新疆芦草沟油页岩含矿区资源评价

芦草沟油页岩含矿区位于乌鲁木齐市东北45km处，行政区划属米泉县管辖。地理座标为东经87°48'38″～87°52'30″，北纬43°49'54″～43°52'44″。矿区内有公路通往乌鲁木齐—阜康高速公路，交通较为便利。地理环境属低山地和平缓丘陵地形。

一、成矿地质背景分析

芦草沟矿区大地构造位置属于博格达山褶皱带乌鲁木齐复式大向斜的东北部，该部位属乌鲁木齐向斜的转折端部位。矿区东侧以甘沟以东为界，西侧以石人子沟附近为界，长约8.35km，总面积约32km²。

(一)构造特征

芦草沟油页岩含矿区为一大的复式向斜构造，芦草沟向斜实际为乌鲁木齐复式向斜构造向北东方向延伸的部分，向斜轴向为北东向，向斜东端扬起，西端倾没，东部翘起部位常被剥蚀。靠近向斜轴部的地层倾角平缓，两翼倾角近于相等，为一等斜褶皱，向斜长度约4.7km。

在芦草沟向斜上发育了数量众多的一系列次一级小背斜和小向斜。背斜与向斜相间排列，轴向都为北东向，两翼地层倾角不等，为不对称褶皱构造。

芦草沟油页岩含矿区断裂构造发育，以东部甘沟数量较多，断层规模小，正断层为主。矿区内大的断裂构造主要有两条，一条为芦草沟高角度逆掩断层、断层走向为北东向，延伸长度约1550m，断层面倾向南东，倾角超过45°。另外一条位于石人子沟以东，为正断层，断层走向NEE向，延伸长度约2300m，断层面倾向南东，倾角较缓。由于断裂活动，地层倾角增大，甚至地层倒转，构造复杂。

(二)地层特征

芦草沟油页岩含矿区二叠系分布广泛，三叠系也有分布。现将各时代地层特征按沉积序列叙述如下:

1.中二叠统芦草沟组

芦草沟组主要为含油页岩沉积体系，根据岩性特征划分为四个岩性段:

(1)第一岩性段:黑色砂质泥岩，下部夹有黑灰色细砂岩层，厚度210～465m。

(2)第二岩性段:砂质页岩夹薄层油页岩段。岩性为浅灰色、灰色、棕黄色薄层砂质页岩和细砂岩互层夹褐黑色薄层劣质油页岩及白云质灰岩透镜体。地层厚度约350～1100m。

(3)第三岩性段:层状油页岩段。岩性为黑、褐黑色厚层状油页岩夹薄层钙质细砂岩、砂质泥岩和白云质灰岩透镜体。地层厚度105～290m。

(4)第四岩性段:纸状油页岩段。岩性为黑色涡卷状、纸状油页岩，含有大量鱼化石和芦木化石。中下部为黑色、褐黑色油页岩夹白云质灰岩透镜体和菱铁矿结核，厚度255～1850m。芦草沟组与下伏石炭系角度不整合接触。

2.中二叠统红雁池组

岩性下部浅绿色砂岩夹薄层劣质油页岩和页岩;中部黑色页岩和浅绿色砂岩、砂砾岩互层，夹有薄层砂质页岩和白云质灰岩透镜体;上部浅绿色砂岩、砂砾岩。地层厚度295～1200m。与下伏芦草沟组整合接触。

3.三叠系

三叠系在矿区内出露较小，岩性上部为浅绿色砂质泥岩和中细砾砂岩互层，夹有红色薄层泥岩;下部浅绿色砾岩、砂砾岩和粗砂岩。地层厚度170m。

二、油页岩特征及分布特征

(一)油页岩特征

芦草沟油页岩以赋存于芦草沟组四段上部的纸状油页岩品质最好，其颜色为黑色、黑褐色，风化后呈灰黑色。油页岩体重轻，硬度小，韧性好，页理极发育，含油率较高。赋存于四段下部的油页岩品质差，颜色为黑色、褐黑色、黑褐色和褐色，油页岩致密坚硬具泥质结构，砂质含量高，常含有铁质结核，沥青质，体重大，韧性小，风化后呈灰褐色和灰绿色，呈层状产出。

经采样分析，油页岩最大含油率12.66%，最小含油率5%，平均含油率7.06%。钻井岩心分析水分含量最低0.88%，最高2%，平均水分含量1.39%。油页岩灰分含量最低77.4%，最高91.34%，平均灰分含量87.2%，油页岩挥发分含量最低1.51%，最高6.1%，平均挥发分含量3.58%。油页岩体重最低1.88t/m³，最高2.83t/m³，平均体重2.16t/m³。工业类型属于低含油率高灰分油页岩。

(二)沉积环境

中二叠世初期，由于构造沉降作用，在博格达山北麓地区形成了陆相深水湖盆，芦草沟组沉积时期，为闭塞滞留的深湖—半深湖环境。此时期气候温暖潮湿，十分有利于水生生物和植物的生长繁殖，有机质十分丰富，具备形成油页岩的有利条件。晚二叠世早期，随着构造隆升，湖盆水体变浅，范围变小，博格达山北麓形成以河流相为主的沉积环境，二叠世末期，东吴运动导致湖盆消失，形成三叠系冲积相—河流相沉积，此时气候变为干燥炎热，形成了陆相红色沉积。

(三)油页岩分布特征

芦草沟油页岩含矿区油页岩分布于芦草沟组中，芦草沟组二段油页岩以薄的夹层产出，为劣质油页岩;芦草沟组三段油页岩为层状油页岩，经采样分析，含油率较低，不具有工业开采价值。赋存于芦草沟组四段的纸状油页岩品质较好，含油率较高，是芦草沟矿区具工业开采价值的油页岩矿层。

芦草沟组四段内可采油页岩层共计23层，平均总厚度为66.18m，矿层沿走向和倾向分布不稳定，厚度变化较大。常有白云质灰岩夹层，很难按自然形态逐一分层。

油页岩矿层呈不规则“S”形宽带状展布，东西两端较窄，中部较宽，矿体分布长度约8.35km，平均宽约1.37km。矿层在矿区北部走向为N25°～55°E，倾角为50°～84°，倾向南东。在矿区中部和中南部走向变为N60°～80°E，倾角约12°～35°，倾向南西，部分倾向南东。矿体最大埋深为500m。

三、油页岩资源评价

(一)勘查工作程度分析

1.地质勘查工作

1955年4月，原地质部西北地质局六三一队第八分队对博格达山北麓油页岩进行了调查，完成了1∶20万地质图填绘工作，芦草沟属于调查范围之内，提交的报告中对油页岩的分布、质量和储量进行了研究。

1957年，原741地质队在甘沟、贺朗峡—白杨南沟一带进行初步勘探，对该区的地质概况和油页岩的分布、质量和储量作了详细研究。

1958年，新疆地质局昌吉地质大队在芦草沟矿区进行了初步勘探，分别开展了槽探和钻探工作，于1960年10月提交了芦草沟油页岩含矿区初步勘探工作总结报告，提交了C₂级储量41369万t，远景储量448380.9万t。

2.勘探程度与精度

芦草沟油页岩含矿区勘探程度为普查找矿，共完成钻井4口，总进尺为742.35m，完成了甘沟FG勘探线和芦草沟BC勘探线二条勘探线。线距为2000m，孔距视情况而不定。一般在157～200m之间。两条勘探线仅能控制矿区东北部油页岩矿体，未能全部控制整个矿体。勘探中完成浅井1口计10.8m。在FG勘探线和BC勘探线附近进行了槽探，长度约409.6m。

四口钻井中甘一孔和甘二孔采心率分别为94.84%和89.42%，达到质量精度要求，甘四孔和甘三孔岩心采取率仅为69.00%和68.19%，没有达到钻井质量要求。孔斜超过规范要求，200m深度超过10°，且样品分析数量少，代表性差。

采样过程中只对岩心进行了取样，样品数量较少且不系统。探槽没有采样。分析项目仅做了低温干馏和工业分析，元素分析没有进行，对于油页岩品质评价影响较大。

(二)资源评价

本次资源评价过程中，根据油页岩矿层在倾向上厚度变化较大，矿层分布不稳定的特征，钻井所能控制油页岩最大深度为213m，因此，储量计算根据钻井实际控制油页岩的深度计算查明资源储量，钻井控制深度到埋深500m计算油页岩潜在资源量。经过重新计算，芦草沟矿区油页岩资源储量为97094万t，其中油页岩查明资源储量为8944万t，油页岩潜在资源量为88149万t。页岩油资源储量为6855万t，页岩油查明资源储量为631万t，页岩油潜在资源量为6223万t。

芦草沟矿区油页岩厚度较大，查明资源储量埋深较浅，可以采用露天开采;油页岩潜在资源量开采方式为井下开采。芦草沟油页岩技术可采资源储量29876万t，其中油页岩查明技术可采资源储量5635万t，油页岩潜在技术可采资源量24241万t。页岩油技术可采资源储量2109万t，其中，页岩油查明技术可采资源储量398万t，页岩油潜在技术可采资源量1711万t，页岩油查明可回收资源储量298万t，页岩油潜在可回收资源量1284万t。