中国东北松辽盆地晚白垩世青山口组浮动天文年代标尺的建立

松辽盆地上白垩统青山口组主要由深湖相黑色泥岩、页岩组成,是大庆油田最重要的烃源岩之一,但长期以来对其年代学框架存在很大争议。对松辽盆地"松科1井"南井(茂206井)自然伽马测井和密度测井数据进行小波分析和连续滑动窗口频谱分析,表明茂206井青山口组记录了稳定的Milankovitch旋回。由长、短偏心率、地轴斜率和岁差周期造成的地层旋回厚度分别为39、13.5~9、5~3.8和2.5~1.7m。茂206井青山口组沉积速率变化不大,平均沉积速率为9.63cm/ka,沉积时限为5.16Ma。通过对长、短偏心率周期进行高斯带通滤波,建立了茂206井青山口组的"浮动"天文年代标尺。青山口组共记录了12.7个长偏心率周期和47.7个短偏心率周期。确定出青山口组1段下部油页岩层段对应的古湖泊缺氧事件(LAE1)持续时间约为250ka,与白垩纪Cenomanian-Turonian时期第二次大洋缺氧事件(OAE2)的持续时间接近。青山口组天文年代标尺的确立为约束青山口组沉积期各种地质事件的持续时间提供了年代学依据。     

黔西上二叠统长兴组米兰科维奇旋回研究

选择黔西地区盘1井、威宁1井、纳雍1井和织金1井,对长兴组自然伽马测井数据进行频谱分析,识别出其中的米兰科维奇周期,并采用滤波手段提取出其中的稳定周期,进行连井对比。结果表明频谱峰值与米兰科维奇周期存在良好的对应关系,研究区长兴组地层中保存着123. 0 ka的偏心率周期、45. 0 ka和35. 6 ka的斜率周期、21. 2 ka和17. 7 ka的岁差周期,各级周期的旋回厚度分别为4. 59~5. 73 m、1. 37~2. 15 m和0. 66~0. 98 m;各井的短偏心率旋回曲线显示研究区长兴组地层记录了约18个短偏心率旋回,据此估计出长兴组沉积时限约为2. 21 Ma;通过短偏心率旋回层和所计算沉积速率的连井对比,发现地层中海相标志岩层段等时性对比效果明显,反映了区域快速海侵的过程,而沉积速率的变化可能受到了海平面变化和物源供应的共同影响。     

华南上奥陶统宝塔组天文年代格架及其地质意义

对华南四川盆地及周缘地区的四川省南江县桥亭剖面、重庆市南川区三泉剖面和贵州省习水县良村剖面上奥陶统宝塔组高分辨率磁化率(MS)数据进行了旋回地层学分析,识别出405 ka长偏心率、100 ka短偏心率、30 ka斜率和20 ka岁差沉积旋回,其中偏心率和岁差旋回信号最强。利用405 ka长偏心率旋回进行天文调谐后得出三条剖面宝塔组的沉积时限分别为4.17 Ma、5.64 Ma和5.05 Ma,平均沉积速率分别为7.67 m·Ma-1、4.68 m·Ma-1 和6.37 m·Ma-1,呈现出从北往南沉积时限变长,沉积速率变小的趋势,指示了北部接受沉积时间要比南部更晚,海侵从南向北推进。良村剖面宝塔组中所产牙形石Hamarodus brevirameus带和Protopanderodus insculptus带的延续时限分别为3.62 Ma和1.43 Ma;桥亭剖面三叶虫Niuchangella angustilimbata间隔带、Dislobosaspis xixiangensis延限带和未建带的延续时限分别是2.83 Ma、0.41 Ma和0.81 Ma。     

陆相浅水湖盆米氏沉积速率制约下的高频层序?时间单元定量拾取:以西湖凹陷黄岩区花港组为例

旋回地层学的研究对象由海相地层逐渐转移到陆相深水地层.为了探究通过旋回地层学研究方法在陆相浅水湖盆建立高频层序格架的可能,采用频谱分析、天文调谐、“米氏”沉积速率拾取等手段对东海陆架盆地西湖凹陷黄岩区渐新统坳陷湖盆的岩相敏感曲线-GR数据开展研究.频谱分析结果显示黄岩区花港组受405 ka长偏心率周期（E）、121 ka和97 ka短偏心率周期（e）、28 ka斜率周期（O）以及约22 ka岁差周期（P）的调控.在浅水湖泊环境的富泥区,以La2004天文解决方案给出的65°N平均日照序列为参照进行天文调谐,建立了浮动天文年代标尺;在浅水三角洲环境的富砂区,通过滑动窗口频谱分析得到“米氏”沉积速率曲线,结合锆石铀铅测年资料的校验和岩石组合类型联合约束,完成高频层序格架划分.研究表明:黄岩区花港组持续时间约为10.9 Ma,可识别出27个405 ka长偏心率周期,根据偏心率滤波曲线和日照量各级次包络面的对应关系共划分11个四级层序,27个五级层序,分别对应着0.8~1.6 Ma和0.4 Ma的基准面旋回,每个旋回在沉积速率曲线上表现为高?低?高的特征.本次研究提供了一种利用“米氏”沉积速率进行高频层序格架搭建及层序?时间单元拾取的新方法,拓宽了旋回地层学的应用范围.      

秦皇岛石门寨亮甲山奥陶系剖面化学地层和旋回地层研究

根据秦皇岛石门寨亮甲山奥陶系剖面的化学地层和岩石地层特征,将亮甲山组(O1l)细分为下、中、上段。选取Fe/Ca、Ti/Ca作为古气候替代指标,开展时间序列分析。通过多窗谱法(MTM)和傅里叶变换法(FT),从Fe/Ca、Ti/Ca比值中共提取出两个明显的米兰科维奇旋回：长偏心率405 ka和短偏心率90 ka。基于长偏心率周期建立的天文年代标尺表明,亮甲山组沉积时长为6.2 Ma,平均沉积速率为14.68 m/Ma,其中亮甲山组下段(0.00~48.00 m)和中上段(48.00~91.00 m)的沉积速率分别为12.00 m/Ma和19.55 m/Ma;马家沟组下部的沉积速率为18.00 m/Ma。奥陶纪生物大辐射可能直接导致碳酸盐生产模式由以灰泥生产为主转变为以生物碎屑生产为主,并使亮甲山组下段与中上段之交碳酸盐沉积速率大幅增加。旋回地层分析显示,早、中奥陶世之交天文轨道周期变化引起的地球气候改变可能对奥陶纪生物大辐射有重要的调控作用。     

基于米兰科维奇理论的高精度旋回识别与划分--以南图尔盖盆地Ary301井中侏罗统为例

将天文轨道周期与不同级别的旋回联系起来,旨在使米兰科维奇周期这一高精度时间标尺纳入高频层序地层划分中,实现高精度旋回的识别与划分。以哈萨克斯坦南图尔盖盆地Aryskum地堑Ary301井为例,基于不同沉积特征,分别对卡拉甘塞组I~IV段自然伽马测井数据进行频谱分析和连续小波变换,结果显示沉积地层中保存完好的米兰科维奇旋回,天文轨道周期对Aryskum地堑沉积过程具有明显影响,并将31.9~39.5 m旋回厚度解释为受400 kyr长偏心率周期控制,11.9~14.2 m,6.7~8.8 m旋回厚度分别受125 kyr和95 kyr短偏心率周期控制。对长、短偏心率周期进行滤波分析后,与天文模型理论周期曲线进行对比,建立卡拉甘塞组的浮动天文年代标尺,分别以400 kyr、125 kyr偏心率周期滤波曲线作为中期和短期旋回划分的参考曲线,共识别出11.5个中期旋回和47个短期旋回,为高频旋回划分提供了一种不受人为因素影响的天然标准,保证了研究区旋回划分的科学性和统一性。     

华南泥盆-石炭系界线剖面旋回地层学研究

泥盆-石炭纪过渡期是地球演化过程中的一个重要阶段,发生了地球气候系统从温室向冰室转型和生物灭绝等重大事件。准确且高分辨率的年代格架是理解这些事件的基础。本文利用高分辨率磁化率作为古气候替代指标,对贵州省长顺县睦化Ⅱ剖面和大坡上剖面以及广西壮族自治区南丹县度里剖面的泥盆-石炭系界线附近深水沉积序列进行旋回地层学研究。识别出受到短偏心率、斜率和岁差控制的沉积旋回厚度分别为1.092.39、0.290.73、0.180.51 m。利用轨道短偏心率进行天文校准,结果证实泥盆纪晚期短偏心率、斜率、岁差周期分别为约100、32.227.2和20.915 ka。利用大坡上剖面已知的U-Pb放射性同位素年龄和天文校准结果建立高精度浮动天文年代标尺并进行旋回地层对比。确定了泥盆-石炭系界线附近牙形类生物带和Hangenberg生物灭绝事件的持续时间,并计算出泥盆-石炭系界线年龄为(359.58±1.9) Ma。     

新疆柯坪大湾沟中、上奥陶统旋回地层学研究及其地质意义

通过对新疆柯坪地区中、上奥陶统萨尔干组和坎岭组高分辨率磁化率数据进行旋回地层学研究,识别出405kyr 长偏心率,111 kyr 短偏心率,38.6kyr、34.1 kyr 和31.0kyr 斜率,以及21.8kyr、20.2 kyr、18.5 kyr 和18.2 kyr岁差旋回,其中斜率信号突出.滤波结果显示萨尔干组和坎岭组记录了 13个405 kyr长偏心率沉积旋回.通过天文校准得出萨尔干组的沉积时限是～2.63 Myr,沉积速率为4.94 m/Myr;坎岭组的沉积时限是～2.64 Myr,沉积速率为5.30m/Myr.萨尔干组滞流盆地相页岩比坎岭组陆棚灰岩沉积速率低.研究层段的0.16-0.17 m沉积旋回信号明显,表明地轴斜率是研究区中、晚奥陶世重要的气候驱动因子.旋回地层学研究结果还赋予生物化石带地质时代意义,大湾沟剖面所产牙形石带Eoplacognathus suecicus、Pygodus serra、Pygodus anserinus、Baltoniodus variabilis 和 Baltoniodus alobatus 的综合延续时限大于5.27 Myr;所产笔石带 Pterograptus elegans、Glossograptus hincksii、Nemagraptus gracilis 和 Corynoides americanus 的综合延续时限为～5.27 Myr.     

乌干达Albert盆地北部上新统旋回地层学研究

乌干达Albert盆地是一个富含油气的中新生代地堑,然而目前研究程度较浅,整个盆地尚未建立统一的地层格架,盆地充填与沉积演化过程研究也不够深入。以该盆地北部上新统为研究对象,选择区内具有代表性的3口井进行米兰科维奇旋回研究。通过对GR数据进行频谱分析和连续小波变换发现,3口井中均保留了96ka的短偏心率周期,说明该盆地北部上新统受到了短偏心率周期的控制。通过滤波分析提取出各井的短偏心率变化曲线,建立了该地区精确的天文年代标尺,在此基础上,对目的层段进行旋回划分,发现旋回个数与短偏心率周期个数基本一致。沉积速率的计算结果表明,目的层沉积速率相对稳定,主要集中于0.1~0.2m/ka之间。本次研究对进一步深入认识Albert盆地的沉积演化特征具有重要意义。     

胶莱盆地K/Pg界线下陆相红层的旋回地层学分析

陆相红层因为其含古生物化石稀少给高精度生物、年代地层的对比带来了较大的困难。旋回地层学可以将地层与地时结合起来,解决地层沉积的时限问题。基于前人在对胶莱盆地K/Pg界线识别的基础上,主要利用了一维连续小波变换尺度分析法与频谱分析法对胶莱盆地胶州组K/Pg界线之下、晚白垩世红土崖组玄武岩夹层之上的陆相红层进行旋回地层分析,认为胶莱盆地晚白垩世的陆相红层中保存有米兰科维奇旋回,岁差、斜率和偏心率各个周期在不同的层段响应程度略有不同。根据旋回识别结果及K/Pg界线建立了“浮动天文年代标尺”,推测在66~67.77 Ma期间,胶莱盆地陆相红层的平均沉积速率约为5.15 cm/kyr,胶州地区［（67.77~73）±0.3］ Ma期间为玄武岩岩浆冷凝固结形成玄武岩进而遭受风化剥蚀及构造沉降的时期,红土崖组与胶州组的时间界线约为67.28 Ma,红土崖组玄武岩夹层的年龄应早于67.77 Ma。     

天津蓟县剖面前寒武系洪水庄组—铁岭组米兰科维奇旋回

显生宙沉积旋回会受到地球轨道参数偏心率、地轴斜率和岁差的周期性变化(米兰科维奇旋回)的控制,但目前对前寒武系的相关研究较为薄弱。天津蓟县剖面中元古界洪水庄组-铁岭组为一套潟湖-潮坪相沉积,主要呈砂岩-页岩互层的韵律性产出。为探索这种岩性韵律是否与轨道旋回有关,对其进行了高分辨率的岩性刻画,并以磁化率和伽马能谱数据作为古气候-古环境替代性指标,通过频谱分析等方法进行旋回地层学分析。结果表明各指标均记录了完整的米兰科维奇旋回。铁岭组一段下部由短偏心率、斜率和岁差控制的地层旋回厚度分别为1.2~1.5 m、0.4 m和0.17~0.19 m,其中0.1 m的半岁差周期也较明显;洪水庄组二段顶部由长偏心率、短偏心率、斜率和岁差控制的地层旋回厚度分别为1.1~1.8 m、0.34~0.54 m、0.14~0.16 m和0.08~0.09 m。以识别出的稳定长偏心率周期405 ka旋回对洪水庄组进行了天文年代校准,并估计出当时的短偏心率、斜率以及岁差周期分别为100 ka、22~24 ka和15 ka。在洪水庄组中记录的偏心率振幅变化周期为~2 Ma,比现今~2.4 Ma的周期略短。     

Astronomical Dating of the Middle Miocene Hanjiang Formation in the Pearl River Mouth Basin,South China Sea

The Hanjiang Formation of Langhian age(middle Miocene) in the Pearl River Mouth Basin (PRMB),South China Sea consists of deltaic siliciclastic and neritic shelf carbonate rhythmic alternations,which form one of the potential reservoirs of the basin.To improve stratigraphic resolutions for hydrocarbon prospecting and exploration in the basin,the present study undertakes spectral analysis of high-resolution natural gamma-ray(NCR) well-logging record to determine the dominant frequency components and test whether Milankovitch orbital signals are recorded in rhythmic successions.Analytical results indicate the orbital cycles of precession(～19 ka and～23 ka), obliquity(～41 ka),and eccentricity(～100 ka and～405 ka),which provide the strong evidence for astronomically driven climate changes in the rhythmic alternation successions.Within biochronological constraint,a high-resolution astronomical timescale was constructed through the astronomical tuning of the NGR record to recent astronomically calculated variation of Earth’s orbit. The astronomically tuned timescale can be applied to calculate astronomical ages for the geological events and bioevents recognized throughout the period.The first downhole occurrences of foraminifers Globorotalia peripheroronda and Globigerinoides sicanus are dated at 14.546 Ma and 14.919 Ma,respectively,which are slightly different from earlier estimates in the South China Sea. When compared with the global sea-level change chart,the astronomical estimate for the sequences recognized based on microfossil distributions have the same end time but the different initiation time. This is probably due to the local or regional tectonic activities superimposed on eustatic rise which postponed the effect of global sea-level rising.Astronomical timescale also resolves the depositional evolution history for the Langhian Stage(middle Miocene) with a variation that strongly resembles that of Earth’s orbital eccentricity predicted from 13.65 Ma to 15.97 Ma.We infer that the main factor controlling the variability of the sedimentation rate in the Hanjiang Formation is related to the～405-ka-period eccentricity.     

Orbital control on cyclical organic matter accumulation in Early Silurian Longmaxi Formation shales

High resolution(939 samples)total organic carbon content(TOC)analyses were conducted on the Shuanghe Section of^152.6 m in the Changning area,Sichuan Basin.The sampling section was divided into two units considering the distinct-different deposit environment and sediments accumulation rate.The lower part(Unit 1)and the peer part(Unit 2)with high resolution sample spacing(0.08–0.4 m)enables the identification of the precession cycle in two sedimentary sequences with distinct different sedimentary accumulation rate.MTM Power spectral analyses on untuned TOC series reveals significant peaks exceeding above the 95%confidence level and shows that both Unit 1 and Unit 2 have recorded Milankovitch cycles of 405 kyr long eccentricity,short eccentricity,obliquity and precession.The floating astronomical time scale(ATS)was constructed on the Shuanghe Section in the Early Silurian(~439.673–444.681 Ma),and which was calibrated by 405 kyr long eccentricity cycles.The total duration of the Wufeng and Longmaxi shales is 5.01 Myr.The floating ATS used for estimating the duration of the graptolite zones and each stage in the study interval.Finally,we postulated two models that could verify the linkage between orbital cycle and organic accumulation.To make sure whether productivity or preservation is the main factor that under long eccentricity control,the phase correlation between the obtained filtered signal and the theoretical orbital solution should be made clear in the further research.     

Gas Sources of Natural Gas Hydrates in the Shenhu Drilling Area, South China Sea: Geochemical Evidence and Geological Analysis

The Shenhu gas hydrate drilling area is located in the central Baiyun sag, Zhu Ⅱ depression, Pearl River Mouth basin, northern South China Sea. The gas compositions contained in the hydrate-bearing zones is dominated by methane with content up to 99.89% and 99.91%. The carbon isotope of the methane (δ13C1 ) are 56.7‰ and 60.9‰, and its hydrogen isotope (δD) are 199‰ and 180‰, respectively, indicating the methane from the microbial reduction of CO2 . Based on the data of measured seafloor temperature and geothermal gradient, the gas formed hydrate reservoirs are from depths 24-1699 m below the seafloor, and main gas-generation zone is present at the depth interval of 416-1165 m. Gas-bearing zones include the Hanjiang Formation, Yuehai Formation, Wanshan Formation and Quaternary sediments. We infer that the microbial gas migrated laterally or vertically along faults (especially interlayer faults), slump structures, small-scale diapiric structures, regional sand beds and sedimentary boundaries to the hydrate stability zone, and formed natural gas hydrates in the upper Yuehai Formation and lower Wanshan Formation, probably with contribution of a little thermogenic gas from the deep sedments during this process.