页岩能源共生矿产成矿(藏)地质条件研究——以松辽盆地上白垩统青山口组为例

页岩能源矿产已成为国内外研究热点,并掀起一场"页岩革命",其主要包括油页岩、页岩油、页岩气等非常规页岩能源资源。这套页岩能源矿产与富有机质泥岩密切相关,其在成因上存在一定的联系和共生规律,但成矿(藏)条件又存在明显的不同。松辽盆地上白垩统青山口组发育厚层的暗色泥岩,由于其面积巨大,泥岩中有机质丰度高,埋藏深度差异明显,具备形成页岩能源共生矿产成矿(藏)的地质条件。初步分析认为,松辽盆地青山口组下部暗色泥岩有机质丰度较高,有机质类型主要为I^II1型,为油页岩成矿,页岩油、页岩气成藏提供足够的有机质来源,其中在松辽盆地东南隆起区,青山口组埋藏较浅(深度<1 000 m),有机质热演化程度较低(Ro<0.7%),为良好的油页岩成矿场所。埋藏浅的富有机质泥岩可能因微生物活动而形成生物成因页岩气,较弱的成岩压实作用和极为丰富的有机质为页岩气成藏提供足够的空间(孔隙度4%~14%)。从盆地东部的隆起带到中央凹陷区,随着埋深加大(深度>1 000 m),热演化程度逐渐增强(Ro:0.7%~1.2%),基本处于成熟—过熟阶段,有机质大量排烃,为页岩油、页岩气成藏提供足够的来源。异常高压和排烃造孔形成良好的储层,使泥页岩具备页岩油、气成藏的良好条件。因此,松辽盆地可能存在呈环形的页岩能源矿产成矿(藏)规律,其中在东南隆起区和中央凹陷隆起地区为油页岩成矿和生物型页岩气有利成藏带;中央凹陷大部分地区可能为页岩油、热解型页岩气有利成藏带;中央凹陷埋藏最深部位可能发育热裂解型页岩气有利成藏带。

梅河盆地油页岩特征及成因

梅河盆地为古近纪富含油页岩的小型断陷盆地。岩芯观察、薄片鉴定、有机碳、热解和工业分析等测试分析表明,梅河盆地发育高灰分中含油率型油页岩,油页岩中有机质处于未熟状态;黏土矿物以高岭石和伊利石为主,富含石英等稳定组分,U、Mo等元素较为富集,轻重稀土分异程度高。油页岩突变沉积于煤层之上,且上覆深灰色泥岩,表明其形成于半深湖-深湖环境;Sr/Ba比值和伽马蜡烷含量较低、V/(V+Ni)>0.5,表明油页岩形成于缺氧的淡水中。油页岩中有机质来源较为复杂,黑色油页岩有机质丰度含量较高,以高等植物来源为主,油页岩产油率(含油率/TOC)较低;褐色油页岩TOC相对较低,有机质以湖泊生物为主,具有较高的产油率。