油页岩形成
油页岩
oil shale
干馏后可获得页岩油的高灰分致密薄层状可燃有机岩.又称油母页岩.呈淡褐色到暗褐色,暗淡无光泽.
能按层分裂成薄片.可直接点燃,燃烧时发出沥青臭味.页岩油经炼制可获汽油、煤油、柴油、润滑油和石蜡等.一般认为,油页岩是粉沙、淤泥和低等生物残体腐
解的有机质沉积形成的.有机质在厌氧细菌的活动下,经过沥青化作用并与掺入的粉沙、淤泥等形成含矿物杂质较多的腐泥物质,沉积在地下深处,经成岩作用和挥
发物质散失等物理化学作用,成为油页岩层.含油率和发热量是油页岩工业用途的重要工艺指标.含油率是指油页岩干馏后获得的页岩油含量百分比.工业要求最低
含油率在4％～5％以上.发热量一般在8.4兆焦／千克左右,为煤的25％～50％.因此,油页岩的工业用途主要是炼油和作化工原料.中国油页岩储量丰
富,主要产于辽宁抚顺、广东茂名等地.
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。
(1)形成过程
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。
(2)油页岩形成的时代
世界上现已发现有油页岩矿的国家达42个以上，其生成的地质年代，自寒武纪至古近纪和新近纪的地层中均存在。油页岩的生成，要求有较安静的环境。当构造运动相对稳定时，有利于油页岩的形成。
中国油页岩与世界油页岩的生成时代相似，主要有下列几个时代：
1)古生代石炭纪中国现已发现的油页岩最早的生成时代，广西良丰、百色油页岩产于石炭纪。
2)古生代二叠纪新疆博格达山北麓，湖南邵阳的油页岩则存在于二叠纪的含煤层中。
3)中生代三叠纪鄂尔多斯地台的陕西延安、彬县等地油页岩，主要产于三叠纪。
4)中生代侏罗纪煤田在中国分布甚广，而油页岩往往夹生于此时代的煤系地层中。甘肃永登一带的油页岩层，即生于侏罗纪煤层的下部，而内蒙古杨树沟等地的油页岩均产于侏罗纪。
5)中生代白垩纪松辽盆地南部和河北的丰宁油页岩等。
6)新生代古近纪和新近纪，中国油页岩中矿层最厚、储量最丰富者，均产生于这一时代，如辽宁抚顺和广东茂名矿区。此外，吉林桦甸、河南桐柏等地油页岩也属于古近纪和新近纪。
近期的调查研究表明，中国油页岩生成的时代主要为中生代和新生代(表6.2)。
表6.2 油页岩按工业-成因性质分类
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