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油頁巖形成的條件

1.構造條件

油頁巖生成的構造條件與地質發展史的穩定區域和穩定階段緊密聯系。不少油頁巖形成於坳陷盆地中,如中國松遼盆地以及鄂爾多斯盆地油頁巖。這些含有油頁巖的盆地,其構造活動微弱,沈積物常以細碎巖屑為主。但也有壹些特殊情況,油頁巖形成於山前坳陷或山間坳陷中,如伊犁盆地的二疊紀油頁巖,但它們都與當時所處的構造活動的相對穩定階段或盆地中的穩定部分相對應。

2.沈積條件

油頁巖按沈積生成的盆地水體性質可分為沼澤成、湖成和海成三類。油頁巖有時單獨存在,有時則見於含煤或含油盆地。與含油盆地***生者多是湖成和海成油頁巖;與含煤盆地***生者可能在形成油頁巖時是湖成,亦有學者認為油頁巖與煤伴生時是沼澤成因。

(1)海成油頁巖:主要在淺海和濱海區,以及半封閉的海盆地區。海成油頁巖國外很多,諸如澳大利亞的裘利亞—克裏克礦區(Julia—Creek)、加拿大的曼尼托巴(Mani-tuba)礦區、愛沙尼亞著名的庫克瑟特(Kukersite)油頁巖、約旦拉瓊(Lajuun)油頁巖以及美國東部泥盆紀油頁巖等。在中國,陜南漢中地區的早誌留世油頁巖屬海成,其中富含石油浸潤的矽質巖和矽質油頁巖。

(2)湖成油頁巖:在美國,有著世界上儲量最大的綠河(GreenRiver)油頁巖。在中國,湖成油頁巖分布最廣,如鄂爾多斯盆地晚二疊世油頁巖和侏羅紀油頁巖,東北地區海拉爾盆地的早白堊世油頁巖等。油頁巖層中常夾有動物化石和油砂。有的學者認為,廣東茂名盆地的油頁巖屬湖成,但較多的學者認為屬於濱海沼澤相,且由於位置靠近海岸,曾受到海水侵襲,故油頁巖內含有海藻等海生生物化石。

(3)沼澤成油頁巖:有的學者認為撫順盆地古近紀和新近紀油頁巖屬沼澤成因,其下為煤層,其上則為綠色頁巖所蓋。有的學者則從大量的植物化石推斷撫順沈積盆地曾為壹水面較平靜的湖泊,其周圍有廣闊的平原。還有的學者提出撫順盆地的形成經歷了從沼澤過渡到湖泊兩個沈積階段,沼澤階段沈積了煤層,後來盆地下降,形成湖泊,並沈積而形成油頁巖,這種說法似更合理。

3.古氣候條件

古氣候對於油頁巖的形成具有重要的作用。因為氣候的變化,會影響到沈積盆地中水體的酸堿度、含鹽度和氧化還原環境的變化,從而影響沈積盆地中有機物質的形成和分布。因此,古氣候也是沈積盆地控制油頁巖聚集的重要因素之壹。壹般在溫暖潮濕氣候條件,湖盆易於保持壹定的水體深度,有機質豐盛,水介質具有壹定鹽度,有利於油頁巖的形成。油頁巖形成的有利古氣候條件壹般為溫暖潮濕、亞熱帶氣候,在這種情況下,有利於植物繁盛生長。地史中潮濕溫暖的古氣候旋回,控制陸相盆地烴源巖的多旋回發育,從而形成了我國石炭紀、二疊紀、晚三疊世、侏羅紀、早白堊世、古近紀這幾個重要的油頁巖賦存期。例如,中國北方各盆地在海西運動以後,古氣候趨於幹旱炎熱,潮濕植物大量衰退,早、中三疊世各盆地內形成廣泛分布的紅色砂泥巖建造。晚三疊世氣候轉為溫暖潮濕,出現內陸淡水湖泊,形成了良好的還原環境,生物繁盛,發育了暗色油頁巖,有利於有機質的保存;早侏羅世早期,又經歷了幹旱氣候,沈積了紅色巖層,早侏羅世中晚期至中侏羅世,氣候又開始轉為溫暖潮濕,形成了重要的烴源巖發育時期;從中侏羅世晚期開始,陸地擡升結束了溫暖潮濕的氣候條件,長期發育紅色砂泥巖層夾膏鹽。因此,晚三疊世和早、中侏羅世的潮濕溫暖氣候,控制了中國北方各沈積盆地上三疊統和中、下侏羅統烴源巖的分布。中國早白堊世及新近紀古氣候的分帶性都是很明顯的,早白堊世,祁連山—陰山—秦嶺壹線以北為潮濕氣候區,發育暗色砂泥巖含煤地層、油頁巖,烴源巖非常發育,已找到大慶油田、二連油區和玉門油田。天山—祁連山—秦嶺壹線以南至西藏北部地區,廣泛發育紅色碎屑巖沈積,屬亞熱帶幹旱氣候,無烴源巖沈積。

4.水介質條件

與油頁巖生成有直接聯系的是水介質條件,因為形成油頁巖的有機物質的富集和保存,需要壹定的水介質、酸堿度和氧化—還原條件。根據油頁巖中的沈積物和生物化石群的種屬等,可判斷其原始生成物質當時所處的水介質條件。海成油頁巖是在弱堿性或堿性水質的還原環境中形成。湖成油頁巖可以是淡水湖成,也可以是鹹水湖成,它們是在弱堿性或堿性的淡水或微鹹水的條件下,在還原性環境中形成。歸納起來,油頁巖形成的地理環境和條件見表2-18。

表2-18油頁巖形成的地理環境與條件表

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