达连河油页岩含矿区位于依兰伊通盆地内，地处黑龙江省中部松花江岸，依兰县西南与方正、通河三县交界处，呈一北东―南西向三角地带。其地理坐标为:东经129°00'～129°30'，北纬46°00'～46°20'。勘查区位于松花江东岸达连河镇南部，坐标为东经129°20'～129°28'，北纬46°6'39″～46°20'。勘探区范围:①露天扩大区:东自F2、西到F12号断层;北起煤系基底γ4花岗岩，南到上1煤层顶板－150m标高点沿30°安息角的边坡线为界。走向长约5km，倾斜宽约0.8km，面积约4km2。②深部区:东自F3、西到F13号断层;北起煤系基盘，南到－600m垂直投影为界。走向长约9km，倾斜宽约1.5km，面积约13.5km2。总勘查面积约为17.5km2。矿区所在地达连河镇交通较为便利。
一、地质背景
(一)构造特征
本区大地构造位于新华夏系第二隆起带张广才岭隆起的北缘。初步划分为东西向构造带、经向构造体系、华夏系、新华夏系及华夏式构造体系。依兰煤田位于东西构造带与华夏式构造体系的复合部位。
依兰煤田是在依兰―牡丹江经向构造带西。沙河子―永丰古老东西构造带及华夏系γ4花岗岩，经新华夏系改造形成一北东高、南西低缓斜波状的构造型式。尔后在华夏式佳―依地堑的复合控制下，形成新生代古近纪始―渐新世陆相褐煤建造类的构造断陷盆地型煤田。达连河油页岩含矿区位于煤盆地东部，即依兰―牡丹江经向构造带以西、沙河子―永丰东西构造带与华夏式佳―依地堑北端的复合构造的东北部位，呈近东西向或北东―南西向的S形构造体系。其西北边被地堑东界的达―苏断裂切割，东南界被北西倾的F1正断裂切割，16线以东近地层EW向、倾向南，倾角一般17°左右;16～24线为NE70°，倾向南偏东，倾角11°～17°;24～27线为NE40°，倾向东南，倾角30°～37°，由东向西呈S形。
(二)地层特征
该区地层出露较全，分布较广。最古老者属下元古界变质片岩系与片麻花岗岩，出露于依兰城东北及东南部山区，中西部为海西期花岗岩和中生界白垩系碎屑沉积岩建造，构成煤盆基底。其上沿松花江两岸通河、方正、依兰至桦南一带发育古近系碎屑岩、玄武岩，第四系洪积、冲积层。
由于达连河露天煤矿的大量采掘和勘探工程的控制，在北部及东部山区，除出露基底(γ4)花岗岩及其上的古近系始―渐新统陆相煤系地层外，其余皆为第四系覆盖。地层由老到新叙述如下:
1. 基底海西期花岗岩(γ4)
花岗岩出露于北部与东部及露天矿井、钻孔，肉红色、黑灰色，镜下鉴定为中粗粒花岗岩。顶面有风化壳几米至一二十米，风化后呈浅黄、黄白色。
2. 达连河组(E2－3d)
以河流相、沼泽相、湖泊相为主的陆相含煤、油页岩、碎屑岩沉积建造。最小厚度几十米，最大厚度上千米，一般厚200～800m。含煤层位有两个，而具有工业价值的煤层层位主要有一个，且集中分布于煤系底部。根据厚层油页岩标志可划分为三个段:
(1)下部含煤段(E2－3d1)。
上部为泥炭沼泽相，主要由煤层群和碳质泥岩、湖相油页岩、局部含油砂岩等组成，平均厚度为27.24m。底部由洪积、冲积相的花岗质长石砂岩与河、湖相泥岩、油页岩及黏土岩组成。
(2)中部油页岩段(E2－3d2)。
主要由巨厚的静水湖泊相油页岩和薄层粉、细砂岩组成。一般厚约70～140m。
(3)上部砂页岩段(E2－3d3)。
可分为两个旋回，第一旋回的下部为河床微相粗砂岩、含砾砂岩与河漫滩相粉、细砂岩互层;上部沼泽相碳质泥岩与河漫滩相粉、细砂岩组成，此为第二含煤组。第二旋回是以河床―河漫滩相砂砾岩、粉、细砂岩为主的不完整旋回。
3. 古近系道台桥组
发育杏黄色黏土、砂质黏土。
4.上覆第四系
发育洪积、冲积黏土、流砂、砾石，广布全区，厚度不大，约5～30m。
(三)岩浆岩
根据侵入关系、岩石结构、构造、岩石化学成分、绝对年龄及邻区对比，该区岩浆岩初步划分为三个主要亚旋回:元古代花岗混合岩(Mγ2)及超基性岩组(ε12);海西晚期(晚二叠世)花岗岩组(γ4)及辉长岩(ν4);燕山早期(晚侏罗世)花岗岩组(γ5)及新近纪末期玄武岩组(βN2)。而以海西期花岗岩为主穿插γ5构成煤盆基底。
二、油页岩特征
(一)油页岩物理性质
油页岩为灰―灰褐色，块状构造，致密，新鲜面用指甲刻划出现油脂条痕，明火可点燃，冒白烟带沥青味。
(二)油页岩工艺性质
达连河油页岩的含油率中等，本次评价取样化验含油率4.22%～9.12%(表5－14)，中部油页岩层的油页岩含油率最高。达连河油页岩发热量一般4.30～9.94MJ/kg，热值较低。灰分产率68.28%～73.23%，根据油页岩工业划分标准，达连河油页岩属于中灰分、低含油率型油页岩。
(三)油页岩类型及地球化学性质
1. 油页岩成因类型
通过达连河油页岩有机质元素测试分析(表5－15)，制作了H/C原子比与O/C原子比的相关图版(图5－19)，从中可以看出，达连河油页岩有机质成因类型主要为混合型的腐殖腐泥型(Ⅱ1)和腐泥腐殖型(Ⅱ2)以及腐殖型(Ⅲ)。从沉积环境进一步确定达连河油页岩主要形成于湖泊、沼泽相，因此油页岩成因类型为混合型和腐殖型。
图5－19 达连河油页岩有机质类型分布图
表5－14 达连河油页岩含矿区分层油页岩特征表
表5－15 达连河油页岩有机元素分析
通过热解定量分析，达连河最大热解峰顶温度(Tmax)423℃～444℃，氢指数(IH)2.38～5.89，氧指数(IO)0.04～0.12，可以判定油页岩成因类型为混合型和腐殖型(表5－16)。
表5－16 达连河油页岩热解定量分析评价
2.油页岩成熟度
油页岩成熟度的确定主要借助了黏土矿物的标志及其油页岩中油页岩热解参数和镜质组反射率。通过X衍射分析鉴定，达连河油页岩黏土矿物中主要分布为高岭石，其次为伊蒙混层矿物(表5－17)。油页岩的镜质体反射率测试一般为0.46，处于成岩作用的未成熟阶段。
表5－17 达连河油页岩X－衍射分析
三、油页岩成矿及分布规律
(一)油页岩赋存特征
1. 油页岩赋存层位
达连河油页岩主要发育于始―渐新统达连河组的煤、油页岩段，通常与煤互层产出，油页岩层较薄(图5－20)。
2. 油页岩赋存特征
达连河油页岩层有两种赋存形态，一种赋存于煤层之间的薄层油页岩，另一种赋存于煤层顶部的巨厚层油页岩。薄层油页岩分布在达连河组的下部，厚度0.2～2.5m。横向上厚度变化大，不稳定，常过渡为碳质页岩，其储量虽小，但质量好。巨厚层油页岩位于煤层顶部，最大厚度195.96m，平均148.85m，与下伏煤层直接过渡，分布广，层位稳定，储量大，但质量较差。
(二)油页岩形成环境
1. 构造背景
达连河盆地为一典型的陆相含煤断陷盆地，达连河含矿区位于盆地东部，即依兰―牡丹江经向构造带以西、沙河子―永丰东西构造带与华夏式佳―依地堑北端复合构造的东北部位，呈近东西向或北东―南西向的S形构造体系。达连河油页岩含矿区油页岩层发育于达连河盆地的达连河组，该时期盆地的构造活动相对较弱。
图5－20 达连河油页岩含矿区油页岩层对比图
2. 沉积环境
达连河组以河流、沼泽、湖泊沉积为主，下部含煤段的底部为冲积扇、河流、湖泊相沉积，顶部为泥炭沼泽相沉积;中部油页岩段湖泊相发育，构造活动稳定，因此沉积了巨厚的油页岩;上部砂页岩段主要以河流沉积为主，发育河床―河漫滩相。
达连河地层所含的孢粉化石组合均表现为Quercoidites高含量特征，反映了始新世孢粉植被面貌。显著特点是煤系地层发育，反映了一种温暖湿润气候条件下事件作用的产物。
(三)油页岩分布特征
本区油页岩赋存于E2－3d1内，计有5个可采矿层，与煤呈互层，编号自上而下为上1油页岩、上1―上2油页岩、上2油页岩、中油页岩、中―下油页岩。上1油页岩厚0.70～0.90m;上1―上2层油页岩厚0.70～1.90m，与上1油页岩间距为3.80m;上2油页岩层厚0.70～1.71m，与上1―上2油页岩层间距为2.40m;中油页岩层厚0.70～1.65m，与上2油页岩层间距为2.40m;中―下油页岩层厚0.70～3.14m，与中油页岩层间距为2.00m。
三、油页岩资源评价
(一)勘查工作程度分析
1. 地质勘查工作
本区油页岩勘查是由黑龙江省煤田地质公司二○四勘探队1981年6月提交的《黑龙江省依兰煤田达连河露天扩大区精查勘探地质报告》作为煤的伴生矿产估算的资源储量。其精度达到了精查(勘探)的要求，基本查清了油页岩的层位、层数、厚度、储量、赋存形态及稳定程度等，估算资源储量较为可靠，其求得油页岩资源储量4785万t。对本区工程地质条件、水文地质条件、环境地质及开采技术条件等做了详尽地分析叙述，为油页岩层的开发利用提供了科学的依据。
2. 勘查程度与精度
由于本区油页岩与煤层互层，勘探煤层时将油页岩作为有益矿产一并勘探，勘查网度满足规范要求，取样化验各项指标也达到规范要求，对油页岩层的勘查程度达到了精查(勘探)程度，满足作为建井设计依据的要求。
(二)资源评价
1. 资源评价
本次评价结果达连河油页岩含矿区油页岩查明资源储量为4785万t，油页岩查明技术可采资源储量为3040万t;页岩油查明资源储量为328万t，页岩油查明技术可采资源储量为208万t，页岩油查明可回收资源储量为156万t。
2. 资源预测
本次预测针对达连河油页岩含矿区进行，预测区体重类比勘查区各层油页岩加权平均值2.00t/m3，含油率类比勘查区加权平均值6.85%(参考本次评价取样化验结果4.22%～9.12%)，油页岩厚度类比勘查区油页岩厚度平均值6.10m。预测区边界相当于达连河扩大区(深部至1000m埋深)，面积由图上求取(用倾角校正)，乘以矿体有效面积系数(勘查区油页岩赋存面积/勘查区面积)，得出油页岩面积为11.99km2。求得油页岩潜在资源量为14631万t，油页岩潜在技术可采资源量为4389万t;页岩油潜在资源量为1002万t，页岩油潜在技术可采资源量为301万t，页岩油潜在可回收资源量为226万t(表5－18)。
表5－18 达连河油页岩含矿区油页岩、页岩油资源储量表
本次评价达连河油页岩含矿区油页岩资源储量为19416万t，油页岩技术可采资源储量为7429万t;页岩油资源储量为1330万t，页岩油技术可采资源储量为509万t，页岩油可回收资源储量为382万t。