与盐碱矿共生的油页岩形成环境及沉积演化以桐柏吴城盆地油页岩矿床为例 (2006年)

桐柏吴城盆地五里堆组油页岩为棕黑色，质细而软，呈薄片状产出，平均含油率为6.2%。其内可见大量星点状、结核状黄铁矿，并作为天然碱矿层的直接底板与天然碱、盐岩、白云岩及粉砂质泥岩构成了多个韵律旋回。研究表明：该油页岩形成于湿热气候下的山间封闭盆地；盆地构造环境稳定、周围陆源碎屑供给贫乏；沉积介质为弱还原-还原、半咸水-咸水的浅湖静水环境。在干-湿交替但以干热为主的山间封闭盆地大背景下，五里堆组合油页岩岩系经历了“湿热作用较强-干热为主—，高度干热-干热为主-湿热为主”的气候变化旋回，形成了油页岩、天然碱、盐 ### 与盐碱矿共生的油页岩形成环境及沉积演化——以桐柏吴城盆地油页岩矿床为例 #### 研究背景及意义 油页岩是一种富含有机质的沉积岩，是重要的非常规能源之一。研究油页岩的形成环境及其沉积演化对于了解古地理条件、揭示沉积盆地的演化过程以及评价油气资源具有重要意义。桐柏吴城盆地内的五里堆组油页岩不仅具有较高的经济价值，而且与天然碱、盐岩等盐碱矿物共生，这为研究这类特殊沉积物提供了宝贵的资料。 #### 桐柏吴城盆地五里堆组油页岩特征 - **物理特征**：五里堆组油页岩呈棕黑色，质地细腻柔软，通常呈薄片状产出。 - **化学成分**：油页岩平均含油率约为6.2%，内部可见大量星点状或结核状黄铁矿。 - **结构组成**：油页岩作为天然碱矿层的直接底板，与天然碱、盐岩、白云岩及粉砂质泥岩共同构成了多个韵律旋回。 #### 形成环境分析 - **地理环境**：桐柏吴城盆地是一个位于山间的封闭盆地，在湿热气候条件下形成。 - **构造环境**：盆地构造环境相对稳定，周围陆源碎屑供给较少。 - **沉积介质**：沉积介质为弱还原至还原环境，水质为半咸水至咸水，形成了一个浅湖静水环境。 - **气候变化**：在干湿交替但以干热为主的气候背景下，五里堆组合油页岩岩系经历了由湿热到干热再到湿热的周期性变化。 #### 沉积演化过程 - **初期阶段**：在湿热作用较强的环境下，有利于有机质的积累和保存。 - **中期阶段**：随着气候逐渐变得干燥且热量增加，湖泊水体逐渐蒸发浓缩，盐分累积，形成了盐岩、天然碱等盐碱矿物。 - **晚期阶段**：当气候再次转向湿热时，湖泊重新充水，沉积环境变为有利于油页岩形成的条件。 #### 不同韵律组合 - **油页岩与天然碱的共生**：表明在特定的沉积环境中，有机质和矿物质的相互作用促进了油页岩的形成。 - **盐岩的出现**：反映了沉积盆地经历了一段强烈的蒸发浓缩期。 - **白云岩的存在**：可能指示了局部地区的高盐度和低氧环境。 - **粉砂质泥岩的分布**：显示了在某些时期，有少量陆源碎屑输入到沉积盆地。 #### 结论 桐柏吴城盆地五里堆组油页岩的形成与其特殊的沉积环境密切相关。通过对其形成环境及沉积演化的综合研究，不仅可以深入了解这一区域的地质历史，而且对于未来寻找类似油页岩资源具有重要的指导意义。此外，油页岩与盐碱矿物共生的现象也为我们提供了关于古气候、古环境变迁的重要线索。