zhì)泥巖產(chǎn)出為特征。走向上變化很大:雅瑪里克山一帶,發(fā)育油頁巖礦層有10 層,厚度1.63-29.9 米,品質(zhì)較好(平均含油率7%);水磨溝一帶,發(fā)育有3 層,厚度2.35-18.40 米;三工河-大黃山一帶,為礦層的主要富集部位,礦層較多,厚度較大,品質(zhì)較好;吉木薩爾南一帶,為礦層的富集部位,礦層較少(0-3 層),厚度小(1-10 米),品質(zhì)較差(平均含油率小于5%),個別小薄層達工業(yè)品位。
另外,吉木薩爾南石長溝、吳家灣、木塔寺三個油頁巖礦區(qū)勘查程度較高,統(tǒng)計其組、段含礦系數(shù)見表1,組累計礦層平均厚度53.84 米,平均含礦系數(shù)8.32%,二段含礦性最好,平均含礦系數(shù)42.32%。
表1 吉木薩爾南油頁巖各礦區(qū)組、段含礦系數(shù)一覽表
綜合上述,博格達山北麓油頁巖礦層具有相對集中富集的特征。在西段雅瑪里克山一帶,油頁巖礦層主要富集于第三巖性段中,向東水磨溝、蘆草溝第二、第三巖性段中均有富集,以第三巖性段為主,厚度44-66 米;中段三工河一帶,作為該區(qū)域的沉積中心,油頁巖礦層富集第二、第三巖性段,均為主要礦層,厚度163-205 米;東段吉木薩爾南油頁巖礦層主要富集于第二段,第三巖性段礦層很少且品質(zhì)差,厚度35-72 米,平均54 米。反映出由于油頁巖成礦條件差異,以三工河為礦層富集中心,向東油頁巖礦層富集層位下移,向西礦層富集層位上移的富集規(guī)律。而油頁巖厚度在各地區(qū)有明顯的變化,總體上具有由東、西兩側(cè)向中部增厚的趨勢(表2)。
表2 博格達山北麓油頁巖厚度統(tǒng)計表
(1)通過博格達山北麓各個地段蘆草溝組地質(zhì)剖面、巖石組合、標志層(淺灰色-淺綠灰色厚層狀凝灰?guī)r)及含油頁巖層特征的對比研究,認為將蘆草溝組劃分為三個巖性段利于對比應(yīng)用。
(2)第二、三巖性段是主要的賦存油頁巖層段,但是橫向上呈現(xiàn)三工河為礦層富集中心,向東油頁巖礦層富集層位下移,向西礦層富集層位上移的富集規(guī)律性變化,為博格達山北麓的中二疊統(tǒng)蘆草溝組油頁巖成藏條件的研究提供依據(jù)。