新疆甘河子-吉木薩爾一帶油頁巖礦地質(zhì)特征

李拉剛

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘探開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830013）

近年來甘河子～吉木薩爾一帶相繼評價發(fā)現(xiàn)了一系列大中型油頁巖礦，從西到東依次有阜康林場油頁巖礦、白楊河油頁巖礦、大黃山西油頁巖礦、二工河油頁礦、吳家灣油頁巖礦和石長溝油頁巖礦等，尤其是近年來阜康市大荒山油頁巖項目的順利建設(shè)，使得博格達山北麓成為新疆重要的油頁巖開發(fā)基地。

1 區(qū)域地層分布特征

二疊系為一套連續(xù)河～湖相沉積地層。由老到新出露地層有上二疊統(tǒng)烏拉泊組（P3wl）、井井子溝組（P3jj）、蘆草溝組（P3l）、紅雁池組（P3h）、泉子街組（P3q）、梧桐溝組（P3wt）、上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)鍋底坑組（P3T1g）。

2 上二疊統(tǒng)蘆草溝組地層特征（P3l）

蘆草溝組呈近東西條帶狀展布，其構(gòu)造形態(tài)為一向斜構(gòu)造，其與上覆梧桐溝組呈斷層接觸，與下伏井井子溝組呈整合接觸。蘆草溝組主要巖性為灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)頁巖、黑色油頁巖夾白云質(zhì)灰?guī)r。根據(jù)蘆草溝組沉積環(huán)境、巖石組合及油頁巖產(chǎn)出特征，將蘆草溝組油頁巖系劃分為4個巖性段，各巖性段之間呈整合接觸。

（1）蘆草溝組第一巖性段（P3l1）。該巖性段以一套濱湖相正常沉積細碎屑巖為主。主要巖性以灰色、灰褐色鈣質(zhì)長石砂巖、粉砂巖為主，夾粉砂質(zhì)泥晶白云巖。見有水平層理、小型斜交層理。

（2）蘆草溝組第二巖性段（P3l2）。該巖性段以一套淺湖相細—泥質(zhì)細碎屑巖為主，上部泥質(zhì)含量增高，油頁巖層明顯增多。巖石組合下部以灰色巖屑長石石英細砂巖、粉砂巖為主，巖石含少量瀝青質(zhì)；上部以鈣質(zhì)巖屑細砂巖、鈣泥質(zhì)粉砂巖、頁巖，夾含粉砂泥晶白云巖、油頁巖，反映為湖水變深的沉積過程，砂巖中平行層理較發(fā)育[1]。

（3）蘆草溝組第三巖性段（P3l3）。第三巖性段以厚層狀油頁巖、泥巖粉砂質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖為主、夾泥晶灰?guī)r。含植物化石碎片、魚鱗化石及少量黃鐵礦，反映為深湖相沉積特點。

該巖性段為一套較穩(wěn)定的含油頁巖鈣泥質(zhì)細碎屑巖沉積，其間受外界干擾形成動蕩環(huán)境或低能間歇期，有大量陸源碎屑物注入或沉積饑餓期，形成細砂巖或微晶砂質(zhì)灰?guī)r，以此為標志將該巖性段劃分為3個沉積旋回。①沉積旋回：由一套鈣質(zhì)頁巖、粉砂巖、細砂巖、油頁巖組成。其頂界巖性為鈣質(zhì)粉砂巖與長石細砂巖互層產(chǎn)出。②沉積旋回：由一套含瀝青質(zhì)頁巖、油頁巖、鈣質(zhì)粉砂巖組成。其頂界巖性為微晶砂質(zhì)灰?guī)r與鈣質(zhì)頁巖互層產(chǎn)出，微晶砂質(zhì)灰?guī)r出露寬0.3m～1m，風化色呈褐黃色，宏觀特征明顯。③沉積旋回：由一套鈣質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、含粉砂灰?guī)r、油頁巖組成，泥質(zhì)含量高。以上沉積環(huán)境擾動期沉積的細砂巖和微晶砂質(zhì)灰?guī)r，宏觀上容易識別，走向上延伸較穩(wěn)定。④蘆草溝組第四巖性段（P3l4）。該巖性段以一套濱湖相粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，夾礫巖。泥巖顏色為灰褐色、黃褐色、土黃綠色，研究區(qū)出露面積很小。

3 蘆草溝組油頁巖沉積環(huán)境分析

（1）油頁巖巖石化學特征。本區(qū)蘆草溝組油頁巖稀土元素含量總體較高，ΣREE為（113.99～156.95）×10-6。輕稀土富集，（La/Yb）N為6.11～7.60，LREE/HREE為5.93～6.57；δEu為0.79～0.86，銪具負異常。Ceanom＝lg[3Ce/（2LaN＋NdN）]值范圍-0.06～-0.04，Ceanom＞-0.1表示Ce富集，反映水體呈還原環(huán)境；δCe為0.9～0.94，δCe＜1為負Ce異常，即Ce虧損，代表還原環(huán)境。以上說明蘆草溝組沉積時水體為還原環(huán)境。

圖1 蘆草溝組油頁巖La/Yb-∑REE圖解

在碎屑巖∑REE-La/Yb圖解（圖1）中，5件樣品均投在沉積巖區(qū)，說明蘆草溝組源巖來自于沉積巖。另外鍶（Sr）和鋇（Ba）是地球化學性質(zhì)很相似的元素對，同屬親石元素。認為泥巖中若Sr/Ba比值大于1，則為海水沉積；Sr/Ba比值小于1，則屬陸相淡水沉積。在水西溝油頁巖礦中分析了8件樣品Sr/Ba比值均小于1（表1），表明本區(qū)沉積環(huán)境主要為半深湖～深湖陸相環(huán)境。

表1 水西溝油頁巖形成環(huán)境判別指標

（2）油頁巖沉積環(huán)境分析。本區(qū)蘆草溝組油頁巖含有魚鱗化石、微紋層構(gòu)造等，均說明本區(qū)蘆草溝組油頁巖沉積環(huán)境為深湖相還原環(huán)境，其母巖來源于沉積巖。研究區(qū)油頁巖主要發(fā)育在湖侵體系域（TST）和高的湖相陸源碎屑巖系，主要由一套正常沉積的碎屑巖夾碳酸鹽組成，泥質(zhì)、有機質(zhì)含量高，巖性以砂巖、泥巖、油頁巖組成。蘆草溝組第一巖性段為低水位體系域，以濱湖沉積為主，形成鈣質(zhì)長石石英砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖，不含油頁巖；第二段為湖侵體系域，湖盆開始緩慢下降，湖水逐漸變深，以淺湖—半深湖沉積為主，形成黑色、灰黑色砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)粉砂巖，夾油頁巖、微晶白云巖。巖石水平層理發(fā)育，為靜水或微弱水流中緩慢沉積作用；第三段為深湖相高水位體系域，該時期湖盆范圍達到最大，生物繁多（介殼、魚鱗化石），油頁巖分布最為廣泛。第四段為湖退體系域，湖盆逐漸抬升變小，并最終瓦解，以淺湖沉積為主，形成厚層（粉砂質(zhì)）泥巖夾礫巖，不含油頁巖。

4 結(jié)論

（1）二疊系地層從海陸交互相井井子溝組（波狀層理、水平層理）→濱湖相蘆草溝組第一段（巖石以砂巖、粉砂巖為主，見有水平層理、小型斜交層理）→淺湖相蘆草溝組第二段（多見薄層狀含粉砂微晶白云巖、泥晶灰?guī)r，水平層理）→深湖相蘆草溝組第三段（巖石以灰黑色、黑色泥巖、頁巖、油頁巖為主，有機質(zhì)含量高，含魚鱗、雙殼類化石）→淺湖相蘆草溝組第四段（大套含粉砂質(zhì)泥巖，夾礫巖），認為甘河子至吉木薩爾一帶油頁巖古地理環(huán)境為淡水～半咸水湖泊環(huán)境。

（2）研究區(qū)為淡水～半咸水湖泊沉積型，沉積作用和構(gòu)造活動是油頁巖成礦的主要控制因素。