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1、古气候条件对桦甸盆地油页岩形成的控矿作用abstratutilizingutrp，ineralfeaturesfrksandgeheistryharateristisanalysis,thispaperstudiesthepalaeliatenditinehanisinhuadianbasin.indiatesfrntrillnite,sr/baratinsf0.61,ti2/k2ratinsf0.38andthefssilsfplantandzliteshthatthepalaeliateinhuadianbasinisseiarid,subhuid.itakestheiprtantntrl
2、lingttheilshalefratin.ilshaleisakindfiprtantalternativeresurefenergy,sthisstudyillbeusefultfutureilshaleresearh.keyrds：huadianbasin；ilshale；palaeliate；etallgeninditin1地质背景桦甸盆地位于敦密断裂带中段，基底为白垩系小孤山组，之上沉积了一套新生代古近系始新世桦甸组地层。桦甸组自下而上分别为黄铁矿段e2h1，油页岩段e2h2，含碳质页岩段e2h3图11。油页岩段主要沉积岩性为一套灰色、深灰色泥岩、油页岩夹薄层灰白色细砂岩，油页岩层数
3、发育，约8-26层。其中，可采6-13层2。2油页岩形成古气候特征2.1油页岩岩石矿物特征通过大量的研究说明，粘土矿物组合及含量是研究气候的一种良好的指示计3-7。大量的粘土矿物是在地表风化作用中形成的，在沉积作用和埋藏过程中可发生转变。其形成和转化与其所处的环境关系亲密，控制粘土矿物形成和转化的因素可能有多种，但最重要的是气候条件。一般认为，高岭石是在潮湿气候、酸性介质中由长石、云母和辉石经强烈淋滤形成8，因此气候温暖潮湿有利于高岭石的形成和保存4,9-11。而在沉积地层中，高含量的蒙脱石是与寒冷的气候联络在一起的，且其质量分数随气候变暖而减少；蒙脱石的减少，高岭石的增多，说明气候向暖湿方向
4、开展。singer还在研究中发现，蒙脱石的质量分数与降雨量之间呈线性负相关。通过对研究区油页岩xr定性定量分析，发现油页岩中的粘土矿物非常丰富。桦甸盆地富矿层油页岩中粘土矿物含量高达59,样，粘土矿物中主要为蒙脱石，百分含量为57，其次为高岭石。因此，桦甸盆地粘土矿物高蒙脱石含量表现出一种半干旱半潮湿的气候特征。2.2油页岩元素地球化学特征srba比值：用来反映水体的盐度变化及相应的气候条件。高值反映高盐度或炎热干旱气候，低值指示低盐度或温湿气候12。通常，srba比值1指示海相沉积，srba比值1指示淡水沉积。桦甸盆地油页岩的srba元素比值为0.61，显示了一种半咸水的湖泊环境。ti2/k
5、2比值：用来反映沉积时期的降水量特征。高值反映降水量丰富，低值指示低干旱、蒸发气候。桦甸盆地油页岩的ti2/k2元素比值为0.38，显示了一种半蒸发的气候特征。2.3油页岩古生物化石特征在桦甸盆地野外剖面发现了丰富的植物化石，如rsasp.,fagussp.,等图版1-1。这些化石大部分为被子植物化石，反映了当时温暖、潮湿气候的亚热带常绿阔叶、落叶阔叶混交林的特征。此外，在油页岩层面上发现了大量的腹足类动物化石，反映了一种浅水环境成因图版1-2。图1桦甸盆地地质图fig.1thegelgialharateristiapfhuadianbasin图版11桦甸盆地被子植物化石plate1-1.an
6、gisperfssilinhuadianbasin图版12桦甸盆地油页岩层面腹足类动物化石plate1-1.gastrpdfssilinhuadianbasin3气候对油页岩形成的控制作用3.1对有机质保存的控制湖水分层是油页岩形成的一个重要条件。水体分层保证了水体底部的安静、缺氧，有利于有机质的保存。桦甸盆地的气候条件表现为半干旱半潮湿的气候特征,在这种气候条件下，通过影响湖泊水化学性质及氧化复原作用，从而控制湖泊的分层作用。在桦甸盆地，油页岩表现出层数多、层雹含油率较高的特点。在bradleyandeugster1969提出的简单分层湖形式中指出，咸水半咸水湖泊具有一定的密度分层。湖水由下
7、部盐水层和上部低盐水层分层而成。上层适宜湖生有机物如蓝绿藻的繁殖；下层由于水很咸，属于强复原环境，有利于有机质的保存13。因此，桦甸盆地具有陆源供给少，高湖泊消费力、湖泊分层的成矿条件。3.2气候对油页岩层数、厚度的控制湖平面的变化是构造、沉积物充填、气候等条件综合作用的结果，但在盆地开展的某一时期，这些条件所起作用的份量是不同的。桦甸盆地湖平面的变化表现为气候的主控作用。气候通过控制湖泛作用，间接控制了桦甸盆地油页岩层数和厚度。桦甸盆地盆地的气候条件为半干旱半潮湿，降水量较校湖泛作用之后由于沉积物的充填作用，由于降水量小，湖水蒸发作用等导致湖平面变化很大。因此，湖泛作用后环境改变，水体变浅，
8、湖水容易受到外界的干扰，不利于有机质的保存。一次一次的湖泛作用，形成了厚度雹层数多的油页岩沉积。桦甸盆地沉积层序断面图上显示了盆地沉积范围不断从东向西扩张，从第1层开始了初始湖泛，到第8层那么到达最大湖泛，湖泛面积到达为11.7k2。从初始湖泛面到最大湖泛面，随着水体深度的增加，盐度分层的稳定性增加，油页岩的含油率和厚度不断增大。从第8层开始到第4层，那么开始为稳定的高水位加积沉积，发育了厚度稳定、含油率高一般6.7%10.1%图2、图3的油页岩。在高水位的晚期，油页岩的含油率和厚度出现减小的趋势。在每次水进之后沉积一套稳定的砂体，最为稳定的第3层油页岩顶部发育的一套砂体，全区可见，成为全区比
9、照的标志。该段油页岩沉积在东部大城子公郎头区间为整合连续沉积，而在西部北台子区间为超覆假整合沉积，一层一层的直接沉积在下部黄铁矿段之上。从桦甸盆地单井层析及横向沉积层序断面图上分析以及各层油页岩成因类型、含油率分析，湖平面的上超范围控制了油页岩发育的面积，湖平面的旋回变化次数控制了油页岩发育的层数，同时湖平面的湖泛程度控制了油页岩的厚度和含油率。图2k49钻孔含油率和厚度在垂向上的变化规律fig2.vertialdistributinftheilgradeanddepthink49bre图3桦甸盆地油页岩层数和厚度分布特征fig3.vertialdistributinfilshalelayer
10、sanddepthinhuadianbasin4结论1桦甸盆地粘土矿物以蒙脱石含量为主，表现出一种半干旱半潮湿的气候特征。油页岩的srba元素比值为0.61，显示了一种半咸水的湖泊环境。油页岩的ti2/k2元素比值为0.38，显示了一种半蒸发的气候特征。油页岩层面上发现了大量的腹足类动物化石，反映了一种浅水环境成因。2桦甸盆地半咸水湖泊的密度分层提供了有机质保存条件，半干旱半潮湿气候条件控制了湖平面的变化，形成了桦甸盆地厚度雹层数多的油页岩沉积特征。参考文献1王永莉，刘招君，荆惠林等.桦甸盆地古近系桦甸组油页岩矿床沉积特征j.吉林大学学报，2022,6:720-731.2吉林省地质矿产局.吉林
11、省区域地质志.北京：地质出版社：1988:260-413.3singera.thepaleliatiinterpretainflayineralsinsilandeathering-areviej.eath-si.rev.1979,15:303-326.4singera.thepaleliatiinterpretainflayineralsinsedient-areviej.eath-si.rev，1984,21:251-293.5singer,a;stffers,p;heller-kallai,l,etal.nntrniteinadeep-searefrthesuthpaifijlaysan
12、dlayinerals,1984,32(5):375-383.6deninkjf,blan-vallern,ruhyj,etal.palaeenvirnentalanddiagenetintrlftheineralgyfupperretaeus-lertertiarydepsitsftheentralpalae-andeanbasinfblivia(ptsiarea)j.sedient.gel.,2000,132(3-4):263-278.7thiry.palaeliatiinterpretatinflayineralsinarinedepsitsanutlkfrthentinentalrig
13、inj.eath-si.rev.,2000,49(1-4):201-221.8汤艳杰，贾建业，谢先德.粘土矿物的环境意义j.地学前缘，2002，92：337-344.9蓝先洪.粘土矿物作为古气候指标矿物的讨论j.地质科技情报，1990，94：31-35.10singeraandstffersp.1980.lay-ineraldiagenesisinteastafrianlakesedientj.layiner.,15:291-307.11haleyh.1989.laysedientlgy.berlin:spring-verlag，55-200.12邓宏文,钱凯.沉积地球化学与环境分析.兰州：甘肃科学技术出版社,1993.13bradleyh，eugsterhp.geheistryandpalinlgyfthetrnadepsitsandassiatedauhigeniineralsfthegreenriverfratinfyinga.aeria：u.s.gelgialsurveyprfessinalpaper，1969，803：53-53.
古气候条件对桦甸盆地油页岩形成的控矿作用
