Question

油页岩无机矿物组成

Answer 1

油页岩中无机矿物组分主要来源于同沉积的陆源碎屑物及同生生物化学沉积物。测试使用D/max-2500仪器，执行沉积岩中粘土矿物总量和常见非粘土矿物X射线衍射分析方法(SY/T6210—1996)，样品分别采自达连河组油页岩段3件;含煤段3件，其中露天采区浅井中下油页岩层2件。分析结果表明(表4-20、图4-20、21)，矿区油页岩无机矿物种类为粘土矿物、陆源碎屑颗粒、菱铁矿和黄铁矿。

表4-20 达连河矿区油页岩无机矿物组成及含量表

图4-19可以看出，无机矿物组成以粘土矿物为主，粘土矿物总量53.1%～73.5%，平均62.5%;其次为石英15.7%～43.3%，平均30.0%;菱铁矿1.3%～15.8%，平均5.2;黄铁矿1.4%～1.8%，平均1.6%;钾长石0.4%～3.8%，平均1.2%;斜长石0.5%～2.3%，平均1.1%。

图4-19 达连河矿区油页岩矿物组成分布图

图4-20 油页岩段X衍射图谱

1.粘土矿物定性与定量分析

油页岩中粘土矿物常与沥青矿物基质互层混合，常规显微镜下很难区分。在油页岩粘土矿物X射线衍射分析过程中，通过蒙脱石在乙二醇饱和条件下晶层膨胀，衍射峰强度增加，可以将蒙脱石混层矿物区分开(图4-22)。粘土矿物550℃条件下加热2h后高岭石失去结晶水、晶格破坏，蒙脱石在此温度下失去结构水，膨胀层消失，使高岭石和蒙脱石的衍射峰消失(图4-23)。伊利石的衍射峰位置和强度在各种条件下变化不大，很容易鉴别。矿区粘土矿物定性分析主要根据衍射峰的位置、强度、形状和宽度等判断，共识别出三种粘土矿物即高岭石、伊利石和混层粘土矿物(伊利石-蒙脱石)，粘土矿物含量在X射线衍射图谱上与粘土矿物的衍射强度有关，但是矿物的衍射强度受其物理性质如结晶度、同晶替换等因素的影响，仅能用半定量方法反映粘土矿物相对含量变化。

图4-21 中-下煤层间油页岩X衍射图谱

图4-22 油页岩段粘土矿物X衍射图谱

图4-23 中-下煤层间油页岩粘土矿物X衍射图谱

油页岩粘土矿物组成及相对含量见表4-21，其中高岭石含量63%～90%，平均73.5%;伊利石含量1%～3%，平均1.67%;混层粘土矿物含量9%～34%，平均73.5%，中部巨厚油页岩段与中-下煤层间油页岩层粘土种类相同，含量变化不大。

表4-21 达连河矿区油页岩粘土矿物组成及含量表单位:%

在扫描电镜下可以观察到粘土矿物特征及组成，样品采自达连河组油页岩段1件;含煤段中-下煤层间油页岩层1件，由中石油勘探开发研究院石油地质实验中心采用岩石样品扫描电子显微镜分析方法(SY/T5162—1997)，使用LEO-435VP扫描电子显微镜测试。

从图版Ⅴ中可以看出油页岩粘土矿物常见粒表片状高岭石(图版Ⅴ-1、2)，高岭石晶间见长石晶体、厚片状云母(图版Ⅴ-4、2)，其次为粒表片状蒙脱石(图版Ⅴ-5)，粒表片状I/S混层(图版Ⅴ-8)，其形态多种，总的来说，粘土矿物具有一定结晶程度。

2.陆源碎屑

陆源碎屑以粉砂及细砂粒级的石英为主，分布于沥青矿物基质中，其形态多样，煤层间油页岩石英含量较高;长石见有钾长石及斜长石(图版Ⅴ-4、7)，斜长石仅分布在中部巨厚油页岩段中。

3.黄铁矿

黄铁矿透光下呈黑色不透明，反光下黄白色，反射率很高，无荧光特征。多为集合体形式出现(图版Ⅱ-1)，煤层间油页岩黄铁矿含量较高，煤层顶板上巨厚油页岩段中尚未见。

4.菱铁矿

菱铁矿多呈球状或粒状形式出现，普通反射光下呈深灰色，透射光正交光下，突起高，高级干涉色，无荧光特征，在上₁煤层顶部30～40m油页岩中，常可见到条带状、团块状菱铁矿(图版Ⅰ-4)。