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.      

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.      

旋回地层学理论基础、研究进展和展望

在过去30余年中旋回地层学研究得到了极大发展, 对理解和解决地球科学领域众多科学问题做出了很大贡献.旋回地层学(Cyclostratigraphy)已被定义为"对地层记录的(准)周期性旋回变化进行识别、描述、对比和成因解释, 并将其应用于地质年代学以提高地层年代框架的精度和分辨率, 实现地层高精度划分与对比的一门地层学分支学科".能够反映古气候变化的岩性、岩相、地球物理和地球化学参数(即古气候替代指标)均可用于旋回地层学分析.通过岩性组合识别、频谱分析、连续窗口频谱分析、小波分析、滤波和调谐等方法可进行识别米兰科维奇旋回信号和建立高精度天文年代标尺.中国学者在北方黄土剖面、南海新近纪海相沉积、古生代海相沉积和部分中新生代陆相沉积中获得了良好的旋回地层学研究成果.对中国东北松辽盆地陆相白垩系和华南海相二叠系乐平统—中三叠统开展旋回地层学研究有望取得重要突破.      

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。     

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.      

长江三角洲上新世以来磁性地层及天文调谐年代标尺

长江三角洲地区的磁性地层认识存在很大不确定性.为建立一个可靠的年代标尺,为区内沉积环境和气候演化研究提供约束,在年代地层和磁性地层基础上,以频率磁化率为信号源、ETP为靶曲线,通过轨道调谐方法对区内LZK1孔开展了天文年代标尺研究,建立了年代序列框架.结果显示,M/B界线埋深约为143.0 m、Ga/M界线埋深约为219.0 m、Gi/Ga界线埋深约为296.6 m.受气候和沉积环境控制,沉积旋回特征清楚,沉积速率具有明显的阶段性.调谐后的频率磁化率显示了显著的125 ka、96 ka、41 ka、23 ka、22 ka、18 ka等轨道周期,并在轨道周期上与ETP曲线高度相关,相关性超过了95%检验标准.100 ka、41 ka和23 ka周期的带通滤波曲线与偏心率、斜率和岁差在振幅和相位上吻合较好,但局部时间段有差异,可能与低沉积速率、沉积速率突变或短时间尺度的地层缺失等因素有关.研究表明,在具有短暂沉积缺失的持续沉降区域,只要保证样品分辨率,可以通过轨道调谐方法建立可靠的年代框架.      

西藏定日贡扎上白垩统锶同位素曲线及年代地层划分

根据从西藏定日贡扎上白垩统剖面中未经蚀变的海相碳酸盐样品中获得的50个锶同位素测试数据建立了对应于地层厚度的锶同位素演化曲线,与W.H.Burke等(1982)对应于地质年代建立的锶同位素曲线的同时代部分进行了对比,两条曲线极为相似,显示了地质历史中古海洋中的锶同位素组成具有全球一致的演化规律,为定日贡扎上白垩统剖面的年代地层划分提供了依据,同时还讨论了定日贡扎地区晚白垩世地层划分对比中的一些问题。     

泥河湾盆地基于粒度气候指标的轨道调谐时间标尺

泥河湾盆地东部出露一套厚近百米的以湖相为主的地层.我们测量了洞沟剖面的粒度和磁化率.通过磁化率记录的对比, 我们可以将前人确定的古地磁界线转移到我们的深度坐标上来, 并建立了初步的时间标尺.样品中粒径在20~50μm之间的颗粒含量时间序列可以与ETP曲线对比, 即低含量对应高ETP值.这样的对比意味着在北半球夏季太阳辐射量相对增加的时期, 进入泥河湾盆地沉积物中的风尘物质减少了.这与已知的北方风尘的演化历史是吻合的, 所以我们认为粒度(20~50μm) 含量是泥河湾盆地沉积物中比较可靠的古气候变化的替代性指标.对于沉积速率相对高的时段, 即 > 780ka的地层, 我们尝试用轨道调谐的方法建立了高分辨率的时间标尺.新的粒度(20~50μm) 含量时间序列滤波获得的20ka和41ka的周期成分与岁差及地轴倾斜度的理论值可以重合.这显示洞沟剖面的粒度(20~50μm) 含量记录可以作为轨道调谐的气候曲线.      

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。     

川南五峰组—龙马溪组有机质富集规律——基于旋回地层学的研究

基于钻井、测井资料,应用旋回地层学、地球化学等方法,探讨天文轨道周期驱动下的海平面变化对川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩有机质聚集的影响.应用川南地区Y8井GR数据序列,对五峰组—龙马溪组开展旋回地层学研究,识别了记录在沉积物中的斜率长周期(1.2 Ma)、长偏心率周期(405 ka)及短偏心率周期(100...     

新近纪海相生物地层事件年龄新编

介绍新近纪海相生物地层研究的新进展。2004年新的"国际地质年代表"以405ka偏心率长周期为基础来划分新近纪的主要地层界线,标志着轨道地层学时代的到来。新生代包括E1—E162偏心率长周期,底界的年龄为65.5±0.3Ma,其中新近纪有E1—E58周期,底界年龄为23.03Ma,并且根据天文调谐得出一系列新的古地磁年龄和生物事件年龄。由于这些新年龄,特别是接近新近纪底部的年龄与早期结果相差0.5Ma或更大,所以将其汇总介绍,以求与当前国际研究保持同步衔接,增强海洋新近纪高分辨率地层工作的准确性。     

南海ODP1143站上新世至更新世天文年代标尺的建立

基于底栖有孔虫δ18O的精确的年代标尺是古海洋学研究的基础, 特别是长度超过5 Ma, 分辨率小于5 ka的连续δ18O记录在全球大洋深海记录中更是凤毛麟角.在大西洋和东太平洋已经建立起了类似的代表性剖面, 如大西洋ODP659站和东太平洋ODP846站, 但在对全球气候有着重要影响的“西太平洋暖池区”还没有建立起这样的剖面.以南海大洋钻探184航次1143站底栖有孔虫的δ18O为材料, 建立了西太平洋地区跨越5 Ma、分辨率达2~ 3 ka的天文年代标尺.天文调谐的基本原理参照Imbrie et al.(1984), 并将斜率周期上8 ka的相位差和岁差周期上5 ka的相位差从晚更新世扩展到5 Ma; 调谐目标选用Laskar(1990)的斜率和岁差; 调谐方法采用了有别于ODP659站和ODP846站的自动轨道调谐方法(Yu and Ding, 1998).调谐结果显示, 1143站190.77 m、191个冰期、间冰期的深海沉积记录了5.02 Ma的南海古海洋学历史; 1143站布容/松山磁性反转事件的年龄为0.78 Ma, 与前人研究结果一致; 15个识别出的浮游有孔虫生物事件年龄部分与已经发表过的年龄相吻合, 部分为该生物事件在南沙海区的新年龄.由年代标尺推导出的南海沉积特征显示, 2.9 Ma是沉积速率的一个转折点, 在此之前, 平均线性沉积速率只有39.5 m/Ma, 冰期、间冰期平均波动幅度为50 m/Ma; 2.9 Ma以后, 平均线性沉积速率猛然上升到65.4 m/Ma, 冰期、间冰期平均波动幅度为200 m/Ma.此外, 南海的沉积速率还显示出冰期或间冰期中的亚冰阶沉积速率高, 而相邻的间冰期或亚间冰阶的沉积速率低, 这种特点在更新世尤为典型.这可能与全球冰量变化带来的冰期、间冰期差异性风化剥蚀和搬运有关.      

塔里木盆地西北缘乌恰地区晚白垩世-渐新世微相分析及沉积演化

塔里木盆地西部是我国发育中新生代海相地层的少数地区之一。以沉积微相分析为手段,通过对塔里木盆地西北缘乌恰地区库孜贡苏剖面晚白垩世-古近纪岩性、生物组合、颗粒成分、基质类型及其沉积结构和构造特征等仔细研究,重点针对碳酸盐岩划分出（含）骨屑隐晶灰岩、隐晶灰岩、微（隐）晶白云岩、鸟眼隐晶灰岩、微晶鲕粒白云岩、生物碎屑灰岩、微晶球粒白云岩、生物灰岩、亮晶鲕粒灰岩等9个岩相类型。根据碳酸盐岩微相类型组合和剖面结构沉积特征,划分出潮上带、潮间带、潮下带、台地边缘浅滩和生物礁5个沉积相,并恢复了该区晚白垩世-古近纪的沉积环境演化过程,为查清白垩纪-古近纪特提斯洋演化以及重建该地区古环境和油气勘探研究提供重要的基础材料。     

Characteristics of Milankovitch cycles recorded in Eocene strata in the eastern depression of North Yellow Sea Basin,North China

As cyclical orbital movements of Earth, Milankovitch cycles can be recorded in sedimentary strata. The time they reflect can be used to accurately divide and compare strata. Milankovitch cycles recorded in strata enrich the stratigraphic theory, especially the theories of cycle stratigraphy, and thus they are widely used in geological survey engineering nowadays. This study explored the characteristics of the Milankovitch cycles recorded in the eastern depression of the North Yellow Sea Basin, highlighting their control over high-frequency stratigraphic sequences. The Eocene Milankovitch cycles in the depression were calculated based on the method proposed by J. Laskar, and their parameters primarily include eccentricity cycles of 125 ka and 99 ka, obliquity cycles of 51 ka and 39 ka, and precession cycles of 23 ka and 19 ka. Spectral analysis of gamma-ray (GR) and spontaneous potential (SP) log curves of the Eocene strata was carried out to divide and compare stratigraphic sequences, revealing that the spectral peaks correspond well to astronomical cycles. This indicates that the strata in the depression fully record Milankovitch cycles. Furthermore, there are long-, medium-, and short-term stratigraphic cycles in the eastern depression, with a thickness of 13.03–15.89 m, 3.70–5.21 m, and 2.17–2.94 m, respectively. The sedimentation rates of the Eocene strata were calculated to be 121.2–127.12 m/Ma accordingly. From the uplift to the center of the lacustrine basin along the slope in the eastern depression, both the sedimentation duration and the sediment thickness increase, while the sedimentation rate remains relatively stable. The Eocene strata can be divided into six stages of high-frequency sequences by continuous wavelet transformation, namely E₆–E₁ from bottom to top. The sedimentation duration and sedimentation rates of the sequences were calculated using spectral analysis with each of the sequences as a separate window. Moreover, the impacts of climate change on the sedimentary environment in the eastern depression were analyzed. It can be concluded that E₆ was a lowstand system tract, E₅ and E₄ were lacustrine expansion system tracts, E₃ was a highstand system tract, and E₂ and E₁ were lacustrine contraction system tracts. All these verify that Milankovitch cycles serve as an effective approach for the analysis of sedimentary cycles.     

藏南地区海相白垩系富有机质沉积的影响因素浅析

藏南地区白垩纪时期广泛沉积了一套海相富有机质沉积物,而其中与C-T界线缺氧事件有关的黑色页岩引起了广泛关注。但是,其有机碳含量与西特提斯相比明显偏低。因此,有关该区对海相白垩纪富有机质沉积影响机制的认识显得尤为重要。文中选取前人研究程度较高的岗巴宗山Ⅱ剖面、定日贡扎剖面和江孜加不拉剖面、床得剖面,利用其相关数据,定量计算了这些剖面的沉积速率、堆积速率和古生产力值。结果表明,藏南地区沉积速率以C-T界线时期最高,而岗巴、定日地区与江孜地区的沉积速率表现出较大的差异,这主要与沉积环境有关;并且在沉积速率<4cm/ka时,随着沉积速率的增加,有机碳含量随之增加,而沉积速率较大时,则关系不明显。江孜地区初级生产力较低,其缺氧期黑色页岩的形成并不是高生产力的结果,可能与缺氧条件的保存作用相关;对于岗巴和定日地区而言,尽管计算的古生产力较低,但碳同位素正偏以及推测存在的沿岸上升洋流表明,该区白垩纪富有机质沉积拥有高的初级生产力和缺氧的保存条件,表明该区有良好的古海洋条件,富有机质沉积的形成是高生产力、缺氧的保存条件以及低的沉积速率(<4cm/ka)共同作用的结果。而产生有机碳偏低,从而使得计算的古生产力值偏低的原因,则可能与成岩后期强烈的风化作用,导致有机碳的损失有关;另外定日地区C-T期有机碳含量偏低则还与其沉积物粒度有关。     

The Cretaceous System in China

This paper provides an outline of Cretaceous stratigraphy and paleogeography in China, which is based on rich data obtained from recent researches. Cretaceous deposits are widespread in China. Most strata are of nonmarine origin and marine sediments occur only in Tibet, western Tarim Basin of Xinjiang, Taiwan and limited localities of eastern Heilongjiang. All deposits are rich in fossils and well-constrained biostratigraphically. The stratigraphic successions of different regions are illustrated, and general stratigraphic division and correlation have been introduced. The marine deposits are described in the Tibetan Tethys, Kashi-Hotan Region of Xinjiang, eastern Heilongjiang, western Yunnan and Taiwan; the nonmarine deposits are outlined from northeast China, southeast China, southern interior China, southwest China, the Shaanxi-Gansu-Ningxia region, and northwestern China intermontane basins. The sedimentary facies and paleogeography are diversified. In Tibet the basin evolution is largely related to the subduction and collision of the Indian Plate against the Eurasian Continent, and shows a tectonic evolution in the Cretaceous. Foraminifera are a dominant biota in the Tibet Tethys. Nonmarine sediments include variegated and red beds, coal- or salt-bearing horizons, and volcanic rocks. These deposits contain diverse and abundant continental faunas and floras, as well as important coal and oil resources. The Cretaceous stratigraphy and paleogeography in China have presented a foundation for geological studies.     

Origin of oils in the Eastern Papuan Basin,Papua New Guinea

The geochemical characteristics of 16 oils/condensates/seep oil/oil shows (collectively called oils) from the Eastern Papuan Basin (EPB) and one seep oil from the Western Papuan Basin (WPB) are integrated with data from previous studies of oils, fluid inclusion oils and solid bitumens from the EPB and WPB, Papua New Guinea. The combined set of samples can be divided in two major families of hydrocarbons. The Family A oils, mostly occurring in the WPB region, were generated from clay rich marine source rocks, containing predominantly terrigenous higher plant derived organic matter (OM) deposited in a sub-oxic to oxic environment. Source rock(s) for Family A oils are likely to be of Middle to Upper Jurassic, e.g., the Upper Jurassic Imburu Formation. The Family B oils, distributed mainly in the EPB region, were generated from Cretaceous or younger marine carbonate source rock(s) deposited under anoxic to sub-oxic conditions, and containing predominantly prokaryotic OM with some terrigenous higher plant inputs. The EPB natural gases analyzed in this study may be co-genetic to the co-occurring Family B oils in the EPB. Both Family A and B oils were generated at similar thermal maturities of 1.0–1.3% vitrinite reflectance equivalent. Although no source interval to date has been firmly identified in the EPB, post-Jurassic strata are a viable option, because (1) Late Cretaceous and Paleogene carbonate and clastic marine sediments including possible source lithologies are present, and (2) this section of the Papuan Basin sustained rapid sedimentation and tectonic loading, particularly in the Cenozoic.     

藏南江孜地区早白垩世甲不拉组钙质超微化石的特征及其地层意义

藏南江孜一带的侏罗纪—白垩纪海相地层被划分为维美组和甲不拉组。通过偏光显微镜和扫描电镜观察和分析,发现甲不拉组黑色页岩中含有保存较为完好的钙质超微化石。研究区的生物丰度和分异度偏低,经鉴定以椭圆球石科(Ellip-sagelosphaeraceae)生物群为主,数量相对丰富,但属种比较单调。超微化石指示甲不拉组为早白垩世沉积的产物。结合菊石和双壳类化石,认为甲不拉组地层时代属于早白垩世贝利阿斯期至凡兰吟期(Berriasian-Valanginian)。这一发现标志着西藏特提斯东部早白垩世地层中钙质超微化石的存在。甲不拉组早白垩世钙质超微化石的发现,为该地区海相地层的时代划分、对比提供了新的资料,也为寻找海相侏罗纪—白垩纪地层界线指示了目标。