抚顺与桦甸断陷湖盆古湖泊学与油页岩富集机制研究

湖泊油页岩不仅有机质含量高，并且作为一种细粒沉积物，是记录陆相盆地古湖泊环境、古生产力和古湖泊演化的灵敏指示器和高分辨率自然档案。本次研究将以我国著名抚顺和桦甸油页岩矿为靶区，利用抚顺露天油页岩矿良好露头和桦甸盆地全井段取心优良条件，借助沉积学、矿物学、古生物学、地球化学及古湖泊学等理论和方法综合展开研究工作。通过研究含油页岩系沉积体系、古湖泊水体环境、有机质含量、有机母质的生物种类、数量及结构特征等，定性、定量恢复古湖泊生产力。通过研究有机质的聚集方式、生物类型和数量、保存方式以及古湖泊分层、氧化还原条件等，揭示有机质保存机制。在此基础上，开展古湖泊沉积环境、古湖泊生产力和湖泊有机质保存条件综合分析，并揭示其与油页岩富集的关系。项目最终将从含油页岩岩系研究角度，为古湖泊学提供新的研究的思路和方法，也将从古湖泊学角度丰富断陷湖盆油页岩成矿理论，为今后油页岩资源评价和预测提供科学依据。

项目以我国正在开发的著名抚顺和桦甸油页岩矿为靶区，利用抚顺露天油页岩矿良好露头和桦甸盆地全井段取心优良条件，借助沉积学、矿物学、古生物学、地球化学及古湖泊学等理论和方法，开展含油页岩系沉积体系、古湖泊水体环境、古湖泊生产力和有机质保存条件综合分析，揭示了古湖泊特征与油页岩富集机制。油页岩沉积环境方面，通过大量岩心、野外露头、室内镜检及岩矿测试综合分析表明，油页岩中粘土矿物类型，抚顺盆地以高岭石和伊蒙混层为主，而桦甸盆地以蒙脱石为主；赋存特征上，油页岩主要发育在水进体系域和高水位体系域，抚顺油页岩厚度大，桦甸油页岩厚度较薄；抚顺盆地油页岩主要形成于淡水半深湖-深湖环境，桦甸盆地油页岩形成于淡水-半咸水半深湖-深湖环境。古湖泊生产力方面，综合运用有机碳含量法、氯仿沥青“A”含量及族组成、生物标记化合物等方法研究了抚顺和桦甸盆地有机质含量、类型以及来源，研究结果表明抚顺和桦甸盆地油页岩在水进体系域厚度相对较厚，有机质丰度相对较低，高水位体系域油页岩厚度较薄，有机质丰度相对较高。油页岩中有机质均为水生生物和高等植物输入混合来源，且以藻类来源为主。运用有机碳法首次在桦甸盆地定量的计算了古湖泊生产力，揭示了桦甸组古湖泊生产力的演化趋势为中部含油页岩段＞上部含煤段＞下部含黄铁矿段，表明中部含油页岩段沉积的古生产力最大，这也成为盆地内高品位油页岩形成的首要条件。有机质保存条件方面，通过X-衍射以及微古化石的保存形态、堆积方式以及微量和稀土元素分析，恢复了抚顺和桦甸盆地的有机质保存条件。总体分析表明，油页岩都形成于还原-弱还原环境，还原性越好，有机质越富集。含油率越高的油页岩中有机质纹层越发育且条带较厚，贫矿中有机质呈分散状，成层性差。古湖泊特征与油页岩富集机制方面，综合古沉积环境、湖泊水体性质、有机质保存条件及古湖泊生产力等多方面分析，表明淡水、半咸水环境都可以形成油页岩，相对而言在桦甸，形成于半咸水环境的油页岩含油率偏高，半深湖-深湖是沉积油页岩的有利区域，油页岩中有机质机母质来源具水生生物和高等植物双重生源特征，且以藻类来源为主。高的湖泊生产力和稳定的底层水缺氧是油页岩成矿的最有利条件。通过本项目研究，丰富了古湖泊学研究方法和理论，完善了断陷盆地油页岩成矿理论。建立的断陷盆地油页岩富集机制，将为今后该类型盆地的油页岩资源预测提供理论依据。