内蒙古奈曼旗油页岩含矿区属于杨树沟盆地，位于内蒙古自治区东南哲里木盟西南部，地理坐标为东经120°54'56″，北纬42°16'52″。其东部为哲里木盟奈曼旗所辖，西南部则属于赤峰市敖汉旗，东南与辽宁北票县相邻，为二省三旗县的接壤地带，矿区公路交通较为方便。
本区属于努鲁儿虎山系，西南高，而东北低，为近EW走向，横跨内蒙古及辽宁两省交界。山系延至本区杨树沟一带，山势逐渐转弱。勘查区附近为北东方向的封闭的狭长盆地，地势平坦，盆地周围环绕起伏延绵的剥蚀丘陵。勘查区两侧分布有东西两小河:矿区以东为牤牛河;西南有白塔子河(又名黑城子河)。本区夏秋季多雨，春季多风，实为草原干燥气候过渡大陆性气候。每年牤牛河水系均在10月底开始封冻，直至翌年4月初开冻。
一、地质背景
本区位于内蒙古背斜的东部，矿区南部广泛出露太古界片麻岩，其北部有花岗岩及古生界变质岩出露，在低洼地带分布有中生界沉积岩。部分山峰上覆有新生代火山岩。
(一)构造特征
1. 褶皱
区域内太古界片麻岩褶皱较为紧密，倾角亦陡。而古生界地层分布不广，且因受火成岩破坏作用，仅见于本区西北部，呈单斜构造。中生界沉积岩系除局部受断层影响其倾角变陡外，一般为平缓的褶曲。奈曼杖子露天井田向斜呈北东向，轴部偏南，为一不对称向斜褶曲。化吉营子井田属于缓倾斜褶曲。
2. 断裂
在本区杨树沟一带，断裂较为发育，主要的断裂方向:一为NEE－SWW向;一为NNW－SWW向，其性质均属正断层。前一组发生较早，可能为海西期末，中生代沉积之前。这个方向的断裂使局部地区形成山间盆地，或地堑式盆地，白垩系沉积之后，尚未沿此方向重复断裂。后一组断层发生较晚，常切割前一组断层，并波及下白垩统砾岩，是一组平行排列的阶梯状断裂。断层北东侧上升，西南侧下降。后一组断层对油页岩的影响及破坏较大。
本区油页岩矿床受到NNW－SWW方向的断层所破坏。在奈曼杖子以东的下白垩统地层因断层的割切，而支离破碎。而F10断层，将油页岩矿床分割为两个井田。不过影响奈曼杖子露天井田的仅F9断层。此断层使下白垩统地层全部错动，断距达12～14m，造成开采上很大的不便。
3. 节理
本区下白垩统砂页岩顶部风化裂隙较为发育，由于长期风化作用，触之即碎。可观测节理的岩性有太古界花岗片麻岩及海西期花岗岩。
(二)地层特征
区域内出露的地层主要有太古界片麻岩、上古生界变质岩、中生界下白垩统砂页岩、油页岩、砂砾岩和新生界古近系基性喷出岩、新近系黄土层。
(三)岩浆岩
见于大青山一带及矿区南部，在大青山出露的岩体长轴为NE－SW向，长约11km。颜色为肉红色，中粗粒花岗岩，侵入于太古界片麻岩系及古生界石炭系中，后者因受影响，而引起轻微变质。但中生界地层并未波及，根据其侵入关系，应属于海西期的产物。
岩脉包括细晶岩、石英斑岩、细粒黑云母花岗闪长岩及辉绿岩。上述各岩脉尚未发现有互相穿插或割切现象，未能确定其贯入的先后次序，仅从酸性岩脉出现于花岗岩体中或花岗片麻岩中，说明其生成晚于花岗岩。
二、油页岩特征
(一)油页岩物理及工艺性质
本区油页岩为黑褐、深褐、灰黑等色，页理发育。在油页岩新鲜表面上以指甲刻划则出现光亮油脂条纹，用小刀削之，屑能起卷，薄片或细块投入炉中可燃，冒白烟带恶臭味，含油率高者臭味熏鼻。含油率最高10.29%(本次评价取样化验5.18%)，半焦一般为90.00%，灰分69.50%～94.50%，发热量1.19～7.24MJ/kg，全硫1.55%(表5－19)。
表5－19 奈曼杖子油页岩低温干馏及工业分析
(二)成因类型
关于本区油页岩有机质成因类型，大多数学者一致认为属于湖相的腐泥型，是含有大量细粉状矿物质的有机软泥沉积物，在不断下降且在极端缺氧气的环境下沉积，通过缺氧细菌作用，有机质发生还原与分解，形成油页岩。
三、油页岩成矿及分布规律
(一)油页岩赋存特征
本区油页岩发育于中生界白垩系下统阜新组，主要分布于化吉营子及奈曼杖子至房申之间的低洼地带或小盆地中。其形状为北东东方向狭长的椭圆形，岩层走向为北东45°～60°，向盆地中心倾斜，倾角一般为8°～12°。因盆地边缘受构造影响，岩层倾角略增大，可达25°～35°，轴向也近北东。向斜轴部在奈曼杖子井田偏靠盆地南缘，构成本区不对称的向斜盆地构造。九佛堂组、阜新组主要岩性为细砂岩、粉砂岩、页岩、砂质页岩、钙质页岩及油页岩等。该矿区含油页岩层数较多，奈曼杖子露天井田油页岩层数共计26层，其中第1至第19层为可采层位，余者均系薄层，仅个别钻孔达到可采厚度。油页岩单层平均厚度为5.04m，平均含油率为5.54%。化吉营子井田油页岩计5层，其中第1至第3层为可采油页岩层，总体来说油页岩厚度较薄，含油率较低，大多在5%左右，单层平均厚度为6.15m，平均含油率为5.15%。
(二)油页岩形成环境
1. 构造背景
奈曼旗油页岩含矿区属于杨树沟盆地，侏罗纪初期，本区发育了与大地构造方向一致的内陆断陷盆地。盆地南北宽约3km，东西长约14km。在杨树沟附近盆地狭窄，向西开阔，向东则为化吉营子盆地，其中开阔，两端封闭。因此，在九佛堂组和阜新组时期，形成了一种有利于油页岩形成的还原环境。
2.沉积环境
本区油页岩属于湖泊相沉积，当时沉积环境不稳定。开始盆地以碎屑沉积为主，继而沉积了页岩、砂质页岩及钙质页岩(标志层)。由于气候温湿，适宜大批植物生长，此外湖泊内狼鳍鱼、叶肢介、蜉蝣、蛤、昆虫等也很繁盛。为油页岩的形成创造了良好的沉积环境和物质基础。
(三)油页岩分布规律
1.奈曼杖子露天井田
第1层油页岩厚度尚属稳定，自西向东有逐渐变薄的现象，但局部变厚，形成波浪形变化，品位的变化亦然;第2层矿层厚度较大，但其厚度、品位变化亦较大，往往出现夹层，向西有分叉现象;第3层矿层以中部厚度较大，沿走向向西端逐渐变薄和变贫，其中夹层多，其厚度变化亦大;第4层矿层薄，厚度变化沿走向尚较稳定(1.5～1.1m)，沿倾向方向则渐变为不可采层;第5层矿层厚度虽有变化，但较为稳定;第6层矿层厚度大，较为稳定，但局部品位变低，出现夹层，如井田南侧的CK36孔向西经CK32至CK28孔2000m的距离，厚度变化为21.00～19.03～14.27m;第7层矿层薄，仅局部地段达可采厚度;第8层矿层厚度变化大，仅中部达可采厚度;第9层矿层厚度、品位变化较大，被分割为三个可采块段;第10层矿层不甚稳定，东部沿走向在1000m距离内，从5.54m变为1.08m，向西则突然尖灭;第11层矿层井田南部沿走向的变化不大，在400m距离内，从2.39m变为1.06m，但沿倾斜则厚度品位变化较为显著;第12层矿层井田的北部厚度变化较大，向南东方向迅速变薄，在250m的距离，则由5.65m，突变为0.85m;第13层矿层厚度变化大，仅250m的距离，则由3.37m变为0.9m，品位普遍较低;第14层矿层较薄不够稳定，局部由突然增厚或变薄现象;第15层矿层仅东部达可采厚度，向西端变薄或尖灭迅速;第16层矿层仅局部地段达可采厚度，厚度变化大;第17层矿层厚度变化大，沿走向250m的距离内，则由3.77m变为0.95m;第18层矿层厚度变化大，从东向西有分叉现象;第19层矿层中部尚属稳定，向东厚度迅速减薄。
2. 化吉营子井田
本井田油页岩三层可采，第1层厚度2.04～2.84m，沿走向变化尚属稳定，沿倾向品位变贫，直至不可采;第2层厚度变化大，沿走向0.95～7.18m，沿倾向厚度变化亦大，1.03～8.56m，自西向东出现页岩夹层，厚度0.7m;第3层厚度较小，0.78～2.66m，厚度品位变化亦较为显著。
四、油页岩资源评价
(一)勘查工作程度分析
1. 地质勘探工作
新中国成立以前，中外地质学者到本区及附近做地质调查者不乏其人。1942年，日本人森田义人等到本区作数日之概查，并著有报告书。
1954年7月，煤炭工业部、东北煤田第一勘探局直属104对在本区进行煤田普查工作，测制1∶10万及1∶3.5万地质图各一幅，在宝国吐以南、火石山、兴隆窟、土城子一带进行普查，钻探工作结束后，著《宝国吐煤田普查概查工作报告书》。
1958年初，内蒙古地质局、昭哲盟地质队从搜集的群众报矿样品中，发现油页岩标本一块，产地为哲盟奈曼旗南部杨树沟附近，故组队前往开展调查工作。
1959年，石油部松辽石油大队第六区分队为测宝国吐一带岩相及大地构造等图中将杨树沟油页岩地层划分白垩系阜新统杨树沟组和奈曼杖子组，除此之外，对本地区附近地层和构造方面论述较详。
1961年，内蒙古地质局202地质队历时2年，对杨树沟油页岩矿区进行详细勘查，并提交内蒙古哲昭盟南部杨树沟油页岩矿区奈曼杖子露天井田及化吉营子井田详勘报告，求得油页岩资源储量:奈曼杖子井田21152万t，化吉营子井田1090万t，大青山井田4519万t。
2. 勘查程度与精度
奈曼杖子勘查区钻孔密度大于化吉营子勘查区，其勘查程度虽高于化吉营子勘查区，但也不满足勘探程度要求，只是为进一步地质工作提供依据。
(二)资源评价
1. 资源评价
本次评价结果奈曼油页岩含矿区查明资源储量为26789万t，油页岩查明技术可采资源储量为18717万t，页岩油查明资源储量为1472万t，页岩油查明技术可采资源储量为1029万t，页岩油查明可回收资源储量为772万t。
2. 资源预测
本次预测针对除奈曼含矿区(奈曼杖子勘查区、化吉营子勘查区)、敖汉含矿区(大青山勘查区)以外的杨树沟盆地进行，体重类比三个勘查区加权平均值1.89t/m3，含油率类比三个勘查区加权平均值5.51%(参考本次评价取化吉营子样化验结果)，油页岩厚度类比三个勘查区算术平均值36.29m，预测区边界由盆地内含油页岩地层确定。面积从图求得，乘以矿体有效面积系数(勘查区油页岩赋存面积/勘查区面积)，得出预测区油页岩面积4.22km2。求得油页岩潜在资源量为28944万t，油页岩潜在技术可采资源量为10130万t;页岩油潜在资源量为1595万t，页岩油潜在技术可采资源量为558万t，页岩油潜在可回收资源量为419万t。
本次评价奈曼油页岩含矿区油页岩资源储量为55733万t，油页岩技术可采资源储量为28847万t;页岩油资源储量为3067万t，页岩油技术可采资源储量为1587万t，页岩油可回收资源储量为1191万t。