油页岩是一种包含有机质的沉积岩,是石油的补充能源,分布广泛、储量丰富。复杂的成藏条件决定了油页岩的生油潜力,而生油潜力影响开发、利用油页岩的经济效益,因此快速判断油页岩的含油特征对开发、利用油页岩有重要意义。太赫兹时域光谱技术是一种新兴的光学技术,在物质鉴别、成分分析、无损检测等方面有重要应用。由于太赫兹波对分子结构敏感,通过分析油气资源在太赫兹波段光学参数的变化,研究者可快速判定油气资源特征。因此,太赫兹时域光谱仪在研究油页岩生油潜力方面有巨大潜力。本文研究了桦甸、北票、巴里坤三地油页岩的太赫兹光谱和光学参数,分析了油页岩含油率与折射率的关系,并通过龙口地区的油页岩给予验证。实验表明,含油率高的油页岩在太赫兹波段的折射率较低;不同含油率的压片样本折射率相近,磨片方法制备的样本折射率个体差异较大;同一地区油页岩压片和磨片的折射率大小关系不确定。为保证矿物质对被测物太赫兹波响应的影响状况一致,采用热解方法获得不同含油特征的半焦。最高热解温度、升温速率和通气速率都能影响到热解深度,在研究区间内,提升最高热解温度始终利于生油,而提升升温速率和通气速率都使得生油量先增加后减小。热解条件影响半焦对太赫兹波的吸收状况,根据不同频率半焦吸收系数的变化状况可确定热解调控生油的临界条件,半焦在太赫兹波段吸收系数随自身含油率增大而减小。因此可通过太赫兹时域光谱技术确定油页岩在热解过程中干酪根的转化状况,优化热解过程。为研究不同密度油页岩在太赫兹波段的特征,配置氯化锌重液完成了大密度浮沉实验,分选出不同密度的油页岩并制备压片样本进行测试。各密度区间段的油页岩折射率不随密度单调变化,1.7 g/cm~3~1.8 g/cm~3区间油页岩的折射率最高;密度小的区间段样本对太赫兹波吸收弱,而密度大的区间段样本对太赫兹波吸收强,特别是对于频率在0.8 THz附近的太赫兹波,样本的消光系数随密度严格单调递增。油页岩光学参数随密度的规律变化与油页岩中有机质、矿物质的密度分布有关。含水矿物质分子极性强,可能对油页岩整体的太赫兹光学参数造成影响,因此实验模拟了生石膏、高岭土两种含水矿物在油页岩中的混合状况,研究了混合物光学响应随成分变化的规律。生石膏含量高的混合物样本对应的时域谱、频域谱波形一致。而随着高岭土含量上升,时域波形出现多峰现象,频域谱中最大振幅分量的频率从0.4 THz降低至0.2 THz,这可能与高岭土的双层堆垛结构有关。高岭土在同频率下的折射率、消光系数、吸收系数均超过生石膏;混合物中光学参数随生石膏组分变化不是理想线性状况,这是两种物质的分散问题造成的。