1.地质概况
美国绿河油页岩矿藏是世界上最大的油页岩矿藏，它位于美国科罗拉多州、怀俄明州和犹他州的几个沉积－构造盆地中，为早—中始新世湖相沉积。它形成于两个巨大的湖泊中，面积达65000km2(图2－10)。由于犹因他山的隆起及其向东扩展，再加上南北向隆起，整个湖盆分裂为4个盆地:皮昂斯盆地、犹因他盆地、绿河盆地和瓦沙基盆地。始新世的古绿河湖相系统处于一个温暖到亚热带气候的时期，大约持续了10Ma年以上。期间，湖盆封闭，变为咸水环境。
图2－10美国科罗拉多、犹因他、怀俄明州的绿河页岩分布图
古近纪—新近纪地层中泥灰质湖相地层和陆源砂岩、粉砂岩大面积交互沉积，显示了入湖河水的动荡导致了湖泊大面积的扩张和收缩。在干旱时期，湖泊收缩，水体逐渐盐化和碱性化。湖水中的可溶性碳酸钠和氯化物增加，而次溶解度的碳酸钙、碳酸镁、碳酸铁就随着富含有机质的沉积物一起沉淀。在最干旱的时期，湖水盐度高到足以沉淀碳酸氢钠、岩盐和天然碱的矿床。地层孔隙水中的盐度变大，使碳酸氢钠、碳酸钠钙石、片钠铝石晶体和大量的自生碳酸盐和硅酸盐矿物得以沉淀(Milton，1977)。其矿物的一个显著特征就是缺乏自生硫酸盐矿物。虽然硫酸根离子是入湖河水中的主要阴离子，但在河水入湖后硫酸盐很有可能被湖中或沉积物—水界面处的硫酸盐还原菌全部消耗掉，其氧化还原反应如下:
非常规油气资源
从公式中我们可以看出，消耗一个硫酸盐可以形成两个重碳酸盐，反应产生的硫化氢(H2S)要么继续与Fe2+反应生成硫化铁矿物，要么从沉积物中以气体形式逃逸(Dyni，1998)。其他碳酸盐的主要来源为分泌碳酸钙的藻类、硅酸盐矿物的水解作用和河流的直接输入。
始新世时，绿河湖水的温暖、碱性环境为蓝绿藻类的大量繁殖提供了有利的条件。这些蓝绿藻被认为是油页岩中有机质的主要来源。在淡水时期，湖水中出现了大量的鱼类、蚌类、双壳、腹足、介形虫和其他水栖动物。湖泊周边地区也为各种陆地植物、昆虫、两栖类、龟、蜥蜴、蛇、鳄鱼、鸟类以及大量的哺乳类动物提供了大面积的生存环境(Grande，1984)。
2.勘探开发简况
20世纪初，人们对科罗拉多州、犹他州和怀俄明州的绿河组进行了勘探并发现其含有丰富的油页岩资源(Gavin，1924)。1967年，美国内政部开展了一项重大项目来调查研究绿河组油页岩的商业化价值。1973～1974年欧佩克石油禁运造成了石油价格大幅上涨，由此引发了20世纪70年代和80年代初油页岩勘探开发的新浪潮。1974年美国政府允许公司竞标租赁科罗拉多州、犹他州和怀俄明州富含油页岩的联邦土地。科罗拉多州的两大块土地(C－a和C－b)和犹他州的两块土地(U－a和U－b)租赁给了石油公司。而后，美国很多石油公司在这些地方利用绿河油页岩开展了不少干馏制取页岩油的中型试验和工业试验，开展了一些示范项目。20世纪80～90年代，低油价导致了各个项目的开发先后停滞。2004年，在世界高油价的影响下，美国能源部重新审视了美国油页岩利用问题，美国土地管理局重新开放联邦油页岩土地的租赁，初步批准了19项油页岩的研究和开发项目。近年来，壳牌石油公司开展了一项示范项目，采用原位转换技术来生产页岩油，结果比较乐观。
3.资源分布概况
科罗拉多州的皮昂斯盆地是绿河页岩最发育的盆地，页岩油资源约1710×108t，盆地面积4600km2，绿河组沉积厚度约914m(Dyni，2003)。盆地绿河组识别出4个段，分别为:DouglasCreek段、GardenGulch段、AnvilPoint段和ParachuteCreek段(图2－11)，其中ParachuteCreek段是此盆地绿河组油页岩主要发育的层位。盆地中富含油页岩的区带主要发育在水进体系域:①R－1层，1954亿桶;②R－5层，1982亿桶;③R－6层，1854亿桶;④Mahogany层，1917亿桶;⑤44层—A－groove，1897亿桶。图2－11所示的17个油页岩层的总地质资源量为15250亿桶，比以前评价结果10000亿桶多出50%。两次评价结果存在差异的原因是:①以前由于数据缺乏而不能评价的区带，现在可以评价;②评价了以前没有评价的区带间隔。图2－12给出了盆地中每个区镇(36平方英里)所有油页岩区带的总地质资源量。图2－12中T1S，R97W、T1S，R98W和T2S，R97W、T2S，R98W5个区域资源潜力最好，总地质资源量约为2860亿桶。
犹他州和怀俄明州的绿河油页岩资源没有科罗拉多州的丰富，1983年Trudell等人估算犹他州犹因他盆地东部的油页岩矿藏面积达5200km2，页岩油资源约2140亿桶(310×108t)，其中约1/3分布在Mahogany油页岩带。1980年Culbertson等人估算怀俄明州西南部绿河盆地的绿河页岩油资源约为2440亿桶(约350×108t)。
还有一些绿河油页岩资源分布在绿河盆地东部的瓦沙基盆地。1973年Trudell等人发现瓦沙基盆地西部Kinney边缘的绿河组的几个段中含有几套低到中等品级的油页岩。其中两套油页岩分布在Laney段，厚度为11～42m，平均含油率为63L/t，相当于1km2油页岩可以产870×104t的页岩油。因为缺乏油页岩的地下数据资料，瓦沙基盆地总的油页岩量目前还不能确定。
图2－11皮昂斯盆地绿河组油页岩垂向分布规律图
图2－12皮昂斯盆地油页岩资源分布图