오일셰일(oil shale)은 석유를 포함하고 있는 셰일(혈암)이다. 함유셰일 또는 유혈암(油頁岩)이라고도 부른다. 오일셰일은 케로겐을 함유하고 있는, 유기물이 풍부한 과립성 퇴적암이다. 셰일오일이라 불리는 액체 탄화수소가 생성된다.
셰일오일은 전통적인 원유를 대체할 수는 있으나, 오일셰일로부터 셰일오일을 추출하는 일은 재정적인 면으로 보나 환경에 미치는 영향으로 보나 원유 생산에 드는 비용보다 더 비쌌기 때문에 별로 개발이 되지 않았다. 하지만 기술 발전으로 생산 원가가 낮아짐에 따라 크게 주목을 받고 있다. 오일셰일 퇴적물들은 미국의 주요 퇴적 지대를 포함하여 전 세계적으로 분포하여 있다.
오일셰일은 석유를 평균 10% 정도 포함하고 있는 수성암(水成岩)이다. 미국, 러시아, 브라질, 콩고, 중국 등에 분포되어 있다. 특히 미국의 콜로라도, 유타, 와이오밍의 3개주에 걸쳐 있는 방대한 오일셰일 지대(그린리버층)에는 중동 지역의 원유 매장량에 필적하는 대규모의 매장량이 있는 것으로 추정되고 있다.
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