页岩反映的古地理环境（页岩是地壳上分布最广的沉积岩）

——美国页岩油气大规模开发的成功，兴起了一场世界瞩目的“页岩革命”，一下子让在地下沉睡数亿年—上百万年的页岩名扬天下，一时间“页岩”成为热门词汇，出现在各种媒体上，并且登上了美国《时代》周刊的封面(图1)。人们不禁要问页岩究竟是什么岩石？下面将做一详细介绍。

——地球上有各种各样的岩石，可谓为类型繁多，千奇百怪，按照成因可以分为三大类，一类是由地下熔岩形成的岩浆岩，也称火成岩，如形成安徽黄山奇峰怪石的花岗岩；二类是由原来岩浆岩、沉积岩或早期的变质岩经过变质作用形成的变质岩，如因产于云南大理而命名的大理岩（也叫大理石）；第三类就是页岩所属的岩石家族沉积岩。

——沉积岩是母岩在物理、化学和生物作用下破碎或分解，被风、流水、冰川等介质搬运下再次沉积成岩而形成的，可以看作原有岩石的“拆卸重组”。沉积岩家族在地球表面分布最广，大约70%的岩石都是沉积岩。

——页岩是一种细粒沉积岩，属于粘土岩类。粘土岩（clayrock）是一种主要由粒径<0．0039毫米颗粒组成，并含大量粘土矿物（高岭石、蒙脱石、水云母等）的沉积岩，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。这些粘土固结成岩称为泥岩或页岩。页岩与泥岩的区别在于它们的沉积构造。泥岩没有明显的纹层状层理，往往呈块状。页岩具有特征的书页状或薄片层状层理，页岩名称就是根据这种特征而命名的。泥岩和页岩特征都不明显的粘土岩，属于泥岩和页岩之间的过渡岩石类型，可见发育不完善的纹层状层理，通常可称为泥页岩。页岩的颜色也有多种，含有机质的呈灰黑、黑色。含铁的呈褐红、棕红等色，还有黄色、绿色等多种颜色。

——在沉积岩家族中，页岩有众多兄弟，如砾岩、砂岩、粉砂岩、石灰岩、白云岩等，其中页岩是分布最广的沉积岩，大约占沉积岩的60%。但是由于页岩抵抗风化的能力弱，不像有的沉积岩兄弟（如石灰岩和砂岩）能在地表形成地貌景观，石灰岩可以形成风景如画的石林，红色砂岩可以形成多姿多彩的丹霞地貌，页岩出露地表遭受风化侵蚀在地形上往往形成低山、谷地，还易于被植被覆盖，所以页岩以前不是那么广为人知，要不是因为页岩革命的兴起，也许页岩还是一如既往的默默无闻。

——页岩形成于静水的环境中，泥沙经过长时间的沉积成岩，通常发育于海洋、湖泊、河流三角洲等沉积环境,页岩中也经常含有大量动物和植物的化石，所以页岩是地球环境变迁和生物演化很好的记录者。

——根据页岩中混入物的成分，页岩又可细分为：黑色页岩、炭质页岩、钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩等多种。

1）黑色页岩。含较多的有机质与细分散状的黄铁矿、磷铁矿，有机质（TOC）含量达3-10%或更高，外观与碳质页岩相似，区别在于黑色页岩不染手，形成于有机质丰富而缺氧的静水环境（闭塞海湾、深水陆鹏、深湖、泻湖等）。是形成页岩油气的主要岩石。黑色页岩通常含有微量的铀，这种铀与页岩中的有机质有关。天然放射性物质(NORM)的存在会在伽马地球物理测井上产生响应，这种特征被用来识别地下含油气页岩。

2）碳质页岩。含有大量已碳化的有机质，能污手，含有较高灰分，故不易燃烧，常形成于湖泊、沼泽环境，与煤层共生。

3）钙质页岩。一种富含CaCO3的页岩，但CaCO3含不超过25%，如超过25%就属于泥灰岩。常见于陆相红色地层或海相钙泥质岩。

4）铁质页岩。通常含少量铁的氧化物、氢氧化物、碳酸盐矿物（菱铁矿）及铁的硅酸盐矿物（鲕绿泥石、鳞绿泥石）等。一般呈红色或灰绿色。在红层和煤系地层中较常见。

5）硅质页岩。含有较多的玉髓、蛋白石等，SiO2含量在85%以上。它的硬度比普通页岩大，常与铁质岩、锰质岩、磷质岩及燧石等共生。有生物、火山和化学成因。

——需要指出的是并不是所有的页岩都产页岩油气，因此页岩油气所说的“页岩”不包括所有的页岩，它通常是指富含有机质的而且已生油气的灰黑色、黑色页岩，如许多媒体经 常提到巴奈特（Barnett）页岩、巴肯（Bakken）页岩、伊格尔福特（EagleFord）页岩和马塞勒斯（Marcellus）等都是已证实的生油气源岩。

——还有页岩油气所说的“页岩”并不只局限于纯页岩，实际上它是代表一套页岩层系，该层系除纯页岩外还包括致密的非页岩类夹层，如粉砂岩和白云岩等，巴肯组页岩就是上下段以页岩为主夹以白云岩和粉砂岩为主的中间段的一套层系，呈“三明治”结构。

——图3伊格尔福特区带富含有机质的伊格尔福特页岩露头（德克萨斯西部，DelRio）

——图4马塞勒斯区带富含有机质的马塞勒斯页岩露头（据DavidK.Brezinski, 2011）

——图5巴肯组页岩层系剖面“三明治”结构示意图(据USGS,2013)

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