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油页岩矿及围岩的岩石组合

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-01-23 22:29   点击:284  编辑:admin   手机版

一、油页岩矿及围岩的岩石组合

油页岩矿层与围岩的岩石组合,依形成的沉积相不同而不同。

(1)陆相油页岩矿区的岩石组合

多为一套细碎屑岩组合,岩性主要为页岩、泥岩、粉砂岩。深湖相的油页岩还可能夹有陆相石灰岩岩层。

(2)海相油页岩矿区的岩石组合

多为一套页岩、泥岩、粉砂质灰岩、灰岩的组合。

(3)海陆交互相油页岩矿区的岩石组合

以页岩、泥岩、粉砂岩、含粉砂质灰岩的组合为主。

二、什么是油页岩?

油页岩它同石油一样,是由生物的残体混同泥沙变成的,所以可以用来炼油。又称油母页岩,一种高矿物质的腐泥煤,为低热值固态化石燃料。色浅灰至深褐,含有机质和矿物质;有机质的绝大部分不溶于溶剂,称油母。油页岩是人造石油的重要原料。经低温干馏可得页岩油、干馏气和页岩半焦。

三、油页岩是什么东西

油页岩,又称油母页岩,一种高矿物质的腐泥煤,为低热值固态化石燃料油页岩经低温干馏可以得到页岩油,页岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外,油页岩还经常与煤形成伴生矿藏,一起被开采出来。

主要特点

油页岩外观多呈褐色泥岩状,其相对密度为1.4~2.7。油页岩中的矿物质常与有机质均匀细密地混合,难以用一般选煤的方法进行选矿。含有大量粘土矿物的油页岩,往往形成明显的片理。

到19世纪时,油页岩的年产规模达百万吨,已经可以从油页岩中生产了一些诸如煤油、灯油、石蜡、燃料油、润滑油、油脂、石脑油、照明气和化学肥料、硫酸氨等产品。到20世纪早期,由于汽车、卡车的出现,油页岩作为运输燃料被大量的开采。

分布地区

油页岩资源丰富,意义重大。世界油页岩资源主要分布于美国、俄罗斯、中国、爱沙尼亚等国。据EIA统计,全球33个国家页岩油可达4100亿吨。

四、油页岩形成的过程

油页岩的生成过程分三个阶段:原始物质先转变为腐泥胶,再转化为腐泥,然后成为腐泥煤。具体如下:

藻类等低等植物和一些低等动物,繁生于淡水湖、咸水湖或浅海的海湾中,它们死亡以后,沉积到水底;也可能有一些生长在水边沼泽地带的高等植物的孢子和花粉等被风或水带入水中而沉积下来。这些动植物的残骸在静水水底氧气不足的情况下,长期受到微生物(细菌)的作用,而变成所谓腐泥胶。腐泥胶含水高于90%,是一簇簇棉絮似的、暗褐色而具有胶体结构的物质。在腐泥胶中,已基本上看不出原始物质的形态,腐泥胶的形成和堆积是连续的,并随着堆积厚度的增加,腐泥胶在厌氧细菌的作用下逐渐变成腐泥。

腐泥是含有大量有机质的淤泥,是一种胶状有柔软感的油腻物质。腐泥层越深,稠度越大,直至膏状。腐泥中除了有机物质外,还有大量的泥土等无机物质,这些泥土是由流水带进来的,也可能有些原是溶解在水流中的无机盐类由于水质条件的变化,又在静水中沉淀出来,并与死亡了的有机体混合而沉积于水底。腐泥在形成过程中,有机物的不断腐烂,与细菌的作用有关,结果腐泥中的有机物含量不断下降,而无机物含量则增加。

死亡有机体转化成腐泥胶和再转化成腐泥的过程中,在氧气缺乏的情况下,有机物中的一些化学组分发生了化学变化。纤维素和糖类等大部分被细菌分解而放出二氧化碳和水;蛋白质的大部分被分解而放出氨和胺等物质;脂肪则被水解生成脂肪酸和醇类,脂肪酸又发生去羧基作用;一部分烃类也可能由于细菌作用而氧化;一部分木质素和糖类则参加了腐殖酸的形成。由于腐泥生成过程中放出二氧化碳和水,这就使得腐泥中的氧含量减少,而有机碳和氢元素相对增加。

随着腐泥堆积程度的加深,沉积物的孔隙度变小,且由于沉积条件的变化,腐泥被泥土、矿物质所掩埋,腐泥中的水分也逐渐减少,其中的细菌便无法生存。腐泥被埋藏于矿物层下,受到压缩,并渐渐发生化学变化,这是腐泥转化为腐泥煤的阶段,称为成岩阶段。成岩阶段是不饱和脂肪酸和其他不饱和化合物叠合,而生成不溶性的高分子聚合物,蛋白质分解的胺类也可能参与生成高分子化合物的反应,腐殖酸去羧基并聚合生成腐殖质。这些高分子化合物综合在一起,连同无机质形成了腐泥煤。腐泥煤有机质大部分是均匀的,但有些腐泥煤仍存在着原始形态的物质,如藻类、孢子,甚至鱼类化石。

腐泥煤中除有机质外,不同程度地含有无机矿物质。前已述及,矿物质可能以固态或悬浮状态被风或流水带进来,如粘土;或为开始时溶于水中,然后在那里沉淀出来的,如硬水中的某些盐类;但有一部分无机质则是死亡动植物在其机体分解和转化后剩下的无机残留物,例如硅藻类的硅酸骨骼,又如贝壳的碳酸钙等。

假如腐泥岩的有机质是均匀的,基本上已不含原始形态的组分,且所含的无机质又不多,这样形成的含无机物质很少的腐泥岩,称为藻煤。如果腐泥岩中的有机质较均匀,但含有大量的无机物质,且占腐泥岩质量的1/3以上,则此种腐泥岩即称为油页岩。

有些油页岩含有不同数量的腐殖物质,并含有烟煤的微颗粒;这是由于其与水边堆积生成的腐殖煤有共生的关系。在某些情况下,有些腐殖煤所含的无机物质也会超过本身质量的1/3,这种腐殖岩则称为腐殖质页岩,亦称碳质页岩。油页岩与碳质页岩的差别同腐泥岩与腐殖煤的差别一样,前者的芳构化程度较低,其干酪根的含氢量较碳质页岩的多,加热干馏时,以干酪根为基准的油收率较高。

油页岩的片理性是由于交替的油页岩生物质与矿物质薄层(通常其厚度小于1mm)组成的纹层,这种纹层表明在安静的沉积条件下,由于季节性的变化,生物质与矿物质交替沉积的结果。

此外,油页岩埋藏在水底生成,在不同时期,由于地质、水流、气候等条件变化的结果,还常与各种碎屑岩层相互交错,因此油页岩矿藏通常有很多层,各层的厚度也会不一致。

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