徐銀波，畢彩芹，張家強(qiáng)，李 鋒，仝立華，陶 樹

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心,北京 100083;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局非常規(guī)油氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083;3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 100083)

0 引言

三塘湖盆地是我國(guó)重要的陸相含油氣盆地，侏羅系、三疊系、二疊系和石炭系等多個(gè)層系均發(fā)育油氣藏(梁世君，2020)，同時(shí)盆地內(nèi)有著豐富的非常規(guī)油氣資源，發(fā)育致密油、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣等資源(陳孟晉和張建博，2003；賈承造等，2012；馬永生，2020；張金川等，2021)。其中蘆草溝組被認(rèn)為是三塘湖盆地重要的烴源巖和儲(chǔ)油層(馬劍等，2015)。同時(shí)，蘆草溝組中也發(fā)育豐富的油頁(yè)巖資源(夏明，2020)，但油頁(yè)巖資源勘探程度低，有待進(jìn)一步查明和開發(fā)利用。目前，盆內(nèi)油頁(yè)巖地質(zhì)研究工作只進(jìn)行了油頁(yè)巖微量、稀土特征和構(gòu)造背景的研究(Tao et al.，2017；張國(guó)偉等，2017)。本文通過(guò)對(duì)三塘湖盆地石頭梅地區(qū)二疊系蘆草溝組的油頁(yè)巖進(jìn)行品質(zhì)特征和形成環(huán)境的研究，從而為本區(qū)油頁(yè)巖的研究和下一步的勘探開發(fā)利用提供參考。

1 地質(zhì)背景

三塘湖盆地西鄰準(zhǔn)噶爾盆地，南與吐哈盆地隔山相望，是我國(guó)西北一個(gè)北西-南東向展布的山間狹長(zhǎng)盆地，盆地面積約2.3萬(wàn)km2(熊春雷等，2021)。大地構(gòu)造上位于西伯利亞板塊與哈薩克-準(zhǔn)噶爾板塊的結(jié)合部位，夾持在阿曼太-扎河壩與卡拉麥里巨型縫合帶之間(李瑋等,2012)(圖1a)，是一疊合于古生代褶皺基底之上的晚古生代-中新生代疊合改造型陸內(nèi)沉積盆地(周鼎武等，2006)。盆地所處大地構(gòu)造位置決定了其具有復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史,多期改造造就了現(xiàn)今“南北分帶，東西分塊”的構(gòu)造格局(劉興旺等，2010)。盆地自南向北分為西南逆沖推覆帶、中央坳陷帶、東北沖斷隆起帶三個(gè)帶(王瓊等，2020)。受海西、燕山等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，經(jīng)過(guò)多次擠壓與推覆，中央坳陷帶逐漸形成現(xiàn)今“四凸五凹”9個(gè)構(gòu)造單元的特征(圖1b)(陳常超等，2018)。

三塘湖盆地以古生界為基底(朱伯生等，1997)，其上發(fā)育以陸內(nèi)河流、湖泊相為特征的二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系和第三系等陸源碎屑沉積(周鼎武等，2006)(圖1c)。盆地構(gòu)造演化過(guò)程大致分為4個(gè)階段：早二疊世伸展斷陷-拗陷盆地形成階段、晚二疊世-早三疊世區(qū)域擠壓改造階段、中晚三疊世-古近紀(jì)拗陷盆地形成階段和新近紀(jì)擠壓逆沖-走滑改造及山間拗陷盆地形成階段(柳益群等，2006)。

圖1 新疆三塘湖盆地大地構(gòu)造位置圖(a)(據(jù)肖旭常等，1992；劉興旺等，2010)，構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D(b)(據(jù)舒晴等，2018；梁世 君，2020)和沉積構(gòu)造演化圖(c)(據(jù)孫芹，2012)Fig.1 Tectonic setting(a,after Xiao et al.,1992;Liu et al.,2010),tectonic units(b,after Shu et al.,2018;Liang,2020) and sedimentary tectonic evolution(c,after Sun，2012) of the Santanghu Basin in Xinjiang1-井位；2-城鎮(zhèn)；3-二級(jí)構(gòu)造分界線；4-凹陷區(qū)；5-凸起區(qū)；6-大斷裂；7-深斷裂及俯沖方向；8-盆地邊界；9-三塘湖盆地1-borehole location;2-town;3-second-order tectonic boundary;4-sag;5-uplift;6-large fault;7-deep fault and subduction direction;8-basin boundary;9-Sangtanghu Basin

中二疊世該區(qū)為一個(gè)以內(nèi)碎屑為主的欠補(bǔ)償陸內(nèi)裂谷型深水湖盆(柳益群等，2011)。其中蘆草溝組為盆地內(nèi)重要的烴源巖和儲(chǔ)集層段發(fā)育層位(馬劍等，2015；方向等，2021)，盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的中侏羅統(tǒng)、中二疊統(tǒng)及三疊系油氣均主要來(lái)自蘆草溝組烴源巖(Li et al.，2015；馮亞琴等，2021)。蘆草溝組為一套半深湖-濱淺湖泥頁(yè)巖、碳酸鹽巖和火山碎屑巖沉積，最大厚度可達(dá)800 m，從下到上又可進(jìn)一步分為蘆一段、蘆二段和蘆三段三個(gè)巖性段。其中蘆草溝組二段為主要烴源巖發(fā)育層位(方向等，2021)，也是油頁(yè)巖發(fā)育的主要層位。蘆草溝組主要分布于馬郎凹陷、條湖凹陷，以及三塘湖鄉(xiāng)、石頭梅和躍進(jìn)溝地區(qū)(栗維民和梁浩，2001；柳益群等，2011；齊雪峰等，2013)。本次研究主要針對(duì)石頭梅地區(qū)的蘆草溝組地層。

2 樣品采集測(cè)試及分析方法

本文利用三塘湖盆地石頭梅地區(qū)的全取心井—巴油頁(yè)1井開展研究。該井井深410.6 m，取心403.78 m，取心率98.34%，取心完整，有利于開展進(jìn)一步分析。對(duì)該井進(jìn)行了系統(tǒng)的TOC、含油率取樣分析后，確定油頁(yè)巖樣品7塊(圖2)，系統(tǒng)開展了巖石熱解分析、主量元素、微量元素、灰分、揮發(fā)份分析和發(fā)熱量測(cè)試。

圖2 巴油頁(yè)1井油頁(yè)巖樣品位置圖Fig.2 Sampling position of oil shale in well Byy-11-泥巖；2-油頁(yè)巖；3-粉砂巖；4-細(xì)砂巖；5-中砂巖；6-粗砂 巖；7-礫巖；8-泥灰?guī)r；9-輝綠巖1-mudstone；2-oil shale；3-siltstone；4-fine sandstone；5-medium sandstone；6-coarse sandstone；7-conglomerate；8-marl；9-diabase

所有樣品測(cè)試均在吉林大學(xué)測(cè)試中心完成，其中含油率測(cè)試運(yùn)用低溫干餾法(SH/T0508-92)完成，分析誤差小于0.4%，運(yùn)用美國(guó)LECO碳硫儀，依據(jù)GB/T19145-2003對(duì)樣品TOC進(jìn)行測(cè)試，分析誤差小于0.2%，運(yùn)用法國(guó)Vinci Rock eval-6熱解分析儀，依據(jù)GB/T 18602-2012對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，分析誤差小于0.2%。主量元素分析依據(jù)GB/T14506.28，運(yùn)用熔片法X-射線熒光光譜(XRF)，分析誤差小于1%。微量元素依據(jù)Q/JUTC010-2007，主要采用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，分析誤差小于5%。運(yùn)用量熱儀依據(jù)GB/T213-2008對(duì)樣品進(jìn)行發(fā)熱量測(cè)試，分析誤差不超過(guò)120J/g。運(yùn)用馬弗爐依據(jù)GB/T212-2008進(jìn)行灰分、揮發(fā)分分析，分析誤差0.5%和0.3%；運(yùn)用定硫儀依據(jù)GB/T214-2007進(jìn)行全硫測(cè)定，分析誤差0.1%。

3 油頁(yè)巖特征

在全取心井巖心觀察的基礎(chǔ)上，對(duì)鉆井蘆草溝組泥巖進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試分析，結(jié)果顯示油頁(yè)巖全部發(fā)育于蘆草溝組二段(圖2)。

3.1 油頁(yè)巖巖石學(xué)特征

研究區(qū)油頁(yè)巖主要為灰黑色、深灰色，密度相對(duì)較小，主要為塊狀，油頁(yè)巖與灰色、灰黑色泥巖互層產(chǎn)出，在油頁(yè)巖和泥巖中可見黃鐵礦及魚鱗化石等。

3.2 油頁(yè)巖工業(yè)品質(zhì)特征

研究區(qū)油頁(yè)巖揮發(fā)分含量為6.79%～16.8%，發(fā)熱量為2951.31 J/g～6191.91J/g。含油率為3.54%～8.2%，屬于低-中等品質(zhì)油頁(yè)巖(劉招君等，2009)?；曳趾繛?9.03%～81.27%，屬于高灰分油頁(yè)巖(趙隆業(yè)等，1991)。根據(jù)硫的分類(李鋒等，2021)，本區(qū)油頁(yè)巖的硫含量為0.23%～1.31%，平均為0.65%，屬于低硫-特低硫型油頁(yè)巖(表1)。

3.3 油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度

三塘湖盆地石頭梅地區(qū)油頁(yè)巖TOC含量為6.17%～12.4%，生烴潛量(S1+S2)為1.43 mg/g～94.41mg/g(表1)。對(duì)該區(qū)油頁(yè)巖含油率和TOC相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，兩者呈正相關(guān)關(guān)系(圖3)，根據(jù)兩者的相關(guān)公式，推測(cè)研究區(qū)泥巖有機(jī)質(zhì)豐度(TOC)>6.56%，則可達(dá)到油頁(yè)巖品位；有機(jī)質(zhì)豐度(TOC)>8.98%，則可達(dá)到中等品質(zhì)油頁(yè)巖(含油率≥5%)品位。

表1 三塘湖盆地油頁(yè)巖工業(yè)品質(zhì)相關(guān)參數(shù)表Table 1 Industry quality parameters of oil shale in Santanghu Basin

圖3 三塘湖盆地油頁(yè)巖含油率與TOC關(guān)系圖

3.4 油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型

本文利用有機(jī)碳和熱解分析數(shù)據(jù)對(duì)三塘湖盆地石頭梅地區(qū)油頁(yè)巖的有機(jī)質(zhì)類型進(jìn)行判別。結(jié)果顯示有機(jī)質(zhì)類型主要為I型，表明其有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為湖泊浮游生物(圖4)。

圖4 三塘湖盆地蘆草溝組油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型

3.5 油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)成熟度

前人在研究熱解參數(shù)在生油巖研究的應(yīng)用中，將熱解參數(shù)Tmax作為劃分有機(jī)質(zhì)成熟度的一項(xiàng)重要參數(shù)。不同的有機(jī)質(zhì)類型劃分界限不一致，針對(duì)I型有機(jī)質(zhì)，Tmax<437 ℃時(shí)(對(duì)應(yīng)Ro為0.5%)，有機(jī)質(zhì)處于未成熟階段；Tmax為437 ℃～460 ℃(對(duì)應(yīng)Ro為0.5%～1.3%)，進(jìn)入生油窗(鄔立言和顧信章，1986)。測(cè)試結(jié)果顯示研究區(qū)樣品Tmax值分布區(qū)間為443℃～448 ℃，平均值為445 ℃(表1)，顯示其成熟度處于低成熟階段。利用HI-Tmax圖解可以進(jìn)行有機(jī)成熟度的推測(cè)(Espitalié et al.，1984)，結(jié)果顯示(圖5),研究區(qū)泥巖樣品的Ro分布區(qū)間為0.5上下，表明樣品有機(jī)質(zhì)成熟度主要為低成熟。

圖5 三塘湖盆地蘆草溝組油頁(yè)巖Ro推測(cè)值

3.6 油頁(yè)巖無(wú)機(jī)地球化學(xué)特征

三塘湖盆地油頁(yè)巖中主量元素測(cè)試結(jié)果顯示，主要成分是SiO2、Al2O3和CaO，三種成分的總和占59.05%～81.97%，平均為69.67%。其中SiO2的含量最高，為36.32%～72.95%，Al2O3的含量為5.96%～12.98%，CaO的含量為3.06%～-17.46%。FeT、MgO、K2O、Na2O和P2O5，平均含量都在1%～3%之間，TiO2和MnO含量最少，在1%以下(表2)。

表2 三塘湖盆地蘆草溝組油頁(yè)巖主量元素(%)測(cè)試結(jié)果Table 2 Contents (%) of major elements of Lucaogou Formation oil shale in Santanghu Basin

對(duì)比平均頁(yè)巖的成分(Wedepohl，1971)，三塘湖油頁(yè)巖中CaO、P2O5富集，Al2O3、K2O和TiO2虧損，而SiO2、FeT、MgO、Na2O和MnO與平均頁(yè)巖中的含量相當(dāng)(圖6a)。

根據(jù)三塘湖盆地油頁(yè)巖中微量元素測(cè)試結(jié)果(表3)，對(duì)其進(jìn)行平均頁(yè)巖標(biāo)準(zhǔn)化(Wedepohl，1971)，結(jié)果顯示(圖6b)，Sr、Mo、Ag、Sb、Ge等元素富集，B、V、Ni、Rb、Th、U、Ga、Ba、Cu、Zr等元素虧損。

圖6 平均頁(yè)巖標(biāo)準(zhǔn)化后的三塘湖油頁(yè)巖主量元素(a)和微量元素(b)

表3 三塘湖盆地蘆草溝組油頁(yè)巖微量元素(×10-6)測(cè)試結(jié)果Table 3 Contents (×10-6) of trace elements of Lucaogou Formation oil shale in Santanghu Basin

4 油頁(yè)巖形成環(huán)境

4.1 沉積環(huán)境

本文利用巖性組合特征和地球化學(xué)參數(shù)來(lái)綜合判斷油頁(yè)巖的沉積環(huán)境。研究區(qū)油頁(yè)巖與深灰色、灰色泥巖互層發(fā)育，在泥巖中可見黃鐵礦及魚鱗化石等，一般呈塊狀，沒(méi)有明顯的生物擾動(dòng)現(xiàn)象。Zr/Al比值和Rb/K比值可以用于反映沉積古水深。Zr/Al值越小，表示離岸越遠(yuǎn)，水體更深(Das and Haake,2003;吳育平等，2021)。而Rb/K值則是越大，反映水體越深(鄭一丁等，2015)。研究區(qū)油頁(yè)巖Zr/Al值分布區(qū)間為1.56～3.19，平均值為2.15，Rb/K比值分布區(qū)間為2.75～4.19，平均值為3.34(表4)。Zr/Al值和Rb/K值顯示研究區(qū)油頁(yè)巖沉積水體深度略淺于鄂爾多斯盆地長(zhǎng)七段深水頁(yè)巖(Zr/Al值為1.31～2.62，平均1.70；Rb/K值為3.44～4.79，平均4.13)(鄭一丁等，2015；Fu et al.，2018)，為深水環(huán)境。Th/K比值可用于判斷水動(dòng)力條件，當(dāng)Th/K>6時(shí)代表高能水體環(huán)境，3

表4 三塘湖盆地蘆草溝組油頁(yè)巖成礦條件參數(shù)Table 4 Parameters of metallogenic conditions of Lucaogou Formation oil shales in Santanghu Basin

4.2 古鹽度

Sr/Ba、B/Ga等比值是用于判斷水體鹽度的重要參數(shù)(鄧宏文和錢凱，1993)。國(guó)內(nèi)學(xué)者在對(duì)湖盆古鹽度研究中將Sr/Ba<0.5劃為淡水，0.51為咸水(鐘紅利等，2012；唐俊林等，2020)。鐘紅利等(2012)把B/Ga>6劃分為咸水，2～6為半咸水，小于2為淡水-微咸水。本研究區(qū)油頁(yè)巖樣品Sr/Ba比值分布區(qū)間為0.88～6.16，且只有一個(gè)值小于1。由于蘆草溝組含有較高的碳酸鹽(杜江民等，2020)，造成Sr元素局部富集(鄧宏文和錢凱，1993)，從而使得Sr/Ba值可能局部偏高。研究區(qū)油頁(yè)巖的B/Ga分布區(qū)間為1.09～4.07，且主要分布區(qū)間在2～6之間(表4)。綜合分析Sr/Ba和B/Ga比值，研究區(qū)油頁(yè)巖沉積時(shí)水體鹽度較高，主體應(yīng)為半咸水環(huán)境。

4.3 古氣候

Sr/Cu比值可以用于判斷泥巖沉積時(shí)期的古氣候環(huán)境(鄧宏文和錢凱，1993)。Sr/Cu比值大于10時(shí)，為干熱氣候，Sr/Cu比值小于10時(shí)為溫暖濕潤(rùn)氣候(Xu et al.，2016)。研究區(qū)樣品的Sr/Cu比值8.21～63.14，總體值較大，表明氣候條件以炎熱氣候?yàn)橹?表4)。但是由于碳酸鹽的影響造成局部Sr的富集，使得Sr/Cu局部偏高，判斷氣候具有一定的偏差。Fe/Mn值也可用來(lái)判斷古氣候的變化，高值代表溫暖潮濕氣候，低值代表干熱氣候(李春榮和陳開遠(yuǎn)，2008)。研究區(qū)油頁(yè)巖Fe/Mn值為10.36～54.85，平均值27.16，對(duì)比鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段，松遼盆地青山口組等溫暖濕潤(rùn)條件下沉積的泥巖中Fe/Mn值(鄭一丁等，2015；常思陽(yáng)和郭巍，2016)，研究區(qū)油頁(yè)巖的Fe/Mn值明顯偏低，判斷其沉積時(shí)主體為炎熱氣候。同時(shí)柳益群等(2006)在對(duì)新疆北部準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地和三塘湖盆地中二疊統(tǒng)古生物、孢粉等特征研究時(shí)，也認(rèn)為蘆草溝組時(shí)期氣候主要為炎熱氣候(柳益群等，2006)。

4.4 氧化還原條件

V/(V+Ni)比值一定程度上可以反映沉積時(shí)的氧化還原環(huán)境(鄧宏文和錢凱，1993；侯東壯等，2019)，V/(V+Ni)值<0.46表示氧化環(huán)境，0.46～0.6之間為水體分層弱的貧氧環(huán)境，0.6～0.84之間為水體分層不強(qiáng)的厭氧環(huán)境，0.84～0.89之間為水體分層的厭氧環(huán)境(Jones and Manning，1994；宗毅等，2017)。研究區(qū)油頁(yè)巖樣品中V/(V+Ni)值為0.61～0.88，平均為0.74(表4)，表明研究區(qū)油頁(yè)巖形成于水體分層不強(qiáng)的厭氧還原環(huán)境。

4.5 初始古湖泊生產(chǎn)力

TOC是直接表征古生產(chǎn)力狀況的傳統(tǒng)指標(biāo)，但是受到氧化-還原環(huán)境和陸源碎屑物輸入狀況的影響(羅情勇等，2013)，可能無(wú)法準(zhǔn)確表征初始古生產(chǎn)力。表層水的初始生產(chǎn)力被認(rèn)為是影響有機(jī)質(zhì)富集的關(guān)鍵因素(張水昌等，2005；尹錦濤等，2017)。初始生產(chǎn)力的地球化學(xué)指標(biāo)包括P/Ti和Ba/Al(羅情勇等，2013)。磷(P)被廣泛用于地質(zhì)時(shí)期全球沉積物中古生產(chǎn)力狀況的研究(Pujol et al.，2006)。但是實(shí)際應(yīng)用中，為了排除有機(jī)質(zhì)、自生礦物的稀釋作用影響，使用Ti或Al等表征陸源碎屑輸入的元素進(jìn)行校正。因此P/Ti或P/Al比值被用于判斷初始古生產(chǎn)力條件。研究區(qū)油頁(yè)巖P/Ti比值為0.21～10.70，平均值為2.17(表4)，與相當(dāng)于中等生產(chǎn)力的Ubara剖面燧石P/Ti值(平均0.34)和相當(dāng)于高生產(chǎn)力的Ubara剖面黑色頁(yè)巖P/Ti值(0.79)(Algeo et al.，2011)對(duì)比，表明研究區(qū)油頁(yè)巖沉積時(shí)期的初始古生產(chǎn)力為中等-高(圖7)。

圖7 三塘湖油頁(yè)巖Ba/Al與P/Ti關(guān)系圖

沉積物中重晶石(BaSO4)的積累速率，與初級(jí)生產(chǎn)力之間呈正相關(guān)關(guān)系(羅情勇等，2013)，因此可以用Ba/Al來(lái)評(píng)價(jià)古生產(chǎn)力(Dean et al.,1997)，Al同樣用于排除其他成分輸入的影響。研究區(qū)油頁(yè)巖Ba/Al值主要分布區(qū)間為74.7～110.06(表4)，與相當(dāng)于高生產(chǎn)力的CCAL薄層沉積物的Ba/Al(約為100～120)(Dean et al.,1997)比，略低或相當(dāng)，表明研究區(qū)油頁(yè)巖沉積時(shí)期的初始古生產(chǎn)力為中等-高(圖7)。

4.6 陸源碎屑輸入

由于富含Ti的不溶性重礦物與較粗的沉積物部分有關(guān)，而Al很容易從原生礦物中浸出，然后被風(fēng)化剖面中的次生粘土礦物固定，從而導(dǎo)致粘土礦物中Al的富集(Nesbitt and Markovics,1997)，因此Ti/Al比值可以指示陸源碎屑輸入量(Roser et al.,1996;Song et al.,2019)。研究區(qū)油頁(yè)巖Ti/Al比值為0.05～0.07，平均值為0.06，分布區(qū)間較小，表面油頁(yè)巖形成時(shí)具有穩(wěn)定的陸源碎屑輸入量背景。

5 討論

在分析了油頁(yè)巖的成礦背景的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用Spss軟件分析各參數(shù)與TOC的相關(guān)性，由于TOC與含油率成正相關(guān)關(guān)系，因此可以分析各成礦參數(shù)與油頁(yè)巖品質(zhì)相關(guān)性。結(jié)果顯示(表5)，古水深參數(shù)Zr/Al與TOC相關(guān)系數(shù)為-0.669，呈較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明古水深越深越有利于優(yōu)質(zhì)油頁(yè)巖的形成。古水動(dòng)力參數(shù)Th/K與TOC相關(guān)系數(shù)為-0.460，呈較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明古水動(dòng)力條件越弱越有利于優(yōu)質(zhì)油頁(yè)巖的形成。水體鹽度參數(shù)Sr/Ba與TOC相關(guān)系數(shù)為-0.059，無(wú)明顯的相關(guān)性，表明蘆草溝組油頁(yè)巖所顯示的半咸水-咸水鹽度條件為較適宜的優(yōu)質(zhì)油頁(yè)巖形成條件。古氣候參數(shù)Fe/Mn與TOC相關(guān)系數(shù)為0.792，呈良好的正相關(guān)關(guān)系，表明Fe/Mn值越高，氣候條件越偏向溫暖濕潤(rùn)，越有利于優(yōu)質(zhì)油頁(yè)巖的形成。氧化還原條件參數(shù)V/(V+Ni)與TOC相關(guān)系數(shù)為0.074，未顯示明顯的相關(guān)性，表明蘆草溝組油頁(yè)巖所顯示的厭氧還原環(huán)境條件為較適宜的優(yōu)質(zhì)油頁(yè)巖形成條件。初始古生產(chǎn)力參數(shù)Ba/Al與TOC相關(guān)系數(shù)為0.157，顯示較弱的正相關(guān)關(guān)系，表明更高的古生產(chǎn)力更有利于高品質(zhì)油頁(yè)巖的形成。陸源碎屑輸入量參數(shù)Ti/Al與TOC相關(guān)系數(shù)為0.179，顯示較弱的正相關(guān)關(guān)系，表明比目前陸源碎屑輸入量略高的環(huán)境背景，將對(duì)優(yōu)質(zhì)油頁(yè)巖的形成更有利。

表5 三塘湖盆地石頭梅地區(qū)蘆草溝組油頁(yè)巖TOC與各參數(shù)相關(guān)性系數(shù)表(N=7)

中二疊世時(shí)期，研究區(qū)古氣候背景為溫帶-亞熱帶氣候(趙錫文，1992)，其氣候由烏拉泊時(shí)期的溫暖氣候轉(zhuǎn)變?yōu)榫訙?蘆草溝時(shí)期的炎熱氣候(柳益群等，2006)。早二疊世初期，由于造山后伸展作用的延續(xù)，三塘湖地區(qū)在這種拉張的區(qū)域背景下形成斷陷盆地(周鼎武等，2006)，中二疊世時(shí)期，構(gòu)造活動(dòng)平靜，湖盆沉積范圍擴(kuò)大，沉積中心主要在中央坳陷區(qū)(李紅等，2007)。蘆草溝組時(shí)期盆地為近海陸源湖泊，在其東南部發(fā)育海相地層(孔凡軍，1998；柳益群等，2006)，受海水倒灌影響，水體較深，主要為半深湖相，水體鹽度較大(栗維民和梁浩，2001)。在此大背景之下，偏炎熱的古氣候條件，水體深度較大，水動(dòng)力條件較弱的半深湖-深湖環(huán)境，半咸水-咸水條件，缺氧還原環(huán)境，初始古生產(chǎn)力中等-高，陸源碎屑輸入量穩(wěn)定等條件下，形成了油頁(yè)巖。但此種成礦背景條件并非最佳的油頁(yè)巖形成條件，因此研究區(qū)形成的油頁(yè)巖品質(zhì)偏低，為中等-低油頁(yè)巖。分析油頁(yè)巖品質(zhì)和各成礦參數(shù)相關(guān)性可知，相比于三塘湖盆地油頁(yè)巖的成礦條件，更溫暖濕潤(rùn)的氣候條件，更深的水體深度，更弱的水動(dòng)力強(qiáng)度，相對(duì)高的初始湖泊生產(chǎn)力和陸源碎屑輸入量為更佳的油頁(yè)巖成礦背景，更有利于高品質(zhì)油頁(yè)巖的形成。

6 結(jié)論

(1)三塘湖盆地油頁(yè)巖主要發(fā)育于蘆草溝組二段，為特低-低硫型、高灰分、中-低品質(zhì)油頁(yè)巖。油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，有機(jī)質(zhì)類型主要為I型，有機(jī)質(zhì)成熟度為低成熟。主量元素以SiO2、Al2O3和CaO為主，具有CaO、P2O5、Sr、Mo、Ag、Sb、Ge等元素富集，而Al2O3、K2O、TiO2、B、V、Ni、Rb、Th、U、Ga、Ba、Cu、Zr等元素虧損的特點(diǎn)。

(2)三塘湖盆地油頁(yè)巖的成礦背景為較為穩(wěn)定的構(gòu)造背景，偏炎熱的氣候條件，半咸水-咸水鹽度條件和缺氧還原環(huán)境，水深較深且水動(dòng)力條件較弱的半深湖-深湖環(huán)境，同時(shí)具有較高的初始湖泊生產(chǎn)力和穩(wěn)定陸源碎屑輸入量。

(3)油頁(yè)巖的成礦背景和油頁(yè)巖品質(zhì)相關(guān)性顯示，相比于三塘湖油頁(yè)巖的成礦背景，更溫暖濕潤(rùn)的氣候條件，更深的水體深度，更弱的水動(dòng)力強(qiáng)度，相對(duì)高的初始湖泊生產(chǎn)力和陸源碎屑輸入量為更有利的油頁(yè)巖成礦背景。