桦甸油页岩含矿区位于吉林省桦甸市区，面积约40km2，地理坐标为东经126°43′～126°54′，北纬42°56′～43°00′。地理环境为低山丘陵区，水系十分发育，水文地质条件较复杂。含矿区交通便利，自然条件较好，适合于油页岩矿床的开采。
（一）勘查开发概况
桦甸盆地油页岩矿床勘查工作是1955～1959年间，由东北煤田第二地质勘探局113队、112队施工完成和蛟河煤矿勘探队施工完成，完成了大量的机械钻孔、手摇钻孔和槽探实物工作量，并进行了含油率、工业指标等化验分析，提交了《桦甸油页岩矿田公郎头勘探区精查地质报告》等7份报告，公郎头、大城子、庙岭和北台子勘查区达到了勘探（精查）程度，南部达到了普查阶段。本次评价过程中，又进行了少量样品的低温干馏分析、工业分析、有机质类型、有机质丰度和成熟度分析。
1953年曾设立了东北石油九厂，建成了10m 高内外并热式干馏炉，年产页岩油5×104t,1954年根据资源情况扩大了石油九厂的规模，设计了年产20×104t页岩油的产能，并加工成成品油，但之后由于大庆油田的发现，致使该规划流产。多年来在桦甸市一直有个地方矿井（小型井）开采，油页岩开发利用主要是作燃料开采，工矿企业单位用油页岩作动力燃料。1993年至1996年，在国家、省和地方政府的共同努力下，吉林省桦甸市建立了油页岩示范电厂。总体目标是生产能力达到年耗油页岩36×104t，年发电量18 000kW/h，年供电14 400kW/h，年供热310万吉焦，年产建材30×104m3。2003年，国家发改委已批准在桦甸建设开采油页岩251×104t、年产页岩油20×104t、安装两台5万kW 机组发电设备，以及建材综合利用生产线，目前正处于紧张筹建之中。
（二）地质特征
桦甸油页岩含矿区为敦密断裂带内的断陷盆地，盆地构造格架为近EW 向展布的半地堑式盆地，地层走向NE-NEE，倾向SE，倾角为15°～20°，盆地南缘断裂（F1）为控盆同沉积边缘断裂，控制古近纪地层沉积。油页岩赋存于古近系桦甸组当中。盆地后期构造改造以断裂为主，可分两组断裂，一组NW 向断裂（F2、F3），另一组N NE向断裂（F4、F5），将平缓的单斜构造切割为三个断块，分别为公郎头断块、大城子断块和北台子断块。盆地内主要充填新生界古近系含煤、油页岩、石油及天然气沉积地层。桦甸油页岩含矿区充填为古近系桦甸组（E2-3h），自下而上沉积为下部黄铁矿段（E2-3h1）；中部油页岩段（E2-3h2），以浅水湖相为主，沉积岩性为灰色、深灰色泥岩、油页岩为主，含油页岩8～26层，可采6～13层，夹薄层灰白色细砂岩3～5层，段厚50～240m；上部含煤段（E2-3h3）。
（三）油页岩成矿条件
1.同沉积构造
油页岩段沉积时盆地构造形式为半地堑式。油页岩段厚度等值线图显示，原生沉积厚度由北向盆缘断裂一侧增厚，沉积中心位于断裂带一侧（公郎头—大城子区），厚度为180～240m，沉降中心与沉积中心一致，为同生沉积构造。沿盆地走向，西部（北台子区）沉积厚度薄，仅50m 左右，东部厚，约240m。
盆地同沉积构造对煤及沉积矿产的控制作用主要表现为通过控制沉积环境而影响成煤物质及其他成矿物质的生成和聚集。桦甸含矿区同沉积构造正是通过控制堆积空间而影响油页岩厚度分布，靠近控盆断裂一侧油页岩厚度较大。油页岩累计可采厚度西部为4～10m，东部为20～35m。油页岩富矿带位置与沉积中心一致，显示了同沉积断裂对油页岩矿床沉积的控制作用。受同沉积构造影响，油页岩沉积期公郎头—大城子区间为汇水中心。初始沉积第13层～第9层油页岩，此时北台子区未接受沉积，随着水深增加，油页岩沉积面积增大，尤其是第4层、第5层、第6层，全区发育，厚度稳定，含油率高（>10%）。
2.层序控制
从盆地沉积层序图得知，桦甸油页岩含矿区桦甸组发育一个完整的四级层序，其中下部黄铁矿段为低水位体系域，中部油页岩段发育水进体系域和高水位体系域，上部含煤段发育水退体系域。沉积旋回的次数控制了油页岩发育的层数。
水进体系域形成于连续湖侵造成的湖平面上升期。从岩性断面图得知，下部（第13层～第9层）油页岩层沉积厚度在控盆断裂（F1）一侧的盆地沉积中心较大，向盆地边缘方向逐渐尖灭，为退积式沉积。该段底部砂体非常发育，根据地层上超现象推断，该底部砂体应为水进砂体，为水进体系域沉积。
第13层～第9层油页岩发育于水进体系域，由浅湖相向半深湖相演化过渡沉积为主，岩性以深灰色、灰黑色泥岩、油页岩为主，夹薄层灰色—深灰色粉、细砂岩3～5层，发育水平层理和块状层理。湖盆区以浅湖—半深湖相沉积为主，在湖盆边缘区为水进型（扇）三角洲沉积体系。另外，在桦甸含矿区水进体系域还发育水下重力流，这与断层引起的拉伸、沉降有关。
高水位体系域形成于湖泊水体相对静止的高水位期，以最大湖泛面即第8层油页岩为底界。从岩性断面图得知，上部（第1层～第8层）油页岩层叠加方式为典型加积型准层序组叠加结构，整个盆地油页岩都很发育，且分布非常稳定（图8-16）。
第8层～第1层油页岩发育在高水位体系域，以半深湖—深湖相沉积为主，岩性以褐色、黑色页岩和油页岩为主，常发育水平层理。在北台子区，高水位体系域时期全部沉积暗色泥岩和油页岩，在东部靠近断裂一侧，厚层的泥岩和油页岩中夹薄层砂岩和粉砂岩，具正粒序特征，可能为水下重力流。第1层油页岩底部为暗色厚层块状均质泥岩。以上均显示半深湖—深湖相特点，垂向上显示为高水位加积特征。
图8-16 吉林桦甸油页岩含矿区桦甸组岩性断面图
（四）油页岩特征及分布
1.油页岩特征
桦甸油页岩为灰褐、棕褐色和深灰色，致密块状，贝壳状断口，擦痕为棕色，体重较小，含油率高，用指甲刻划呈光滑条痕，用明火可以点燃，含丰富的动植物化石及植物碎屑，尤其是第4层油页岩含丰富的藻类和叶肢介化石。
桦甸油页岩矿源集中、品质优良，含油率一般为10%～12%，最高可达24.80%，本次取样测试含油率为23.74%，热值25.92～36.37 kJ/g，灰分产率较低，52.97%～62.10%。属于低灰分、高含油率油页岩类型。
2.油页岩分布特征
由盆地北缘向南缘同沉积断裂方向，油页岩段呈现由薄变厚的总趋势，北部100～120m，南部厚度为240m，显示了盆地为半地堑式地层格架和构造格架。
从油页岩段垂向沉积特征看，东部—中部和西部具有显著的差别。油页岩段下部油页岩层第13层～第9层，自下而上由大城子区向北台子区扩张超覆沉积。第8层～第1层沉积时全区一致，形成两个沉积层序。这一特征揭示了油页岩段沉积早期范围在大城子—公郎头区间，面积小。晚期扩张超覆沉积覆盖整个油页岩沉积盆地，保存至今（图8-16）。
本区自下而上沉积有第13层～第1层（可采层）油页岩，第13层～第9层油页岩仅发育在大城子—公郎头区，第8层～第1层油页岩全区发育。公郎头沉积油页岩层数多，厚度大。向西邻大城子区层数减少，厚度变薄，至北台子区尖灭；全区发育以第4层、第5层、第6层最佳，沉积厚度仍然呈现西部较东部薄的特点。
油页岩段厚度等值线图显示，盆地北缘带厚度薄。北台子区0～40m，大城子—公郎头区0～100m；南缘断裂带内厚度60～240m，其变化趋势是由北向断裂一侧厚度逐渐增大。
油页岩可采层累计厚度等值线图显示，西部北台子区厚度为5～8m，大城子区10～20m，公郎头区20～35m，油页岩可采层累计厚度由东向西逐渐变薄（图8-17）。
图8-17 桦甸油页岩含矿区第4层油页岩厚度等值线图
（五）油页岩资源评价
桦甸油页岩含矿区的资源评价分为7个计算单元：其中精查区4个，为公郎头区、大城子区、北台子区和庙岭区；普查区有2个，为南部普查区、金沟子普查区；预测区1个。本次评价桦甸油页岩含矿区油页岩资源为70 523×104t，其中查明资源57 112×104t；油页岩技术可采资源为43 119×104t，其中油页岩查明技术可采资源39 096×104t。页岩油资源为6 059×104t，其中页岩油查明资源为4 782×104t；页岩油技术可采资源为3 644×104t，页岩油查明技术可采资源3 261×104t；页岩油可回收资源为2 733×104t，页岩油查明可回收资源2 446×104t。
预测资源过程中采用的方法为：预测区油页岩厚度取大城子勘查区、北台子勘查区、南部勘查区、庙岭勘查区四区算术平均值7.96m，体重取四区加权平均值1.92t/m3，含油率取四区加权平均值9.52%，边界为含矿区内除勘查区以外的含油页岩地层边界。