中侏罗世泥炭地净初级生产力及控制因素——以准噶尔盆地南缘煤田为例

侏罗纪是地质历史发展过程中的重要时期,中国北方及中亚地区在中侏罗统发现了多个大型煤田.泥炭地作为碳储存的重要场所,所形成的煤层保留了丰富的古气候和古环境信息.米兰科维奇轨道参数旋回作为重要的时间尺度度量"工具",被广泛地用于"深时"研究,近年来该"工具"也被用来度量泥炭地发育的时限并对前第四纪泥炭地净初级生产力进行分析.针对准噶尔盆地南缘中侏罗世厚煤层,利用自然伽马、密度和电阻率测井曲线进行频谱分析,获得其米兰科维奇周期参数(偏心率123ka、斜率37.1ka、岁差21.7ka),并进一步计算43号和3号煤层的沉积时限分别为876~970和322~357ka.考虑煤化作用过程中的碳损失,获得43号和3号煤层的泥炭地碳聚集速率分别为58.6~64.9和60.3~66.8g C m~(-2)a~(-1),净初级生产力分别为251.8~279.1和259.1~287.1g C m~(-2)a~(-1).研究区中侏罗世的净初级生产力高于前人所获得的全新世、晚二叠世同一纬度带的净初级生产力,与早白垩世同一纬度带的净初级生产力相近.其主控因素为二氧化碳、氧气含量和温度,过低的二氧化碳或过高的氧气含量均导致泥炭地净初级生产力的下降.中侏罗世的二氧化碳含量高于冰室期二叠纪、全新世,与温室期白垩纪相近,该结果与Berner的全球二氧化碳曲线一致.因此,由测井信号提取出来的米兰科维奇轨道参数可用于计算不同地质历史时期的泥炭地净初级生产力,从而实现对"深时"古气候的分析.