達連河油頁巖含礦區位於依蘭伊通盆地內，地處黑龍江省中部松花江岸，依蘭縣西南與方正、通河三縣交界處，呈壹北東—南西向三角地帶。其地理坐標為:東經129°00'～129°30'，北緯46°00'～46°20'。勘查區位於松花江東岸達連河鎮南部，坐標為東經129°20'～129°28'，北緯46°6'39″～46°20'。勘探區範圍:①露天擴大區:東自F2、西到F12號斷層;北起煤系基底γ4花崗巖，南到上1煤層頂板－150m標高點沿30°安息角的邊坡線為界。走向長約5km，傾斜寬約0.8km，面積約4km2。②深部區:東自F3、西到F13號斷層;北起煤系基盤，南到－600m垂直投影為界。走向長約9km，傾斜寬約1.5km，面積約13.5km2。總勘查面積約為17.5km2。礦區所在地達連河鎮交通較為便利。
壹、地質背景
(壹)構造特征
本區大地構造位於新華夏系第二隆起帶張廣才嶺隆起的北緣。初步劃分為東西向構造帶、經向構造體系、華夏系、新華夏系及華夏式構造體系。依蘭煤田位於東西構造帶與華夏式構造體系的復合部位。
依蘭煤田是在依蘭—牡丹江經向構造帶西。沙河子—永豐古老東西構造帶及華夏系γ4花崗巖，經新華夏系改造形成壹北東高、南西低緩斜波狀的構造型式。爾後在華夏式佳—依地塹的復合控制下，形成新生代古近紀始—漸新世陸相褐煤建造類的構造斷陷盆地型煤田。達連河油頁巖含礦區位於煤盆地東部，即依蘭—牡丹江經向構造帶以西、沙河子—永豐東西構造帶與華夏式佳—依地塹北端的復合構造的東北部位，呈近東西向或北東—南西向的S形構造體系。其西北邊被地塹東界的達—蘇斷裂切割，東南界被北西傾的F1正斷裂切割，16線以東近地層EW向、傾向南，傾角壹般17°左右;16～24線為NE70°，傾向南偏東，傾角11°～17°;24～27線為NE40°，傾向東南，傾角30°～37°，由東向西呈S形。
(二)地層特征
該區地層出露較全，分布較廣。最古老者屬下元古界變質片巖系與片麻花崗巖，出露於依蘭城東北及東南部山區，中西部為海西期花崗巖和中生界白堊系碎屑沈積巖建造，構成煤盆基底。其上沿松花江兩岸通河、方正、依蘭至樺南壹帶發育古近系碎屑巖、玄武巖，第四系洪積、沖積層。
由於達連河露天煤礦的大量采掘和勘探工程的控制，在北部及東部山區，除出露基底(γ4)花崗巖及其上的古近系始—漸新統陸相煤系地層外，其余皆為第四系覆蓋。地層由老到新敘述如下:
1. 基底海西期花崗巖(γ4)
花崗巖出露於北部與東部及露天礦井、鉆孔，肉紅色、黑灰色，鏡下鑒定為中粗粒花崗巖。頂面有風化殼幾米至壹二十米，風化後呈淺黃、黃白色。
2. 達連河組(E2－3d)
以河流相、沼澤相、湖泊相為主的陸相含煤、油頁巖、碎屑巖沈積建造。最小厚度幾十米，最大厚度上千米，壹般厚200～800m。含煤層位有兩個，而具有工業價值的煤層層位主要有壹個，且集中分布於煤系底部。根據厚層油頁巖標誌可劃分為三個段:
(1)下部含煤段(E2－3d1)。
上部為泥炭沼澤相，主要由煤層群和碳質泥巖、湖相油頁巖、局部含油砂巖等組成，平均厚度為27.24m。底部由洪積、沖積相的花崗質長石砂巖與河、湖相泥巖、油頁巖及黏土巖組成。
(2)中部油頁巖段(E2－3d2)。
主要由巨厚的靜水湖泊相油頁巖和薄層粉、細砂巖組成。壹般厚約70～140m。
(3)上部砂頁巖段(E2－3d3)。
可分為兩個旋回，第壹旋回的下部為河床微相粗砂巖、含礫砂巖與河漫灘相粉、細砂巖互層;上部沼澤相碳質泥巖與河漫灘相粉、細砂巖組成，此為第二含煤組。第二旋回是以河床—河漫灘相砂礫巖、粉、細砂巖為主的不完整旋回。
3. 古近系道臺橋組
發育杏黃色黏土、砂質黏土。
4.上覆第四系
發育洪積、沖積黏土、流砂、礫石，廣布全區，厚度不大，約5～30m。
(三)巖漿巖
根據侵入關系、巖石結構、構造、巖石化學成分、絕對年齡及鄰區對比，該區巖漿巖初步劃分為三個主要亞旋回:元古代花崗混合巖(Mγ2)及超基性巖組(ε12);海西晚期(晚二疊世)花崗巖組(γ4)及輝長巖(ν4);燕山早期(晚侏羅世)花崗巖組(γ5)及新近紀末期玄武巖組(βN2)。而以海西期花崗巖為主穿插γ5構成煤盆基底。
二、油頁巖特征
(壹)油頁巖物理性質
油頁巖為灰—灰褐色，塊狀構造，致密，新鮮面用指甲刻劃出現油脂條痕，明火可點燃，冒白煙帶瀝青味。
(二)油頁巖工藝性質
達連河油頁巖的含油率中等，本次評價取樣化驗含油率4.22%～9.12%(表5－14)，中部油頁巖層的油頁巖含油率最高。達連河油頁巖發熱量壹般4.30～9.94MJ/kg，熱值較低。灰分產率68.28%～73.23%，根據油頁巖工業劃分標準，達連河油頁巖屬於中灰分、低含油率型油頁巖。
(三)油頁巖類型及地球化學性質
1. 油頁巖成因類型
通過達連河油頁巖有機質元素測試分析(表5－15)，制作了H/C原子比與O/C原子比的相關圖版(圖5－19)，從中可以看出，達連河油頁巖有機質成因類型主要為混合型的腐殖腐泥型(Ⅱ1)和腐泥腐殖型(Ⅱ2)以及腐殖型(Ⅲ)。從沈積環境進壹步確定達連河油頁巖主要形成於湖泊、沼澤相，因此油頁巖成因類型為混合型和腐殖型。
圖5－19 達連河油頁巖有機質類型分布圖
表5－14 達連河油頁巖含礦區分層油頁巖特征表
表5－15 達連河油頁巖有機元素分析
通過熱解定量分析，達連河最大熱解峰頂溫度(Tmax)423℃～444℃，氫指數(IH)2.38～5.89，氧指數(IO)0.04～0.12，可以判定油頁巖成因類型為混合型和腐殖型(表5－16)。
表5－16 達連河油頁巖熱解定量分析評價
2.油頁巖成熟度
油頁巖成熟度的確定主要借助了黏土礦物的標誌及其油頁巖中油頁巖熱解參數和鏡質組反射率。通過X衍射分析鑒定，達連河油頁巖黏土礦物中主要分布為高嶺石，其次為伊蒙混層礦物(表5－17)。油頁巖的鏡質體反射率測試壹般為0.46，處於成巖作用的未成熟階段。
表5－17 達連河油頁巖X－衍射分析
三、油頁巖成礦及分布規律
(壹)油頁巖賦存特征
1. 油頁巖賦存層位
達連河油頁巖主要發育於始—漸新統達連河組的煤、油頁巖段，通常與煤互層產出，油頁巖層較薄(圖5－20)。
2. 油頁巖賦存特征
達連河油頁巖層有兩種賦存形態，壹種賦存於煤層之間的薄層油頁巖，另壹種賦存於煤層頂部的巨厚層油頁巖。薄層油頁巖分布在達連河組的下部，厚度0.2～2.5m。橫向上厚度變化大，不穩定，常過渡為碳質頁巖，其儲量雖小，但質量好。巨厚層油頁巖位於煤層頂部，最大厚度195.96m，平均148.85m，與下伏煤層直接過渡，分布廣，層位穩定，儲量大，但質量較差。
(二)油頁巖形成環境
1. 構造背景
達連河盆地為壹典型的陸相含煤斷陷盆地，達連河含礦區位於盆地東部，即依蘭—牡丹江經向構造帶以西、沙河子—永豐東西構造帶與華夏式佳—依地塹北端復合構造的東北部位，呈近東西向或北東—南西向的S形構造體系。達連河油頁巖含礦區油頁巖層發育於達連河盆地的達連河組，該時期盆地的構造活動相對較弱。
圖5－20 達連河油頁巖含礦區油頁巖層對比圖
2. 沈積環境
達連河組以河流、沼澤、湖泊沈積為主，下部含煤段的底部為沖積扇、河流、湖泊相沈積，頂部為泥炭沼澤相沈積;中部油頁巖段湖泊相發育，構造活動穩定，因此沈積了巨厚的油頁巖;上部砂頁巖段主要以河流沈積為主，發育河床—河漫灘相。
達連河地層所含的孢粉化石組合均表現為Quercoidites高含量特征，反映了始新世孢粉植被面貌。顯著特點是煤系地層發育，反映了壹種溫暖濕潤氣候條件下事件作用的產物。
(三)油頁巖分布特征
本區油頁巖賦存於E2－3d1內，計有5個可采礦層，與煤呈互層，編號自上而下為上1油頁巖、上1—上2油頁巖、上2油頁巖、中油頁巖、中—下油頁巖。上1油頁巖厚0.70～0.90m;上1—上2層油頁巖厚0.70～1.90m，與上1油頁巖間距為3.80m;上2油頁巖層厚0.70～1.71m，與上1—上2油頁巖層間距為2.40m;中油頁巖層厚0.70～1.65m，與上2油頁巖層間距為2.40m;中—下油頁巖層厚0.70～3.14m，與中油頁巖層間距為2.00m。
三、油頁巖資源評價
(壹)勘查工作程度分析
1. 地質勘查工作
本區油頁巖勘查是由黑龍江省煤田地質公司二○四勘探隊1981年6月提交的《黑龍江省依蘭煤田達連河露天擴大區精查勘探地質報告》作為煤的伴生礦產估算的資源儲量。其精度達到了精查(勘探)的要求，基本查清了油頁巖的層位、層數、厚度、儲量、賦存形態及穩定程度等，估算資源儲量較為可靠，其求得油頁巖資源儲量4785萬t。對本區工程地質條件、水文地質條件、環境地質及開采技術條件等做了詳盡地分析敘述，為油頁巖層的開發利用提供了科學的依據。
2. 勘查程度與精度
由於本區油頁巖與煤層互層，勘探煤層時將油頁巖作為有益礦產壹並勘探，勘查網度滿足規範要求，取樣化驗各項指標也達到規範要求，對油頁巖層的勘查程度達到了精查(勘探)程度，滿足作為建井設計依據的要求。
(二)資源評價
1. 資源評價
本次評價結果達連河油頁巖含礦區油頁巖查明資源儲量為4785萬t，油頁巖查明技術可采資源儲量為3040萬t;頁巖油查明資源儲量為328萬t，頁巖油查明技術可采資源儲量為208萬t，頁巖油查明可回收資源儲量為156萬t。
2. 資源預測
本次預測針對達連河油頁巖含礦區進行，預測區體重類比勘查區各層油頁巖加權平均值2.00t/m3，含油率類比勘查區加權平均值6.85%(參考本次評價取樣化驗結果4.22%～9.12%)，油頁巖厚度類比勘查區油頁巖厚度平均值6.10m。預測區邊界相當於達連河擴大區(深部至1000m埋深)，面積由圖上求取(用傾角校正)，乘以礦體有效面積系數(勘查區油頁巖賦存面積/勘查區面積)，得出油頁巖面積為11.99km2。求得油頁巖潛在資源量為14631萬t，油頁巖潛在技術可采資源量為4389萬t;頁巖油潛在資源量為1002萬t，頁巖油潛在技術可采資源量為301萬t，頁巖油潛在可回收資源量為226萬t(表5－18)。
表5－18 達連河油頁巖含礦區油頁巖、頁巖油資源儲量表
本次評價達連河油頁巖含礦區油頁巖資源儲量為19416萬t，油頁巖技術可采資源儲量為7429萬t;頁巖油資源儲量為1330萬t，頁巖油技術可采資源儲量為509萬t，頁巖油可回收資源儲量為382萬t。