内蒙古自治区二连盆地及其周边地区油页岩资源浅析

内蒙古自治区二连盆地及其周边地区油页岩资源浅析二连盆地及其周边地区系指内蒙古中东部地区，东起大兴安岭西坡的东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗，西至集（宁）二（连）铁路线，北接中蒙边界，南抵阴山北麓，总体呈NEE～NE向的不规则长条带状，总长800Km，宽度200～400Km，平均宽度300Km。

一、油页岩赋存层位根据20世纪50～70年代地质勘查资料及该区域的1:20万区域调查报告和20世纪80～90年代华北石油物探、钻探资料，二连盆地油页岩及含油泥岩（暗色泥岩）初步确定赋存三个层位，即侏罗系上统～白垩系下统金刚山组（J3）、白垩系下统白彦花群中下组（K1b1+2）和老第三系（E2）。

1、侏罗系上统～白垩系下统金刚山组（J3）金刚山组系指发育于赤峰地区不整合中侏罗世土城子组及其更老地层上的中基性火山岩、火山碎屑岩，局部夹中酸性、酸性和碱性火山岩、火山碎屑岩及多层沉积岩，底部常有砾岩，含热河群动物化石，其上被九佛堂组平行不整合覆盖。

位于大兴安岭NNE向构造带和阴山EW向构造带复合部位，晚侏罗世断裂构造和火山活动频发，所形成的山间构造盆地呈NE～NNE向展布，长条形的断陷盆地多为地堑型构造，沉降幅度大，NW向及SE向的陆源区很容易向盆地中充填正常沉积碎屑岩，并伴有火山碎屑岩的沉积，在这样规模不大的条形盆地中，很难形成泥岩沼泽和覆水的湖相环境，因此大多数无煤层和油页岩的形成。

在较为宽广的盆地中，如多伦县牤牛泡子油页岩矿点和桥头油页岩矿化点，可能形成覆水沼泽～浅湖的环境，由于环境多变，故形成了层数多、单层厚度薄、含油率低的灰褐色油页岩。

例如，多伦县牤牛泡子油页岩矿点形成三层灰色和灰褐色油页岩，总厚度14.50m，含油率3.95-6.23%，矿层间夹含砾砂岩和粗砂岩；桥头油页岩矿化点形成13层，总厚度10m，含油率只达2-3%，单层油页岩形不成可工业开发的矿床。

2、白垩系下统白彦花群中下组（K1b1+2）位于阴山以北的大兴安岭西侧，早白垩世发生了规模巨大的断陷，在大兴安岭东侧则形成了松辽盆地群，西侧则形成了海拉尔盆地群和二连盆地群等。

在这些盆地中沉积了一套河湖相含煤碎屑岩，厚度一般1000～3000m。

根据第三次煤田预测成果，早白垩世的含煤盆地的沉积范围和规模比中、晚侏罗世的含煤沉积范围和规模有了很大的增加。

已发现在这套含煤建造中伴生油气（稠油）资源：如胜利煤田中西部、阿尔善油田和赛汉塔拉煤田的巴彦花群下组的地层中含有油气资源；处于苏尼特隆起区南部边缘跃进凹陷的阿拉坦努和油页岩矿化点，位于苏尼特隆起区赛汉图门凹陷西南边缘的哈尔诺尔油页岩矿化点，均属于巴彦花群中下组含泥灰岩的湖相地层。

华北石油地球物理勘探局研究院（1983）研究成果说明了可能形成油页岩沉积环境的地层层位。

他们将下白垩统巴彦花群中组厚达121～1220m的灰色厚层泥岩段确定为生油层系，将下白垩统巴彦花群下组厚达0～228m棕褐色、绿灰色粉砂岩、细砂岩与灰、深灰色、灰绿色泥岩互层，确定为主要储油层系。

他们还将二连盆地马尼特坳陷巴彦花群中组和下组的厚度等值线编制成图（图6-2、图6-3），十分明显的显示出中、下组的沉积凹陷中心所在；同时编制了马尼特坳陷白彦花群中、下组沉积相图，所显示的深湖相和浅湖相与厚度等值线的沉积中心基本吻合，沉积中心、浅湖相和深湖相展布范围既是生油层系所在，同时应当是最有可能形成油页岩的地段。

3、老第三系（E2）老第三系可能相当于阿山头组。

为一套河湖相沉积，岩性特征上部为米黄色、灰白色含砾粗砂岩、砂岩，含腹足类和脊椎动物化石，下部为灰白色与杂色泥岩互层，夹淡水泥灰岩，含化石。

下界超覆于伊尔丁曼哈组之上，上界与宝格达乌拉组呈平行不整合接触，地层时代为新近纪中新世。

苏尼特右旗阿里察布碱湖油页岩矿化点赋存在该地层中，灰绿～黑色层状或片层状结构的生物泥岩和页片状油页岩，伴生铀、钍，U达0.002-0.024%，最大值0.075%；Th达0.004-0.019%，最大值0.023%。

油页岩构不成可利用矿床，应作为放射性U、Th 矿产来对待。

二、油页岩系岩相古地理概况二连盆地的形成主要受相隔较近且方向斜交的不同构造区域性深断裂和加里东期、早华力西期、晚华力西期及小型中间微地块等基底构造控制。

根据地质、地震、自然电位和视电阻率特征，二连盆地群划分“五坳四隆”，107个凹陷，集二线以东有87个凹陷。

1、隆起区、坳陷区、凹陷的概念隆起区、坳陷区属于四级构造单元，凹陷、凸起属于五级构造单元。

隆起区为盆地内基底隆起较高、区域上重力、电法均为正异常，总纵电导值＜75欧姆，相当于白垩系下统白彦花群中、下组（K1b1+2）连片缺失区，或前白彦花群已连片出露区。

坳陷区为重力、磁、电负异常区，巴彦花群中、下组连片分布区，包括沉积有白彦花群中、下组（K1b1+2）地层的凹陷。

在坳陷区内，发育的多个巴彦花群中、下组沉积中心的区域称之为凹陷，凹陷之间一般有前巴彦花群地层凸起或被断裂分割。

隆起区的凹陷是指巴彦花群中下组、大面积连片缺失背景上的凹陷，表现为大面积孤立的重力、电法负异常，巴彦花群中、下组地层厚度＞1500m时才给予命名。

20世纪60～70年代登记的油页岩矿（化）点均位于隆起区凹陷边缘。

例如阿巴嘎旗阿拉坦努和油页岩矿化点位于苏尼特隆起区跃进凹陷边缘；哈尔诺尔油页岩矿化点位于苏尼特隆起区昌图希里凹陷边缘；苏尼特右旗阿里察干碱湖油页岩矿化点位于苏尼特隆起区阿齐图乌拉凹陷边缘等。

隆起区凹陷多为地堑型构造，沉降幅度大，陆缘区很容易向盆地充填沉积，并伴有火山碎屑岩的沉积，在这样规模不大的条形盆地中，很难形成可供利用的油页岩矿床。

坳陷区中的凹陷，巴彦花群中、下组厚逾千米，岩性主要为暗色泥岩和含油泥岩，局部含油率较高地段，可为油页岩远景区。

2、油页岩系岩相古地理特征二连盆地北西部，主要受NE向的二连～贺根山古缝合带和二叠系基底构造控制，NE向、NNE向展布有规模较大的乌尼特坳陷区、马尼特坳陷区和乌兰察布坳陷区。

上述坳陷区段拉张断陷始于早中侏罗世，在马尼特坳陷阿拉坦合力凹陷保存有相对较好的中下侏罗统阿拉坦合力群含煤沉积建造，厚度达87～2180m（阿巴嘎煤田），断陷盆地呈NE向狭长状分布，在窄而深的断陷中最大沉积厚度可达4000m。

中侏罗世末期构造变动，使其遭受强烈改造和褶皱变形。

早白垩世为盆地发育的鼎盛时期，普遍经历了一个持续裂陷—断坳—抬隆演化阶段的沉积环境，沉积作用受断层控制。

此期，盆地扩张大于沉降，广泛沉积了河湖相沉积体系的砂泥岩和半深水～深水湖相含油泥岩（暗色泥岩），为含可燃有机建造，地层厚度2200～3000m，为一套含煤、生油（气）岩系。

初步查明该区带坳陷区的阿南凹陷、阿北凹陷、额仁淖尔凹陷、脑木根凹陷（集二线以西）、高力罕凹陷和吉尔嘎郎图凹陷等6个含油气显示或属生油凹陷。

晚白垩世，盆地整体转化为坳陷，发育了不整合于下白垩统之上的上白垩统类磨拉石建造。

二连盆地南部，主要受近EW～NEE向展布的温都尔庙～西拉木伦河古俯冲带和索伦敖包～林西古俯冲带深断裂控制，发育形成腾格尔坳陷和川井坳陷（集二线以西），但两者构造特点不尽一致。

西段川井坳陷以早白垩世断陷为主体，其基底为晚元古代变质岩系和下二叠统，下白垩统含煤地层直接不整合其上。

腾格尔坳陷亦以早白垩世断陷为主体，发育有赛汉塔拉等8个次级构造——凹陷，以中下侏罗统地层的残留（厚度400～1800m）分布，反映当时的盆地发育可能主要受北侧的林西深断裂和南侧的西拉木伦河深断裂的控制，总体近EW向和NEE向，出现多个沉降中心，各个沉降中心具有厚度不对称、靠近主断层一侧厚度变大的展布特征，这一特征反映了早中侏罗世该坳陷也具有断陷或断坳盆地性质。

早白垩世坳陷中次级凹陷则显示出新生的北东或北北东向的构造特征，该区新生代坳陷强烈，发育形成东西向展布的浑善达克上叠坳陷，湖泊、沙漠广布。

据物探资料，坳陷西段最深可达2000m，而东段坳陷较浅，坳陷北界为断层所截，是一个北断南超的半地堑型盆地。

二连盆地中部的苏尼特隆起区主要是在锡林浩特中间地块基础上形成的。

基底以太古界变质岩系和上古生界为主，8个次级凹陷中，除布郎沙尔凹陷（断陷）沉降幅度较大，其余凹陷沉降幅度皆小于2000m。

坳陷区中的凹陷巴彦花群中、下组地层连续沉积逾千米，岩性一般为棕褐色绿灰色粉砂岩、细砂岩与深绿色泥岩，说明当时沉积环境是一种温暖潮湿的古气候条件。

凹陷中心所在与深湖相和浅湖相厚度等值线的沉积中心基本吻合，经统计马尼特坳陷的阿南凹陷、塔北和塔南为半深湖相，其它坳陷区的凹陷为浅湖相。

三、油页岩成矿控制因素分析油页岩是一种含有机组分的岩石。

区内外已探明和开发利用的油页岩矿床的沉积环境为深沼泽、深湖～半深湖的淡水～微咸水域，弱还原～还原环境，气候温暖潮湿，水流、湖盆稳定，低等生物繁盛，在湖盆四周物源供给很少情况下，连续沉积厚大的泥岩或泥质粉砂岩、页岩，颜色呈褐色、灰绿色和深灰色。

根据有限资料对二连盆地油页岩矿（化）点和含油泥岩成矿控制因素进行如下分析。

1、成矿环境分析二连盆地20世纪50～70年代勘查与登记的油页岩矿（化）点均位于隆起区凹陷及凹陷边缘。

例如多伦县牤牛泡子油页岩矿点位于温都尔庙隆起区多伦盆地；阿巴嘎旗阿拉坦努和油页岩矿化点位于苏尼特隆起区布郎沙尔凹陷；苏尼特左旗哈尔诺尔油页岩矿化点位于苏尼特隆起区阿其图乌拉凹陷边缘。

上述矿（化）点油页岩具有层数多、单层厚度薄的特点，且展布范围小，呈条带状。

例如多伦县牤牛泡子油页岩矿点形成3层灰色和灰褐色油页岩，总厚度14.50m，矿层间夹有含砾砂岩和粗砂岩，说明盆地范围小，水动力条件动荡，陆缘物质易于充填沉积，这也就是隆起区凹陷不利于油页岩形成工业矿床的因素之一。

无论是坳陷区的凹陷还是隆起区的凹陷，都较好的接受了白彦花群中下岩组的沉积，坳陷区凹陷较隆起区凹陷，相对沉积厚度大、分布面积广、形成有浅湖相～深湖相沉积，这种相环境是生成油页岩或油页岩形成的必备条件。

2、地球化学特征油页岩是一种含有机组分的岩石，有机组分由C、H、O、N和S组成。

有机质在湖盆中经过一系列生物化学作用形成干酪根，干酪根被认为是生油气的原始物质。

干酪根加热可以产生各种烃类和可熔性沥青。

干酪根依据其化学成分及生源物的不同，可以分为腐泥型（Ⅰ型）、过渡型（Ⅱ型）和腐殖型（Ⅲ型）三类（地球科学大辞典2005），其中腐泥型和过渡类型干酪根对油页岩的生成有利。

3、油页岩与相关矿产关系油页岩与煤田、石油关系较为密切。

内蒙古煤田地质局第三次煤田预测（1995）运用现代沉积学理论，讨论了主要聚煤盆地沉积体系的时空演化规律，研究了主要聚煤期沉积岩石和岩相古地理等。

列举了二连盆地由东到西的霍林河煤田、白音华煤田、胜利煤田、赛汉塔拉煤田的冲积扇、河流相、三角洲及滨湖相环境，上述煤田形成比较宽广的浅湖相～深湖相的环境是难以实现的，加之各盆地有同生沉积边界断层的存在，由于沉降速度的加剧，陆缘碎屑会迅速充填，可能形成泥炭沼泽或沼泽型油页岩向同沉积断裂方向呈马尾状尖灭。