Question

油页岩特征

Answer 1

1.油页岩物理特征

中国油页岩一般颜色呈灰褐色、褐黄色、深灰色、灰黑色，少数呈灰绿色或杂色。油页岩含油率越高，颜色及色调越深。光泽一般为暗淡光泽、油脂光泽或沥青光泽。断口呈参差状或贝壳状等，并呈薄层页片状、纹层状构造，还见有中厚层状和块状构造。一般致密较坚硬，层理、纹理发育时较脆和易碎。在层理面上常见有软体动物等化石分布，油页岩中还常见有树皮结构、木质结构的镜质体。

油页岩常与含炭质粉砂岩、泥质粉砂岩、泥灰岩等以中薄层状互层产出，有时夹有砂岩透镜体或夹层，有时与泥岩或煤层互层。总的分布特征是：富矿油页岩比贫矿油页岩颜色深，光泽相对较强，用指甲刻划时出现明显油脂。南方地区油页岩的颜色比西北、东北和华北地区浅，前者呈深灰-灰褐色，后者多为灰褐色、褐色和黑色。油页岩的颜色与其中有机质的颜色有关，与油页岩中的无机矿物质也有一定的关系。此外，新采出油页岩因水分多颜色较深，但储存时间长后，水分减少并受到氧化作用，颜色可能变浅。

2.油页岩矿物及微量元素特征

油页岩一般是一种由细碎屑矿物物质组成的沉积物，主要成分是方解石、石英、伊利石、蒙脱石、钠长石、钾长石、黄铁矿，同时还富含钛、银、锰、钡、硼、铬、铅、钒、镍、铷、锌和锆等微量矿物。有时存在火山灰、硫化物和磷酸盐。油页岩中矿物质成分的变化取决于油页岩古地理位置和环境条件，其沉积环境可从海相过渡到陆相。

页岩常常是多金属元素的富集层，如中欧曼斯菲尔德的含铜页岩（二叠纪）、澳大利亚的富集铅锌矿的蒙特页岩、美国印第安纳州的富铜钼的新奥尔巴尼页岩以及中国南方黑色页岩钒矿床（张爱云，1987）和南方富 Ni-Mo 的多金属黑色页岩（范德廉，1987）等。通过微量元素分析，油页岩中稀土元素较富集。以中国东北地区为例，油页岩中镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）等稀土元素，铷（Rb）、锶（Sr）、锆（Zr）、铌（Nb）、铯（Cs）等稀有金属元素较为丰富。当某种微量元素达到一定数量时，在开发油页岩时可综合开发利用。

3.油页岩有机碳含量

从所采集的典型油页岩样品有机碳含量分析数据可见，最小的有机碳含量为7.48%；测试样品中全国油页岩有机碳平均含量为21.46%，有机碳含量较高，有机碳含量7%～20%的油页岩主要分布在黑龙江达连河、新疆妖魔山、辽宁抚顺、广东茂名、吉林罗子沟、新疆三工河等地区；最大有机碳含量为38.02%，有机碳含量20%～40%的油页岩主要分布在新疆妖魔山、广东茂名、陕西铜川、黑龙江达连河、辽宁抚顺、吉林桦甸、内蒙古东胜等地区。通过油页岩含油率与有机质含量的统计分析可见，油页岩的含油率与其有机碳含量存在一定的正相关性，含油率越高其有机碳的含量越高。

4.油页岩成熟度

油页岩成熟度的确定主要借助黏土矿物的标志及油页岩中油页岩的热解参数和镜质组反射率特征值。

中国14个地区油页岩全岩X衍射分析表明，黏土矿物中高岭石的含量相对较大，其次为伊利石和伊蒙混层矿物。高岭石含量最高者为黑龙江达连河地区油页岩，可达57%，其次为广东茂名、甘肃窑街、内蒙古东胜地区页岩。蒙脱石含量分布不均匀，所测样品中只有吉林桦甸油页岩中有分布，且蒙脱石的含量高达57%。油页岩中还分布有菱铁矿、黄铁矿，偶见少量的方沸石。

中国8个地区油页岩的镜质体反射率（R_o）的变化范围为0.41%～0.60%。

5.油页岩工艺性质

油页岩工艺性质包括含油率、灰分产量、发热量等工业指标，是评价油页岩的重要指标。

A.含油率

通常把含油率大于6%以上的油页岩称为富矿，低于6%的油页岩称为贫矿。中国东部的兖州、老黑山、黄县的油页岩含油率较高，其含矿区油页岩平均含油率分别为16.1%、15.1%和13.8%。含油率大于10%的含矿区还有西部的小峡、博格达山北麓和东部的林口盆地。

B.灰分

如果油页岩灰分产率较高，必须对灰分加以利用。灰分成分的不同会影响其熔点的高低，是选择干馏和燃烧炉型的重要依据。按照煤灰分成分分类，中国大多数油页岩的灰分属硅质灰分或硅铝质灰分，个别地区如依兰和桦甸含矿区为铁质灰分。与国外油页岩灰分相比，中国油页岩缺少钙质灰分。

C.发热量

油页岩发热量，是指每单位质量的油页岩完全燃烧时产生的热量。中国油页岩的发热量在各地区差别很大，同一地区不同层位的油页岩发热量也不相同。油页岩发热量与灰分相关性十分密切，与含油率的相关性没有与灰分密切，例如抚顺的富矿和贫矿的发热量分别为4.3MJ/kg和4.1MJ/kg，变化很小，而依兰富矿的发热量为13.2MJ/kg，两者都为富矿但发热量差别很大。西部区小峡含矿区、东部区桦甸含矿区油页岩的发热量较高，中部区茂名含矿区发热量中等，东部区抚顺含矿区和农安含矿区的发热量较低。