新疆三塘湖盆地油頁巖資源特征及分布規(guī)律分析

敖海超 艾比拜爾·買買提

摘要：在充分收集分析三塘湖盆地區(qū)域地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，以盆地內(nèi)的石炭系、二疊系和三疊系為重點(diǎn)，對(duì)研究區(qū)內(nèi)油頁巖資源潛力進(jìn)行調(diào)查，分析了盆地油頁巖富集規(guī)律，優(yōu)選油頁巖富集有利目標(biāo)區(qū)，為進(jìn)一步在該區(qū)開展油頁巖勘查和開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三塘湖盆地;油頁巖;地質(zhì)特征;分布規(guī)律

新疆三塘湖盆地位于準(zhǔn)噶爾地槽褶皺帶東端北緣，盆地內(nèi)地質(zhì)特征復(fù)雜，主要分布有東北沖斷褶皺帶、中央凹陷帶以及西南逆沖推覆帶。該區(qū)受物源主要來自于北塔山大型三角洲沖積平原影響，在長期淤填作用下形成了泥炭沼澤發(fā)育環(huán)境。三塘湖地區(qū)地層發(fā)育良好，無巖漿巖發(fā)育，對(duì)該地區(qū)地質(zhì)特征進(jìn)行分析，以進(jìn)一步明確新疆三塘湖盆地油頁巖資源特征及分布規(guī)律，對(duì)今后三塘湖盆地油頁巖資源勘查具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1.區(qū)域地質(zhì)背景

三塘湖盆地處于北天山褶皺帶與阿爾泰褶皺帶交匯處，也是西伯利亞板塊與哈薩克斯坦板塊進(jìn)行碰撞的結(jié)合部，在長期的西伯利亞板塊增生和摩擦中，形成了D2-Cl時(shí)期弧一陸碰撞型褶皺帶基礎(chǔ)之上的復(fù)合型三袒護(hù)含油氣盆地（圖1）。

構(gòu)造單元名稱：I-西伯利亞古板塊：I1一西伯利亞古陸核（Ar-Pt）;I2-Pt-ε1溝弧盆系統(tǒng)褶皺帶;I3-ε2-D1溝弧盆系統(tǒng)褶皺帶;I4-02-3-D2溝弧盆系統(tǒng)褶皺帶;I5-D2-C1大陸間碰撞褶皺帶;I 6-D2-C1大陸間碰撞褶皺帶;I7-D3-C1溝弧盆系統(tǒng)褶皺帶;I8-C2-P2收縮海盆褶皺帶。Ⅱ一哈薩克斯坦古板塊。Ⅲ一新疆古陸板塊：Ⅲ，一準(zhǔn)噶爾一吐魯番古陸;Ⅲ2-博格達(dá)準(zhǔn)地槽裂谷帶;Ⅲ3-北天山碰撞隆起褶皺帶。

盆地名稱：①三塘湖盆地;②巴里坤盆地;③吐哈盆地;④齋桑盆地;⑤烏倫古盆地;⑥準(zhǔn)噶爾盆地。

三塘湖盆地基底屬西伯利亞古陸主動(dòng)型大陸邊緣的溝一弧一盆沉積系統(tǒng)，經(jīng)褶皺運(yùn)動(dòng)和巖漿侵入活動(dòng)形成了盆地的變質(zhì)巖基底（02-3-D2），其上沉積了碰撞前陸型的海相、海陸交替相和陸相多期疊加的晚古生代（D3-P1）沉積，厚達(dá)13939m，其上又復(fù)合了多期發(fā)展的碰撞山前型古生代末期一中、新生代（P2-Q1）的陸相沉積，厚達(dá)3301m—5830m，形成了多套油氣源巖，是一個(gè)油氣資源比較富集的中型盆地。

2.區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征

2.1區(qū)域地層特征

三塘湖盆地地層屬于天山一興蒙地層大區(qū)北疆地層區(qū)北準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)額敏一伊吾地層小區(qū)。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜，地層單元眾多，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。出露地層主要有奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系和第三系、第四系，火山巖及侵入巖在盆地周邊較為發(fā)育。

2.2區(qū)域構(gòu)造特征

三塘湖盆地位于阿爾泰山和天山之間。它是一個(gè)經(jīng)歷了疊加和變化的山間盆地。它位于西伯利亞板塊南緣連續(xù)增生的邊緣混合帶，受卡拉梅里構(gòu)造帶和阿爾曼泰構(gòu)造帶的影響。三塘湖盆地區(qū)域上跨越了洪古勒楞一阿爾曼太蛇綠混雜巖帶（I -12-2）、賽米斯臺(tái)一三塘湖復(fù)合島弧帶（I -12-3）、唐古巴勒一卡拉麥里復(fù)合俯沖增生雜巖帶（I -12-4）、準(zhǔn)噶爾地塊（I-13-1）、依連哈比爾尕一博格達(dá)裂谷盆地（I -13-2）、哈爾力克一大南湖古生代島?。↖ -13-3）、吐一哈地塊（I-13-4）等眾多Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元。但評(píng)價(jià)區(qū)富含油頁巖地層主體位于賽米斯臺(tái)一三塘湖復(fù)合島弧帶（I -12-3）之三塘湖復(fù)合島弧帶（I-12-32）。三塘湖盆地構(gòu)造活動(dòng)頻繁，斷裂十分發(fā)育，規(guī)模不等、種類繁多。

3.烴源巖分布規(guī)律分析

三塘湖盆地共發(fā)育五套烴源巖，即中下侏羅統(tǒng)水西溝群（J1-2s）、中上三疊統(tǒng)小泉溝群（T2-3xq）、中二疊統(tǒng)蘆草溝組（ P21）、下二疊統(tǒng)卡拉崗組（P1k，原上石炭統(tǒng)）及石炭系（C）。其中以中一上三疊統(tǒng)、中二疊統(tǒng)及石炭系烴源巖為三塘湖盆地主力烴源巖，其有機(jī)質(zhì)豐度高、成熟度較高，為油頁巖資源調(diào)查評(píng)價(jià)的重點(diǎn)目標(biāo)層位。

3.1石炭系烴源巖

三塘湖盆地石炭系烴源巖主要發(fā)育于盆地南緣，是潛在的優(yōu)質(zhì)烴源巖，盆地周緣多條剖面（紙房、大黑山、雅滿蘇、小黃山）發(fā)現(xiàn)有厚層優(yōu)質(zhì)烴源巖，層位為下石炭統(tǒng)姜巴斯套組（C1j）、黑山頭組（C1h）、中統(tǒng)巴塔瑪依內(nèi)山組（C2h）及上石炭統(tǒng)哈爾加烏組（C2h）。

3.2二疊系烴源巖

三塘湖盆地二疊系烴源巖較為發(fā)育，主要為下二疊統(tǒng)卡拉崗組（P1k）、中二疊統(tǒng)蘆草溝組（P21）及條湖組（P21）。

3.3三疊系烴源巖

三疊系烴源巖主要為上小泉溝群，盆地小泉溝組頁巖主要分布在漢水泉凹陷、汀湖凹陷和馬朗凹陷。條湖凹陷三疊系小泉溝組烴源巖最大厚度約220m，漢水泉凹陷三疊系烴源巖的分布與水西溝組基本一致。最大厚度位于凹陷西南部，烴源巖厚度140m～200m，沉積中心泥頁巖厚度大，厚度約200m以上，局部地區(qū)達(dá)300m以上，是主要的生烴場(chǎng)所。巖性以碳質(zhì)泥巖和暗色泥巖為主。

4.油頁巖儲(chǔ)層資源評(píng)價(jià)

勘探目標(biāo)是富含有機(jī)質(zhì)、粘土礦物、硅質(zhì)含量高和石英等脆性礦物較發(fā)育的烴源巖，同時(shí)要關(guān)注富有機(jī)質(zhì)泥頁巖頂?shù)椎谋由皫r儲(chǔ)集體，從而對(duì)整個(gè)頁巖層系的儲(chǔ)層資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

4.1二疊系蘆草溝組頁巖層

在晚二疊世，三塘湖盆地屬于咸化內(nèi)陸湖盆。在湖盆中沉積了一套以碳酸鹽巖和碎屑巖為主的地層，在盆地邊部，還發(fā)育三角洲或扇三角洲的粗碎屑沉積;主要巖石類型有碎屑巖及部分火山巖。但是，蘆草溝組絕大多數(shù)為粒徑小于O.Olmm的細(xì)粒巖石。方解石平均含量為5.53%，白云石22.68%，鐵白云石2.53%，長英質(zhì)52.71%，粘土13.43%，脆性礦物占86%左右，含量較高。

蘆草溝組在三塘湖盆地主要存在3類油氣儲(chǔ)集體，即碳酸鹽巖儲(chǔ)集體、沉凝灰?guī)r儲(chǔ)集體、碎屑巖儲(chǔ)集體，它們成為主要的含油氣層系。

4.2侏羅系頁巖層

侏羅系巖石類型以碎屑巖為主，少量火山噴發(fā)。碎屑巖又可細(xì)分為礫巖、砂礫巖、粗細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖、煤，火山噴發(fā)巖主要為灰白色凝灰?guī)r，主要分布在頭虱河群和齊谷群中的薄層中。西山窯組白上而下可分為三部分：上部為灰色凝灰質(zhì)砂礫巖，細(xì)礫巖為薄層凝灰質(zhì)泥巖、粉砂巖和礫石砂巖，中部為主要儲(chǔ)層。層發(fā)育段以灰色凝灰質(zhì)細(xì)砂巖和灰色泥巖為主，底部為厚灰色凝灰質(zhì)砂礫砂巖、砂礫巖、灰褐色凝灰質(zhì)粗砂巖、暗灰色泥巖、灰色粗砂巖夾層。侏羅系砂巖儲(chǔ)層具有組分成熟度低、膠結(jié)物含量低、頁巖充填率高、壓實(shí)中強(qiáng)、溶蝕弱等特點(diǎn)。

5.結(jié)語

新疆三塘湖盆地是以石炭一二疊系為基礎(chǔ)的中一新生代沉積盆地，區(qū)域沉積地層完整，但演化過程經(jīng)歷了許多強(qiáng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，地質(zhì)特征復(fù)雜，巖層多重不整合面較多。在勘查過程中發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)蘆草溝組是三塘湖盆地的主要含油氣層，中上三疊統(tǒng)、中二疊統(tǒng)、石炭系烴源巖是三塘湖盆地的主要烴源巖。三塘湖盆地具有非常良好的油頁巖資源形成條件，但由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，因此在今后三塘湖盆地油頁巖資源勘查和開采過程中，還需進(jìn)一步根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)勘查和評(píng)價(jià)。

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