米氏旋回在涠西南凹陷WZ11-4N油田高频层序地层识别与对比中的应用

针对应用常规方法进行高频层序划分和对比容易受人为因素影响,所建立的高级别层序地层格架具有多解性等问题,本文引入天文地层学中气候旋回受天文周期驱动的理论,选择涠西南凹陷WZ11-4N油田4口钻井中的流一段地层为研究对象,进行米兰科维奇旋回特征分析。对自然伽马数据进行频谱分析的结果显示,在不同钻井中,流一段地层主要受偏心率周期(401ka、125 ka和95 ka)控制。对该周期滤波分析后,选择控制流一段发育的主要米兰科维奇周期曲线,建立了该区的高分辨率天文年代标尺。最后以偏心率125 ka周期曲线作为6级层序划分的参考曲线,对流一段层序进行高频旋回地层划分与对比。在此基础上,最终实现高频地层格架下沉积相的精细对比。     

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。     

北黄海东部坳陷始新统米兰科维奇旋回特征

米兰科维奇旋回是记录在沉积地层中的表现形式, 其代表的时间涵义是进行高分辨率地层划分和对比的有效手段, 从地层中揭示的米兰科维奇旋回, 可以完善地层学尤其是旋回地层学理论.以北黄海东部坳陷为研究对象, 根据J. Laskar的解决方案计算出该区始新统的米兰科维奇旋回周期为: 125 ka和99 ka的偏心率周期, 51 ka和39 ka的地轴斜率周期, 23 ka和19 ka的岁差周期.通过对3口井的GR(自然伽马)和SP(自然电位)测井曲线进行频谱分析, 发现其频谱峰值与天文周期存在着良好的对应关系, 因此可以判定该区域地层中保存着完好的米兰科维奇沉积旋回.地层旋回厚度存在13.03~15.89 m的长周期、3.70~5.21 m的中周期和2.17~2.94 m的短周期, 并由此计算地层的沉积速率为121.20~127.12 m/Ma.从隆起沿着斜坡往湖盆中心, 沉积持续时间越长且沉积厚度也越厚, 但沉积速率相对稳定.通过连续小波变换对始新统地层进行小层划分, 划分出6期沉积体, 以每个沉积体为独立窗口进行频谱分析计算出沉积的持续时间和速率, 从气候变化的影响分析每个阶段的沉积环境.从下往上层序地层E₆期为低水位体系域, E₅和E₄为湖泊扩张体系域, E₃为高位体系域, E₂和E₁为湖泊收缩体系域.以上方法可以证明米兰科维奇进行沉积旋回分析是一种有效的方法.      

西沙群岛琛科2井珊瑚礁钻孔天文年代标尺的建立及天文周期记录

珊瑚礁能够灵敏地记录过去气候变化过程，对于长尺度气候记录而言，高精度的地层年代框架能为区域和全球事件对比提供精确的年代约束。文章以南海西沙群岛琛科2井的珊瑚礁钻孔为研究材料，选取对沉积旋回反应灵敏的非磁滞剩磁(ARM)作为气候替代指标进行旋回分析。ARM分段深度域频谱分析结果显示其存在稳定的代表斜率调制周期约1.2 Ma和长偏心率周期约405 ka的沉积旋回。基于以上识别出的沉积旋回，分别利用轨道参数理论滤波曲线对0～878.21 m的深度域ARM数据序列进行分段天文调谐。最终将珊瑚礁起始发育的天文年代厘定为约19.2 Ma,分辨率可以达到十万年的轨道尺度，可以与Sr同位素年代相互校准。时间域的ARM频谱分析发现，整个中新世以来约1.2 Ma的斜率调制周期在南海珊瑚礁沉积地层中最明显，约405 ka和约95 ka的偏心率周期及约173 ka的斜率调制短周期均不连续。这表明斜率调控的百万年尺度的轨道周期可能对南海珊瑚礁的演化起着主要的调控作用，而珊瑚礁沉积记录的主控周期的改变可能是其对南北半球冰川作用气候效应的及时响应。     

米兰科维奇旋回识别与天文标尺的建立:以莫索湾地区莫21井三工河组一段为例

依据米兰科维奇理论识别划分旋回,是对传统层序地层学的有力补充,具备高等时约束性,可实现高分辨率旋回识别与高精度等时地层格架的建立。莫索湾地区是准噶尔盆地油气勘探的有利区域之一,其中三工河组一段发育了有效的、成规模的致密气储集层。利用自然伽马测井数据,通过频谱分析等方法,对研究区目标层位进行了米兰科维奇信号识别与旋回划分。以405 ka周期滤波曲线作为基准,借助三工河组底界地质年龄,建立了浮动天文标尺。研究表明,三工河组一段存在米兰科维奇旋回。短期偏心率125 ka周期控制厚度约为29.73 m的旋回;斜率54 ka周期控制厚度约为12.47 m的旋回;岁差24 ka周期控制厚度约为5.62 m的旋回。三工河组一段地质年龄为189.951～190.800 Ma,共识别出了7个短期基准面旋回,由此划分出了7个五级层序,沉积速率从下到上,虽呈现出"减小-增大-持续减小-持续增大"的趋势,但整体变化不大;发育了B1、B2、C1三种类型的短期基准面旋回。     

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。     

北京平原南口—孙河断裂南段第四纪活动性及其构造意义

通过对北京平原南口—孙河断裂南段上、下两盘钻孔ZK17和ZK18的磁化率和自然伽马测井曲线进行频谱分析,识别出显著的米兰柯维奇沉积旋回,揭示出北京平原区第四纪古气候及沉积过程受到地球轨道力的控制。通过对初始年代格架下的数据曲线进行100 ka的短偏心率信号滤波处理并调谐至天文理论偏心率曲线,建立了精度为01 Ma的连续天文年代标尺,在此年代学研究成果的基础上实现了对目标断裂活动性精细探讨的目的。通过对比断裂两盘的沉积速率变化,可以识别出南口—孙河断裂第四纪以来6个相对较强的活动幕。其中早更新世存在4个明显的活动幕,活动周期具有04 Ma准周期的特点,第Ⅰ幕和第Ⅲ幕分别对应了青藏高原隆升期的青藏运动的B幕(26 Ma)和C幕(17 Ma),中更新世的活动特征则对应了“昆黄运动”,北京地区新构造运动特征与之有较好的呼应关系。     

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。     

珠江口盆地珠一坳陷韩江组-万山组旋回地层学

对珠江口盆地珠一坳陷惠州凹陷北部HZ0811井和惠陆低凸起HZ1811井中中新世-上新世的韩江组、粤海组和万山组自然伽马测井曲线进行频谱分析和小波分析, 识别出显著的米兰柯维奇沉积旋回.通过对短偏心率旋回进行高斯带通滤波, 建立了HZ0811井和HZ1811井的"浮动"天文年代标尺.两口井的万山组、粤海组和韩江组分别记录了35个、56个和64个短偏心率旋回, 据此估计出万山组沉积时限约为3.5 Ma, 粤海组沉积时限约为5.6 Ma, 韩江组沉积时限约为6.4 Ma.根据天文年代标尺计算出HZ0811井和HZ1811井韩江组-万山组的沉积速率, 结果表明沉积速率变化显示出明显的1.0 Ma和0.4 Ma的旋回性, 可能与长偏心率周期(1.0 Ma和0.4 Ma)控制的海平面变化有关.      

基于米氏旋回的黔西盘县上二叠统煤系高频层序研究

上二叠统记录了地质历史时期最大规模的生物灭绝事件和最深刻的环境变化。对上二叠统的层序地层格架进行精细 描绘,建立高分辨率的地层序列,是深入了解此次事件及其演化的基础和关键。基于钻测井、岩心观测及地球化学分析测 试结果等资料综合分析,并运用小波分析技术,对黔西盘县上二叠统煤系进行了米氏旋回的识别和划分,结果表明,研究 区上二叠统煤系记录了稳定的米兰科维奇旋回,天文轨道周期对其沉积过程具有明显影响,由长、短偏心率、地轴斜率和 岁差周期引起的地层旋回厚度分别为16.06~17.24 m、5.39~5.70 m、2.11~2.15 m、1.12~1.21 m,长偏心率周期对地层中沉积 旋回的控制和影响最强。对长、短偏心率周期进行滤波分析后,建立了上二叠统煤系“浮动”天文年代标尺,为约束同沉 积火山事件层（Tonstein） 的形成及其持续时限提供了年代学依据。以区域等时对比效果明显的长偏心率旋回为标尺,并结 合旋回沉积序列、旋回界面特征等,将上二叠统煤系划分为4个三级层序,并进一步划分为16个四级层序（对应于中期旋 回）,建立了研究区高频层序地层格架。     

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.     

基于米氏旋回的黔西盘县上二叠统煤系高频层序研究

上二叠统记录了地质历史时期最大规模的生物灭绝事件和最深刻的环境变化。对上二叠统的层序地层格架进行精细 描绘，建立高分辨率的地层序列，是深入了解此次事件及其演化的基础和关键。基于钻测井、岩心观测及地球化学分析测 试结果等资料综合分析，并运用小波分析技术，对黔西盘县上二叠统煤系进行了米氏旋回的识别和划分，结果表明，研究 区上二叠统煤系记录了稳定的米兰科维奇旋回，天文轨道周期对其沉积过程具有明显影响，由长、短偏心率、地轴斜率和 岁差周期引起的地层旋回厚度分别为16.06~17.24 m、5.39~5.70 m、2.11~2.15 m、1.12~1.21 m，长偏心率周期对地层中沉积 旋回的控制和影响最强。对长、短偏心率周期进行滤波分析后，建立了上二叠统煤系“浮动”天文年代标尺，为约束同沉 积火山事件层（Tonstein） 的形成及其持续时限提供了年代学依据。以区域等时对比效果明显的长偏心率旋回为标尺，并结 合旋回沉积序列、旋回界面特征等，将上二叠统煤系划分为4个三级层序，并进一步划分为16个四级层序（对应于中期旋 回），建立了研究区高频层序地层格架。     

频谱分析法在识别米兰科维奇旋回及高频层序中的应用——以塔里木盆地塔中－巴楚地区下奥陶统鹰山组为例

在巴楚地区露头高频层序研究及塔中地区钻测井三级层序划分的基础上,对塔里木盆地塔中地区塔中162井和塔中43井下奥陶统鹰山组层序OSQ2的自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线进行了滤波处理、快速傅里叶变换处理、小波时频分析以及调谐处理,识别出具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回。结果表明：斜度（黄赤交角）旋回最为明显,周期为37.0 ka,是以向上变浅为主的六级米级旋回的主要控制因素,其主旋回平均厚度在台地边缘相带的塔中162井及塔中43井中分别为4.55 m及3.97 m,在巴楚地区半局限-开阔台地相带中为2～4 m;95 ka的短偏心率周期是形成五级准层序的主要控制因素,而大致代表四级准层序组形成时限的413 ka长偏心率周期在地层记录中表现并不明显。据高频层序叠置关系分析及平均主旋回个数初步估算,塔中-巴楚地区下奥陶统鹰山组层序OSQ2的形成时限大约为4.92 Ma,塔中43井鹰山组层序OSQ2受后期构造隆升而被剥蚀约192  m。结合四级层序（准层序组）发育时限（413 ka）及其叠置关系,以及与其调谐的小波变换曲线特征,初步将塔中-巴楚地区鹰山组层序OSQ2划分出12个准层序组。自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线包含沉积古水深相对变化的信息,是反映气候变化生成的米兰科维奇旋回层序的良好指标。     

手持X射线衍射仪(ED-XRF)在旋回地层学中的应用:以酒泉盆地青西凹陷早白垩世下沟组为例

在旋回地层学研究中,高分辨率地球化学数据作为一重要的替代指标,其一般获取方式（ICP-MS或WD-XRF）较耗费时间和经费,而手持X射线衍射仪（ED-XRF）能够高效的解决这一问题,目前将ED-XRF运用在沉积地层研究中,尤其是旋回地层学研究领域中较少.以酒泉盆地青西凹陷早白垩世下沟组深湖相泥岩、白云质泥岩为研究对象,将连续采集的岩心样品通过ED-XRF测试,该测试方法能够保证在不破坏样品的前提下,并在误差允许的范围内的条件下,短时间内（5 min）完成对单一样品的测试.通过测试精确得出24种主量及微量元素的含量,将得出的地球化学特征作为旋回地层学研究的替代指标,并针对K/Al,Ca/Al,Si/Al,Fe/Al,Ti/Al,Mn/Al,Ni/Al,Zn/Al和Pb/Al的比值进行频谱分析.数据表明W2井下沟组一段（SQK₁g1）地层旋回性表现出与天文旋回明显的对应关系.沉积地层中的旋回厚度比值为20.25:4.75:1.75:1.00,与米兰科维奇旋回中长偏心率、短偏心率、斜率和岁差的周期比值:400 ka:95 ka:37 ka:20 ka相对应.该地区的沉积记录受天文轨道周期的影响得到了证明,与此同时,为手持X射线衍射仪在旋回地层学中的应用开辟了新领域.      

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。     

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。