博格达山北麓东起吉木萨尔水西沟，西至乌鲁木齐妖魔山，东西长约125km，南北宽约9～15km，为准噶尔盆地的南缘。地理坐标为东经87°30'～89°05'，北纬43°50'～44°5'。行政区划属于乌鲁木齐市、阜康市和吉木萨尔市管辖。博格达山北麓分布有妖魔山油页岩含矿区、水磨沟油页岩含矿区、芦草沟油页岩含矿区。此外，还有三工河、东山、大东沟、上黄山街—潘家口子和下黄山街等5个油页岩预测区。
博格达山地理特征与复杂的区域构造形态与新构造运动较为密切，形成复杂的地理环境，高山区、中山区、低山丘陵带和戈壁高地均有分布。
一、地质背景
(一)构造特征
博格达山北麓为一半弧形狭长的山麓，由于不同时期构造运动的叠合作用，构造较为复杂，地层褶皱极为强烈，构成等斜或不等斜褶皱。在褶皱的北翼，由于强烈挤压作用，常形成高角度逆冲断层，断层由南向北逆冲，断层走向多与地层平行，断层规模较大。发育的褶皱构造主要有:妖魔山—水磨沟背斜、乌鲁木齐向斜、三工河向斜、黄山街以南背斜、黄山街—大龙口向斜、大龙口以南背斜。
博格达山北麓断裂构造发育，以高角度逆冲断层为主，断裂规模较大。此外，尚发育少量正断层，断裂规模较小。发育的主要断裂有:妖魔山逆冲断层、阜康逆冲断层、东山逆冲断层、黄山街正断层、大龙口以南正断层。
(二)地层特征
博格达山北麓出露的地层主要有二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系，其中以二叠系和三叠系分布最广，出露齐全，根据地层沉积序列由老至新将其特征叙述如下:
1.下二叠统下芨芨槽子群
分为石人沟组和塔什库拉组，岩性为灰绿色凝灰质砾岩、砂岩、粉砂岩、砂质泥岩互层，夹泥灰岩、凝灰岩透镜体。含瓣鳃类和植物化石，厚度1548～3363m。
2.中二叠统上芨芨槽子群
(1)乌拉泊组:岩性为灰绿色夹紫红色砾岩、含砾砂岩、砂岩、凝灰质杂砂岩、粉砂岩、凝灰岩。厚度1065～2543m。与下伏地层不整合接触。
(2)井井子沟组:岩性为蓝灰色、灰色块状凝灰岩、中厚层状凝灰质砂岩。厚度319～1654m。与下伏乌拉泊组整合接触。
(3)芦草沟组:下段岩性为黑色、褐黄色厚层—块状白云质中细粒砂岩、白云岩和砂质白云岩、粉砂质泥岩与薄中层油页岩。含丰富的鱼类、双壳类、介形虫和植物化石，厚度416～616m;上段为灰黑色油页岩、粉砂质页岩夹薄中层砂质白云岩、白云质灰岩、粉砂岩。与下伏井井子沟组整合接触。
(4)红雁池组:岩性为绿灰色、灰黑色泥岩、粉砂质碳质页岩夹灰绿色砂岩、砂砾岩、砾岩、泥灰岩。厚度0～733m。与下伏芦草沟组整合接触。
3.上二叠统下仓房沟群
分为泉子街组、梧桐沟组及锅底坑组，下部岩性为棕红色砾岩;中部为灰色、灰绿色砾岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩夹煤线;上部为暗红色、紫红色与灰绿色相间的条带状泥岩、砂质泥岩。含丰富化石。厚度224～658m。
4.下三叠统上仓房沟群
分为韭菜园子组和烧房沟组，下部为灰绿色砂岩、砂砾岩与灰绿色、暗红色泥岩、砂质泥岩互层;上部为棕红色、紫灰色砂岩、砂砾岩、泥岩，砂质泥岩。地层化石丰富。厚度为279～752m。
5.中上三叠统小泉沟组
岩性为灰黄色、黄绿色、紫色中厚层泥岩、砂质泥岩与砂岩互层，夹灰黑色泥岩、炭质页岩及煤线。中下部常夹砾岩，含介形虫化石，厚度为529～735m，与下伏烧房沟组整合接触。
6.下侏罗统八道湾组
分布于桌子山、水磨沟—祁家沟一带，岩性主要为灰黄色、灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩、砾岩、炭质页岩夹煤线及菱铁矿透镜体，地层厚度528m。
7.中侏罗统
分为三工河组和西山窑组，岩性为灰色、灰绿色砂岩、粉砂岩、砂砾岩、泥岩，夹煤层，含丰富植物化石，厚度1192m。与下伏地层整合接触。
8.上侏罗统
分为头屯河组、齐古组和喀拉扎组。下部为灰绿色、黄灰色砂岩、细砾岩与绿色泥岩互层;中部为暗红色砂岩、粉砂岩或砂岩与泥岩互层;上部为灰黄色中—粗粒砂岩、砾岩。厚度645～1221m。
9.白垩系—古近系
下部为绛红色、褐红色、灰绿色薄层泥岩与粉砂质泥灰岩或中厚层砂岩互层;上部为泥岩与砂岩或砂砾岩互层。与下伏地层呈平行不整合接触。
二、油页岩特征分析
(一)油页岩特征
根据野外对东山、三工河、四工河油页岩露头观察，油页岩颜色为灰黑、黑色或黑褐色，风化颜色为浅褐色和棕黄色。油页岩分为纸状油页岩、层状油页岩和砂岩夹薄层油页岩三种类型。纸状油页岩页理极发育，富有弹性，体重较小，含油率较高，是主要的可采油页岩，赋存于芦草沟组四段。层状油页岩赋存于芦草沟组三段中，含油率较低。砂岩夹薄层油页岩赋存于芦草沟组二段中，油页岩品质较差，不具开采价值。
博格达山北麓油页岩厚度普遍较大，根据野外测量，东山油页岩厚度60.3m，油页岩矿层夹有多层白云质灰岩。经采样分析，油页岩平均含油率为6.4%，体重为2.30t/m3，油页岩埋深在0～500m，矿层分布于为乌鲁木齐向斜南翼，为一单斜岩层，倾角70°～80°。
大东沟油页岩经野外测量厚度为150m，油页岩含油率为5.84%，体重为2.22t/m3，油页岩埋深为0～500m，油页岩矿层倾角50°～60°。
野外测量三工河向斜南翼油页岩厚度205m，北翼厚度163m。新疆石油普查大队槽探采样分析，油页岩含油率在3.69%～10.54%。本次野外采样分析，最高含油率14.92%，平均含油率10.23%。油页岩体重为2.1t/m3，油页岩矿层构造简单，倾角为25°～40°，埋深0～500m，适合露天开采。
上黄山街—潘家口子油页岩厚度为60m，经采样分析，油页岩平均含油率为13.25%，体重为2.1t/m3，油页岩埋深较浅，一般在0～200m，矿层倾角在30°～60°。
下黄山街油页岩厚度相对较小，经野外测量厚度为40m，经采样分析，平均含油率为4.5%，体重为2.3t/m3。油页岩埋深在0～200m，油页岩矿层倾角50°。
(二)沉积环境
中二叠世初期，由于构造沉降，博格达山北麓形成坳陷带，坳陷带初始形成时期，湖盆范围较小，基本是山麓冲积扇—扇三角洲沉积体系。井井子沟组沉积时期，坳陷范围不断扩大，水体加深形成泛滥平原与浅湖相沉积。
芦草沟组沉积时期，随着构造沉降进一步发展，在博格达山形成深坳陷。当时气候温暖潮湿，植物繁盛，水生生物极为发育，有机质丰富，在滞流闭塞的半深湖—深湖沉积环境，沉积了巨厚的油页岩层(图8－20)。
红雁池组沉积时期，坳陷范围继续扩大，但水体由深变浅，沉积中心向西迁移至妖魔山—水磨沟地区，形成了浅湖相—半深湖相碎屑岩沉积。
图8－20 博格达山北麓沉积断面图
三、油页岩资源评价
博格达山北麓油页岩资源十分丰富，据妖魔山、芦草沟和水磨沟三个勘查区钻井和野外测量，油页岩厚度较大，油页岩品质较好。综合分析前人野外调查资料，结合本次野外调查结果，对博格达山北麓油页岩潜在区东山、大东沟、三工河、上黄山街—潘家口子和下黄山街油页岩预测区进行了油页岩潜在资源量估算。
(一)东山油页岩预测区资源预测
东山油页岩预测区位于乌鲁木齐市东南10km处，东起石人子沟，西至红雁池，北至东山逆掩断层，东西长约11km，地理坐标:东经87°28'30″～87°43'50″，北纬43°40'～43°50'。自然地理环境为山地，为乌鲁木齐复向斜的南翼，为一单斜岩层，地层倾角为70°～80°，倾向北西。
东山油页岩经野外实测，油页岩达40余层，可供开采的油页岩5～10层，矿层总厚度为60.30m，油页岩埋藏深度0～500m。据槽探采样分析，平均含油率为6.4%。预测区范围北界以东山逆断层为界，南部以油页岩露头为界，预测区面积12.08km2，体重采用2.30t/m3，预测油页岩潜在资源量为167468.18万t，页岩油潜在资源量10717.96万t。油页岩技术可采系数为35.5%，油页岩潜在技术可采资源量为59451.2万t，页岩油潜在技术可采资源量为3804.88万t，页岩油潜在可回收资源量为2854万t。
(二)大东沟油页岩预测区资源预测
大东沟预测区位于芦草沟与三工河之间，西部以大东沟为界，东部以三工河西岸为界，东西长15.7km，地理座标东经87°47'～87°59'，北纬43°53'30″～43°59'。地理环境为山地，为三工河向斜南翼部分，为单斜层，地层倾角50°～60°。
大东沟油页岩以纸状油页岩为主，据采样测试，油页岩平均含油率为5.48%，油页岩厚度超过150m，可供开采油页岩厚度为67m，油页岩埋深为0～500m。预测区面积为6.30km2，体重为2.22t/m3。预测油页岩潜在资源量为93706.20万t，页岩油潜在资源量为5135.1万t，油页岩潜在技术可采资源量为33265.7万t，页岩油潜在技术可采资源量为1822.96万t，页岩油潜在可回收资源量为1367.22万t。
(三)三工河油页岩预测区资源预测
三工河预测区位于阜康市南部，乌鲁木齐市东北约80km，东部以四工河为界，西部以三工河东岸为界。东西长约29.7km，地理座标为东经87°59'～88°20'，北纬43°57'～44°5'。自然地理环境为山地，油页岩矿层发育于三工河向斜内，南北两翼均发育有油页岩。
三工河油页岩预测区构造简单，地层倾角小，一般在30°～40°之间，油页岩厚度巨大，层状油页岩和纸状油页岩均很发育，可采油页岩主要为纸状油页岩。经野外测量，向斜北翼油页岩厚330.16m，可采油页岩厚163.4m，经采样测试，平均含油率为3.69%。经野外测量向斜南翼油页岩厚度超过300m，可采油页岩厚度205m，油页岩埋藏深度0～500m。经新疆地质局第五地质大队采样测试，层状油页岩平均含油率为5.16%，纸状油页岩含油率较低。本次资源评价中，对纸状油页岩重新进行了采样分析，含油率平均为14.92%，灰分平均含量为73%，水分平均含量为5.4%，挥发分平均含量为5.84%。经油页岩元素分析，C含量为70.85%，H含量为6.85%，O含量为16.34%，N含量为1.32%，H/C为0.097，O/C为0.23。干酪根类型指数94.4，油页岩成因类型为腐泥型油页岩，油页岩工业类型为高灰分中含油率油页岩。
采用厚度加权方法，确定出向斜南翼油页岩平均含油率为10.54%，油页岩体重为2.10t/m3。向斜北翼预测面积为6.44km2，南翼预测面积为107.98km2。
经储量计算，三工河向斜北翼油页岩潜在资源量为220982万t，向斜南翼油页岩潜在资源量为4648539万t，总潜在资源量为4869521万t，总页岩油潜在资源量为498110万t。油页岩潜在技术可采资源量为1801723万t，页岩油潜在技术可采资源储量184301万t，页岩油潜在可回收资源量为138226万t。
(四)下黄山街油页岩预测区资源预测
下黄山街预测区位于三工河预测区东北，黄山街镇北部，乌奇公路南入黄山街峡谷口处，地理座标为东经88°30'～88°43'，北纬44°6'18″～44°8'。自然地理环境为山地，北部与阜康逆掩层接触。为黄山街向斜北翼，为一单斜岩层。
下黄山街油页岩由纸状油页岩和层状油页岩组成，其中以纸状油页岩为主。油页岩夹有较多白云质灰岩夹层，油页岩可采厚度为40m，埋深为0～200m。油页岩含油率为4.51%，体重为2.30t/m3，预测区面积为8.33km2。经储量计算，下黄山街油页岩潜在资源量为76636万t，页岩油潜在资源量为3456.28万t，油页岩潜在技术可采资源量为34486万t，页岩油潜在技术可采资源量为1555万t，页岩油潜在可回收资源量为1166万t。
(五)上黄山街—潘家口子油页岩预测区资源评价
上黄山街—潘家口子预测区位于三工河预测区东部，黄山街镇南约5km处，预测区面积为11km2。地理座标为东经88°30'～88°41'30″，北纬43°59'30″～44°01'，自然地理环境属山地。油页岩预测区位于黄山街向斜南翼。
上黄山街油页岩以纸状油页岩为主，经野外测量，厚度超过300m，可采油页岩厚度60m，油页岩埋深0～200m。经采样分析测试，油页岩含油率平均为13.25%，水分为3.9%，灰分为77.7%，挥发分为5.15%，体重为2.10t/m3。
经储量计算，上黄山街—潘家口子预测区油页岩潜在资源量为138600万t，页岩油潜在资源量为18364.50万t，油页岩潜在技术可采资源量为58905万t，页岩油潜在技术可采资源量为7804.91万t，页岩油潜在可回收资源量为5854万t。
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