吉林罗子沟油页岩含矿区资源评价

Question

如题所述

Answer 1

罗子沟油页岩含矿区位于吉林省汪清县罗子沟镇西侧3km处，汪清县城北东40°方位，地理坐标为东经130°10'30″～130°23'00″，北纬43°38'～43°50'，距汪清县城直线距离66km，公路交通便利。罗子沟盆地地处长白山北段老爷岭东麓，油页岩含矿区位于罗子沟盆地的中北部，属丘陵地形。

一、地质背景

该区位于吉黑褶皱系延边优地槽褶皱带延边复向斜罗子沟盆地中，区内岩浆侵入活动频繁，断裂发育。

(一)构造特征

1. 构造背景

该区区域构造归属于两江—安图北东向构造带北端，盆地总体受北东向构造控制，北东向构造与早期的北西向构造复合控制了盆地的形成。

区内主要发育有三组断裂构造，即北东向、南北向及北西向断裂。其中生代盆地总体呈近南北向展布，由于受北东向水平挤压构造影响，下白垩统大砬子组形成轴向北西向的宽缓向斜。本区油页岩矿床受向斜南西翼控制，油页岩矿床产于罗子沟盆地白垩系下统大砬子组上部砂页岩段中。盆地形成初期，构造火山活动较强，形成了基底火山熔岩及碎屑岩类的沉积。晚期火山活动停止，形成了正常碎屑岩沉积，盆地湖水相对稳定，生物大量繁殖，为该区油页岩矿床的形成创造了有利的地质环境。

2. 矿区地质

矿区内共有F₁、F₂、F₃、F₄四条断层，其中F₁为小南沟断层，F₂为吕大阳子沟断层，F₃为老母猪河断层，F₄为三道河断层。小南沟断层，吕大阳子沟断层规模小，且分布于矿床东西两侧，其断层面倾向分别向西(F₁)和向东(F₂)倾斜，断距均在10m左右，故对矿体(层)影响不大。三道河断层位于矿床的南侧，该断层虽有一定规模，但倾向南西，故对矿床无明显破坏作用。老母猪河断层为矿区规模最大的断层，其倾角及断距尚不清楚。但该断层距矿区边界均在600m以上，另据矿区北侧CK4、CK23、CK24钻孔资料，所见岩心比较完整，无明显破碎现象，说明该断层对矿床无太大影响。

(二)地层特征

区域内出露的地层主要有中生界白垩系大砬子组砂页岩段和砾岩段，泉水村组火山熔岩、碎屑岩，古生界二叠系柯岛组浅变质岩系。

矿区地层为中生界下白垩统大砬子组砂页岩段和砾岩段，砂砾岩段仅分布于矿区北东隅，砂页岩段分布范围较大。含矿地层为下白垩统上部砂页岩段，总体走向北西，倾向北东，倾角4°～6°左右，为简单的单斜岩层。

主要岩性为细砂岩、粉砂岩、砂质页岩、泥质页岩及油页岩等，仅在矿区边部见有少量中、粗粒砂岩及含砾砂岩。根据岩石沉积特点，岩相变化以及页岩、油页岩广泛见有揉皱现象分析，该盆地沉积岩是在轻微动荡的环境中形成的。依据地表及钻孔资料，由下至上依次划分为39个岩性层。

(三)岩浆岩

区内岩浆岩主要有海西期侵入岩和燕山期侵入岩。

1. 海西期侵入岩(γ³₄)

广泛分布于盆地周边，面积约62.50km²。由斜长花岗岩、似斑状花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、花岗岩组成。

2. 燕山期侵入岩(γ²₅)

主要分布于盆地南部一带，面积约30km²，呈小岩株状零星分布，主要由花岗岩、钾长花岗岩及二长花岗岩等组成。

二、油页岩特征

(一)油页岩物理特征

本区油页岩为黑—灰黑色，褐色条痕，块状构造，少成片状，具油腻感，坚韧而不易破碎，断口为贝壳状或参差状，用刀刮起卷，用明火即可点燃，冒浓烟，并伴有浓烈沥青味。

(二)油页岩工艺性质

油页岩含油率3.51%～14.37%，平均6.72%，其中第2、3层油页岩为本区主要油页岩层，品质好、赋存稳定、资源储量大，具有代表性(此次取样测试含油率9.46%～11.44%)。发热量20.35MJ/kg，灰分76.39%，水分1.07%，全硫0.55%。

(三)油页岩类型及地球化学性质

本区油页岩具有典型的内陆湖泊成因特点，含矿岩系原生沉积构造发育。主要为水平层理、斜交层理、水下同生滑动构造(揉皱构造)。含矿层系的砂质页岩、泥质页岩、油页岩层普遍含有大量的植物碎屑、鱼类、瓣鳃类化石，说明该区油页岩中有机质成分为动、植物混杂堆积而成。通过测定油页岩有机质中的化学元素成分，以及油页岩的H/C原子比、O/C原子比，罗子沟油页岩有机成因类型属于腐泥型(Ⅰ型)和腐殖腐泥型(Ⅱ₁型)(表5－5)。

表5－5 罗子沟油页岩有机元素特征表

三、油页岩成矿及分布规律

(一)油页岩赋存特征

1. 地层特征

罗子沟油页岩主要发育于白垩系下统大砬子组二段，总体走向北西，倾向北东，倾角4°～6°左右，为简单的单斜岩层。主要岩性为细砂岩、粉砂岩、砂质页岩、泥质页岩及油页岩等，仅在含矿区边部见有少量中、粗粒砂岩及含砾砂岩。依据地表及钻孔资料，由下至上依次划分39个岩性层。

2. 油页岩赋存特征

本区油页岩赋存于白垩系下统大砬子组二段，埋藏浅(0～333m)，地层倾角缓(4°～6°)。根据矿区内地表出露及工程控制可知，共见有29层油页岩。其中第2、3层油页岩呈层状产出，连续、稳定、含油率高、资源储量大，为本区主要油页岩层(图5－5、图5－6)，其余各层呈似层状或透镜状产出，连续、稳定性相对差些(图5－7)。从下向上，岩性逐渐相变为碳质页岩夹砂质页岩—细砂质页岩夹油页岩—油页岩含油砂质页岩—油页岩。

图5－5 罗子沟油页岩含矿区第2层油页岩厚度等值线图

图5－6 罗子沟油页岩含矿区第3层油页岩厚度等值线图

图5－7 罗子沟油页岩含矿区主要油页岩层对比图

(二)油页岩形成环境

1. 构造背景

盆地形成初期，火山活动强烈，形成了火山熔岩及其碎屑类岩石;晚期火山活动停止，构造环境稳定，形成了一套正常沉积岩类。在地壳运动的控制下，湖底不断下降，接受沉积。受到上覆地层的压力和地热等因素产生的温度影响，进行成岩作用和散失挥发物质等物理化学作用之后沥青在原地聚集形成油页岩矿层。在成矿同时，由于地壳局部颤动作用，使矿层及周边岩层发生局部滑动，产生揉皱构造，再下降接受沉积。整个沉积、成矿过程是在一个动荡环境下进行的。

2. 沉积环境

下白垩统大砬子组时期，由于湖水相对稳定，自然生态条件较好，对生物大量繁殖极为有利。丰富的有机物质伴随泥质、粉砂质沉积在湖盆的底部，为该区油页岩矿的形成创造了有利的条件。

同时，油页岩层夹有粉砂质成分，并具有明显的同生揉皱构造。该岩层与砂质页岩关系密切，其顶底板很少有黏土质岩石。因此，认为该岩层的有机质堆积在深水以及水面滞流的还原环境，在厌氧细菌的改造作用下以及大量粉砂、淤泥的渗入，经过还原分解和沥青化作用，即形成了含矿物质较多的腐泥物质，为油页岩的形成创造了良好的基础。

(三)油页岩分布特征

1. 油页岩平面分布特征

从罗子沟油页岩含矿区油页岩层厚度等值线图(图5－8)可知，富矿中心在CK26、CK30、CK35、CK40孔附近，呈东西向带状分布。该富矿中心最大厚度可达20.00m，最小厚度达5.00m，平均厚度为10.25m，平均含油率为7.29%。此外，在CK13、CK19、CK29、CK39孔附近也有较厚的油页岩分布，平均厚度10.00～15.00m。平均含油率6.11%～8.95%均为可采油页岩层。

2. 油页岩纵向分布特征

根据含矿区内地表出露及工程控制可知，共见有29层油页岩，其中第2、3层油页岩呈层状产出，连续、稳定、含油率高、资源储量大，为主要油页岩层，其余各层呈似层状或透镜状产出，连续、稳定性相对差些(表5－6)。

图5－8 罗子沟油页岩含矿区油页岩厚度等值线图

表5－6 罗子沟油页岩矿体赋存特征表

续表

四、油页岩资源评价

(一)勘查工作程度分析

1. 地质勘查工作

1933～1939年，日本人先后多次对罗子沟盆地油页岩矿局部地表出露及浅部矿体开展了地质调查工作，局部地段开展了槽、井探及钻探工作，并对油页岩矿石的物理化学性质做了较详细的研究，经采样化验分析，矿区油页岩矿石含油率最高14.14%，最低3.13%，认为在罗子沟盆地寻找油页岩矿具有重要的意义。

1955～1957年，东北地质局134队对罗子沟油页岩矿区开展了普查、详查地质工作，确认矿区内具有工业意义可采油页岩矿层6层，探明油页岩矿石资源量1.9亿t。

2002～2003年，吉林省第六地质调查所在以往地质工作的基础上，加强了综合研究工作，对已有地质资料进行了系统的综合整理及归纳分析，并针对原报告存在的主要问题开展了矿区补充勘探工作，基本查明矿区内具有工业意义可采油页岩矿层7层，估算油页岩矿石经济资源量14752万t，并提交了《吉林省汪清县罗子沟矿区油页岩矿补充详查报告》。

2. 勘查程度与精度

(1)勘查程度与网度。

《吉林省汪清县罗子沟矿区油页岩矿补充详查报告》中指出，根据矿区地表槽井探及深部钻探工程控制油页岩层及工业矿体的综合成果分析，参照《煤炭地质勘探规范》有关要求，罗子沟油页岩矿床应属构造复杂程度中等，油页岩矿层稳定程度属较稳定类型，即500m×500m工程网度提交探明预可研经济基础储量，1000m×1000m工程网度提交控制的经济基础储量，1000m×2000m工程网度提交推测的内蕴经济资源量。

(2)勘查精度。

通过统计勘查区面积、施工钻孔、勘探线及网度，提交油页岩各级资源储量的统计结果表明，罗子沟油页岩矿床勘查面积19.22km²，53个钻孔，钻孔密度为3个/km²，钻孔密度较高，从施工钻孔的岩心采取率统计结果看，岩心采取率均≥65%。矿层及近矿围岩采取率≥85%的孔，占95%以上，钻孔岩心采取率较高，可满足详查资源储量估算的要求。矿区内共布置12条勘探线，槽、井工程间距500～1000m，区内槽井探工程均挖至基岩以下0.5m，其底宽保证在0.8～1.00m，达到了地质采样编录的要求，槽探可利用率100%。

(二)资源评价

1. 资源评价

本次评价结果罗子沟油页岩含矿区查明资源储量为23090万t，油页岩查明技术可采资源储量为14864万t;页岩油查明资源储量为1504万t，页岩油查明技术可采资源储量为971万t，页岩油查明可回收资源储量为728万t。

2. 资源预测

预测分勘查区东部、南部、下部三个预测区进行，东部、南部油页岩厚度由勘查区类比为34.96m，含油率由勘查区类比(参考本次评价取样化验结果)为6.51%，下部预测区油页岩厚度由一个钻孔ZK101统计为14.96m，含油率由一个钻孔ZK101统计为4.95%，体重由勘查区类比为1.94t/m³，东部预测区边界由勘查区东部边界F₅、F₂、F₆控制，南部预测区边界由F₅、大砬子组上段地层边界控制，下部预测区边界由F₆和大砬子组上段地层边界控制，面积由图上求得，乘以面积有效系数(勘查区油页岩赋存面积/勘查区面积)得油页岩面积，分别为2.55km²、5.32km²、11.27km²，共求得油页岩潜在资源量为86036万t，油页岩潜在技术可采资源量为30113万t;页岩油潜在资源量为5091万t，页岩油潜在技术可采资源量为1782万t，页岩油潜在可回收资源量为1336万t。

本次评价罗子沟油页岩含矿区油页岩资源储量为109127万t，油页岩技术可采资源储量为44977万t;页岩油资源储量为6595万t，页岩油技术可采资源储量为2753万t，页岩油可回收资源储量为2065万t。

表5－7 罗子沟油页岩含矿区油页岩、页岩油资源储量表

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