辽宁西部凹陷地质特征及油页岩矿研究

　　【摘 要】在以石油、天然气和煤炭油为主要能源的矿产开发中，油页岩作为非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为二十一世纪非常重要的接替能源。辽宁西部凹陷渐新统沙河街组是预测或探明区域含油岩矿藏的地层，本文充分利用该区地质、钻探及物探资料，通过综合分析研究西部凹陷安屯及西八千区域地质构造及油页岩矿体特征，为进一步矿产勘探工作做充分的准备。 

　　【关键词】油页岩；区域地质；沙河街组；油页岩矿体地质特征 

　　前言 油页岩又称油母页岩，是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，灰分超过40%，含油率大于3.5%，除单独成藏外，油页岩经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采。中国油页岩资源蕴藏丰富，主要用于提炼页岩油和用作燃料，其成矿地层在寒武系——第三系都有产出，沉积环境和构造变化直接影响油页岩的岩体厚度和含油率。 

　　1.油页岩成矿环境 

　　1.1油页岩的形成机理 油页岩中的大多数有机质起源于藻类，少数起源于陆上维管植物的残骸，原始组成物源为低等植物和高等植物及动物碎片，沉积环境以陆相湖泊、海相及海陆交互相三种形式为主。藻类等有机质的输入沉积随着沉积环境的变化而复杂多变，造山运动时期形成的大型湖盆、浅海环境下稳定沉积台地以及小型湖盆、泥炭沼泽、湖泊和海岸沼泽、泥岩沼泽和伴有沼泽相的泻湖环境，形成的油页岩层厚度、含油率、有机质和矿物质成分及矿体分布规律均有所不同，但成岩过程基本相同。沉积环境水体稳定安静，阳光空气充足，动植物繁茂，无河流带入大量陆缘碎屑，是油页岩形成的理想环境，被埋藏的沉积物在还原条件下按照成岩作用过程沉积形成油页岩。 

　　1.2 油页岩的分布及成岩时代 全球油页岩资源储量丰富，在世界许多地区都有分布， 

　　中国油页岩的分布比较广泛，但分布不均匀，吉林、辽宁和广东的储量较多，合计约占全国探明储量的90%以上。 

　　大多数油页岩地层沉积于中寒武纪、早中奥陶纪、晚泥盆纪、晚侏罗纪和早第三纪年代， 主要以内陆湖相沉积为主。最具代表性的油页岩矿床有广东茂名产出于第三纪茂名系油柑层上部和新第三纪邕宁系尚村层底部；吉林桦甸油页岩产出于新生代古近纪桦甸组地层；抚顺矿区油页岩属于新生代古近纪始新统计军屯组；山东黄县油页岩矿床规模很大，亦形成于新生代古近纪始新统。 

　　2.辽西凹陷区域地质及构造背景 

　　辽宁西部凹陷是辽河裂谷中最大的一个凹陷，发育地层自下而上主要为太古界、中生界和新生界。新生界古近系是滩海地区油气勘探开发的主要目的层，可细分为房身泡组、沙河街组和东营组。其中，沙河街组细分为沙四段、沙三段、沙二段和沙一段，东营组以及新近系馆陶组、明化镇组和第四系平原组。 

　　辽宁西部凹陷位于新华夏系下辽河断陷带，位于新华夏系第二沉降带与天山—阴山东西向构造带交接复合部位，既有古老的纬向构造的影响，又有新华夏系构造的控制，震旦系或前震旦系地层构成古老基底，凹陷内盆地基底结构复杂，呈垒、堑相间的格子状结构，东界大断层的活动阶段不同，呈雁型式排列。由于新华夏系构造体系强度大大超过了东西向构造体系，或者前者形成较晚。因此本区主要构造线为NNE—NE方向，而东西向构造则以较为隐蔽的形式出现，东西向构造体系与北东向构造体系构成本区的基本构造格架。 

　　2.1安屯及西八千地质及构造 安屯及西八千位于凹陷的西部斜坡带上，西部斜坡区呈西高东低的缓坡状，西部凸起为西部斜坡带提供物源，主要发育辫状河三角洲和湖底扇沉积。第三系由东向西超覆沉积，西侧不同时代地层在馆陶沉积前被大量剥蚀，三维地震资料比较详细查明了中生界与新生界不整合面的展布及断裂构造特征（图2）。沙二段以上地层断裂较少，沙三、沙四段内断层较发育，且倾向相反，剖面上构成“入”字型构造或同向断阶带，是高部位潜山的主要发育区。 

　　图1 地震时间剖面图 图2 局部构造示意图 

　　2.2 沙河街组 

　　辽河凹陷是在复杂的基底结构基础上，经历了“拱张、裂陷和凹陷”演化阶段而发育起来的裂谷型断陷盆地，自下而上各组沉积地层在垂向上表现出明显的旋回性和多层含油性特点，沙河街组与东营组是该套地层沉积时期西部凹陷发展的极盛时期，沉积地层厚度可达 5000-6000m，甚至更多。 

　　沙河街组沙一段厚度为300-960m，上部以灰色及深灰色泥岩为主，夹长石，含砾砂岩及少量浅灰色泥质粉砂岩，其下出现灰褐色油页岩及黄色白云岩。 

　　沙河街组沙二段厚度为0-675m，上部为棕褐色油砂，含油砂岩、绿灰色砂岩、粉砂岩与绿灰色粉砂质、泥岩互层。下部为灰质页岩、粉砂岩互层，浅灰色砂砾岩与绿灰色泥岩、粉砂质泥岩互层。 

　　沙河街组沙三段沉积时期是辽西滩海地区伸展构造最强烈的时期，基底沉降速率显著加快，湖盆处于欠补偿状态，水体深且水域辽阔，层厚度为47-1000m，为一套较深水湖相碎屑岩，以泥岩、褐灰色泥岩为主，夹少量泥灰岩及不稳定透镜砂岩（为高压油气层）。底部为深灰色泥岩，夹钙质片状页岩和浅灰色泥质砂岩，含介形虫及螺化石。 

　　沙河街组沙四段是辽河滩海湖盆发育早期阶段的沉积产物，厚度为85-450m，上部为深灰色泥岩，夹薄层灰白色砂岩及褐灰色油页岩；中部为灰黄色油浸砂岩与绿灰色泥岩互层；底部为浅灰色砂砾岩。