2019, Vol. 37扩展功能
文章信息
- 杨雪, 柳波, 张金川, 霍志鹏
- YANG Xue, LIU Bo, ZHANG JinChuan, HUO ZhiPeng
- 古龙凹陷青一段米兰科维奇旋回识别及其沉积响应
- Identification of Sedimentary Responses to the Milankovitch Cycles in the K2qn1 Formation, Gulong Depression
- 沉积学报, 2019, 37(4): 661-673
- ACTA SEDIMENTOLOGICA SINCA, 2019, 37(4): 661-673
- 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.178
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文章历史
- 收稿日期：2018-08-08
- 收修改稿日期: 2018-10-09
2. 中国地质大学(北京)国土资源部页岩气战略评价重点实验室, 北京 100083;
3. 东北石油大学非常规油气成藏与开发省部共建国家重点实验室培育基地, 黑龙江大庆 163318
2. Key Laboratory of Strategy Evaluation for Shale Gas, Ministry of Land and Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China;
3. Accumulation and Development of Unconventional Oil and Gas, State Key Laboratory Cultivation Base Jointly-constructed by Heilongjiang Province and the Ministry of Science and Technology, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318, China
米兰科维奇旋回（Milankovitch）指由地球轨道参数（偏心率、斜率、岁差）变化在地层中产生的旋回性沉积记录，是一种从全球尺度上研究日照量和地球气候之间关系的天文理论[1]。不同轨道参数导致到达地球表面的日照量存在差异，进而使气候出现冷暖干湿的区分，气候变化进一步影响水体分层、沉积物充填以及湖泊内部生物组合形式和种群密度。有机质的形成与保存依赖于暖湿环境，因此气候的旋回的周期变化决定地层中的有机质丰度的差异。近年来，诸多学者通过对地层旋回层序的研究，将其级别划分到了六级[2-3]，通过对比前人划分的不同级次旋回，认为米级旋回相当于Ⅵ级旋回，其厚度变化不等，与地层成因相关，能反应一个湖平面的升降过程[4-5]。
松辽盆地青山口组深湖—半深湖环境沉积的细粒沉积岩（图 1），受海侵事件及同时伴随的湖泊缺氧事件的影响，大量湖泊生物得以保存，形成了青山口组的优质烃源岩[6]。但因为缺乏理想的放射性同位素年龄数据，阻碍对青山口组记录的地质过程的进一步认识[7]，如湖泊相地层对全球气候变化的响应等在地层中难以识别，大段深色泥岩的分层及地层特征尚未清楚。前人研究表明，青山口组地层受构造旋回影响较小[8]，但全球海平面的升降幅度大、古气温变化频繁、降雨增加及大气成分也发生变化，对气候变化极为敏感[9]，其中青一段的缺氧事件发生在森诺曼期（Cenomanian）—土仑期（Turonian）期界线附近[10-11]，地层中沉积了多套富含有机质的暗色、红色泥岩。考虑该地层可能会保存较为完整的米氏旋回，本文利用米氏旋回对大段湖相细粒沉积进行地层旋回层序划分。
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| 图 1 松辽盆地构造单元划分 Fig.1 Division of tectonic units in Songliao Basin |
选取古龙凹陷细粒沉积岩参数井（YX58井）的青山口组一段（简称青一段）地层（图 2）为研究对象。YX58井位于古龙凹陷中部偏西北处，自1 986.5~2 142.0 m连续取芯150 m以上，其中青一段属于湖相深水沉积，岩性以黑色泥岩、粉砂质泥岩等细粒沉积岩为主，发育油页岩层。由于构造稳定，没有经历较大构造破坏，其间不存在明显的地层缺失，是区内研究米兰科维奇旋回的理想对象。前人研究表明青一段沉积初期经历过两次大规模湖侵，形成了青一段整体深水沉积[13-14]。本项研究拟利用自然伽马测井数据，通过深度校正、去均值化等处理手段后，利用MATLAB中小波变换和频谱分析工具，提取青一段湖相细粒沉积岩中米兰科维奇旋回信息，并通过全岩X射线衍射、X荧光微量元素分析、岩石热解等数据分析，明确青一段沉积古环境，建立受控于米兰科维奇旋回的沉积环境响应特征。
经典米氏旋回理论认为，轨道参数的周期性变化导致地球表面日照量变化[15]，偏心率、斜率、岁差三个参数引起地球表层气候系统的发生周期性波动，地层中记录对应温度、水深、植被等气候要素敏感变化，形成不同级别的旋回。
根据松辽盆地青山口的“浮动”天文标尺数据[16-17]，计算出白垩纪各地球轨道参数（表 1）。相对稳定的米氏旋回周期意味着轨道参数之间的比率关系一般也是稳定的[19-20]，因此利用各参数之间的比率，在较小的误差范围内，通过自然伽马测井数据分析的谱峰之间存在的相等或相近的旋回比率，就可以初步判断地层中记录了米兰科维奇旋回信息[21-22]。
| 名称 | 周期[18]/Ma | 频率/Hz | 频率比值 | |||||
| e1 | e2 | a1 | a2 | p1 | p2 | |||
| e1 | 0.405 | 2.47 | 1.00 | — | — | — | — | — |
| e2 | 0.125 | 8.00 | 3.24 | 1.00 | — | — | — | — |
| a1 | 0.048 | 20.83 | 8.44 | 2.60 | 1.00 | — | — | — |
| a2 | 0.0375 | 26.67 | 10.8 | 3.33 | 1.28 | 1.00 | — | — |
| p1 | 0.0225 | 44.44 | 18.0 | 5.56 | 2.13 | 1.67 | 1.00 | — |
| p2 | 0.0184 | 54.35 | 20.01 | 6.79 | 2.61 | 2.04 | 1.22 | 1.00 |
| 注：e1为长偏心率；e2为短偏心率；a1为斜率1；a2为斜率2；p1为岁差1；p2为岁差2。 | ||||||||
研究中，青山口组一段地层自然伽马测井的测量间距均为0.125 m。自然伽马测井数据范围在78~167 API，其中GR低值对应地层中的泥灰岩夹层，GR高值对应黑色页岩、泥岩及油页岩。选择研究区取芯井的自然伽马（GR）数据进行小波变换分析，通过傅里叶变换对GR信号进行连续分解，去除噪音及高频信号，对剩余信号进行重新组构，得到相对平稳的信号（图 3），提取频率并进行频谱分析。利用小波分析工具的db5小波对GR曲线进行10层小波分解，得到10条不同级次的小波系数K曲线。分析各曲线发现d1、d2曲线显示出的频率信息大于岁差p2频率，而d9、d10两条曲线频率低于长偏心率e1频率，据此认为与米氏周期相关的信息主要在集中在d3~d8曲线之中。进一步对d3~d8各小波系数曲线进行频谱分析，选择能量相对集中的优势频率作为旋回地层划分的依据，通过优势频率与波长对应关系，确定地层旋回周期，计算旋回厚度。结果表明，优势频率出现在d3、d4、d5、d6和d8曲线中（表 2），其频率比值21.79:6.79:2.63:2.02:1.23:1.00，与表 1中的地球轨道参数周期的频率比值20.01:6.79:2.61:2.04:1.22:1.00相近，证明青一段地层沉积与米兰科维奇旋回具有良好的对应关系。
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| 图 3 GR曲线db5离散小波变换分解结构 Fig.3 GR curve of db5 discrete wavelet transform decomposition structure |
| 小波变换系数曲线 | 米氏周期 | 优势频率/Hz | 频率比值 | |||||
| e1 | e2 | a1 | a2 | p1 | p2 | |||
| d8 | e1 | 0.000 24 | 1.00 | — | — | — | — | — |
| d6 | e2 | 0.000 77 | 3.21 | 1.00 | — | — | — | — |
| d5 | a1 | 0.001 99 | 8.29 | 2.58 | 1.00 | — | — | — |
| a2 | 0.002 59 | 10.79 | 3.36 | 1.30 | 1.00 | — | — | |
| d4 | p1 | 0.004 26 | 17.75 | 5.53 | 2.14 | 1.64 | 1.00 | — |
| d3 | p2 | 0.005 23 | 21.79 | 6.79 | 2.63 | 2.02 | 1.23 | 1.00 |
由于一维小波的连续分解可以提取GR曲线的低频信号，利用这种方法得到可以显示整体变化趋势的低频信号[23]。对GR曲线进行1:1:128的连续小波变换，得到128×1 246个连续小波变换因数矩阵，连续小波变换因数时频色谱图是图形化的相似因数显示（图 4），亮色部分表示相似因数大，深色部分表示相似因数小，从图 5小波色谱图中可以看出主要有3种级别的周期。用不同a值的morl小波从左到右与原始信号对比，选取尺度因子分别为128，64，32的小波因数变化曲线代表3种周期，低频曲线对应中地质周期、中频曲线对应长地质周期，而高频曲线则显示为相变剧烈面。
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| 图 4 松辽盆地青山口组一段沉积层序综合柱状图 Fig.4 Comprehensive histogram of sedimentary sequence of K2qn1 Formation in Songliao Basin |
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| 图 5 GR曲线db5离散小波变换系数曲线频谱 Fig.5 GR curve of db5 discrete wavelet transform coefficient curve spectrum |
参照研究区青一段地层测录井及其他资料，确定小波系数a为128的曲线对应Ⅳ级层序，表现为轨道参数控制下的整个周期内的气候变化情况，a为64的曲线对应Ⅴ级层序，表现为短偏心率周期中气候波动引起的基准面升降和物质供给变化，a为32的曲线对应Ⅵ级层序，表现为斜率周期中气候波动引起的基准面升降变化。不同a值与旋回层序的对应曲线的振荡趋势不同，由此通过小波系数即可以反映出其与层序界面的关系。
1.3 频谱分析划分米氏旋回频谱分析通过按频率顺序展开时间序列的信号强度，使其成为频率的函数，目的在于识别出地层信号中的周期性成分[24]。频谱能量分析图（图 5）中能量谱峰的高低表示GR信号的相对强弱，对应地层出现的次数。能量值越大，表示该区域这种地层出现的次数越多、矿物组成相似度越高。通过分析频谱能量图中的主频值，提取高频信息，对比地层沉积可求出其相应的波长，得到旋回地层的厚度。图 5中频谱能量相对强的点为d3、d4、d5、d6和d8曲线频谱，通过其对应的频率计算出地层主要旋回厚度为41.667 m，12.988 m，5.025 m，3.861 m，2.347 m，1.912 m（表 3），其比例关系为21.792:6.792:2.628:2.019:1.228:1，与轨道周期405 ka:125 ka:48 ka:37.5 ka:22.5 ka:18.4 ka的比例关系22.001:6.793:2.609:2.038:1.223:1非常接近，其中12.988 m和5.025 m沉积旋回对应的周期分别为125 ka和48 ka。将偏心率、斜率和岁差在同一频谱（图 5f）中进行分析，认为青一段地层旋回主要受125 ka的短偏心率周期和48 ka的斜率周期控制。
| 地层 | 厚度/m | 厚度比值 | 理论比值 | 轨道周期/ka |
| 青一段 | 41.667 | 21.792 | 22.011 | 长偏心率405 |
| 12.988 | 6.792 | 6.793 | 短偏心率125 | |
| 5.025 | 2.628 | 2.609 | 斜率48 | |
| 3.861 | 2.019 | 2.038 | 斜率37.5 | |
| 2.347 | 1.228 | 1.223 | 岁差22.5 | |
| 1.912 | 1 | 1 | 岁差18.4 |
由于已经利用频谱分析在地层中识别出完整的米兰科维奇旋回信号，进一步将信号调谐到理论的曲线上[25]，换言之，就是将调谐到天文目标曲线上，可以将曲线从深度域转换为时间域，古气候替代指标的时间序列，以此去除沉积速率变化所带来的影响，同时建立浮动天文年代标尺，来精确地计算地层或地质事件的持续时间[26]。从GR曲线数据中提取以125 ka和48 ka为周期的两条曲线作为调谐曲线，建立青山口组一段的天文年代标尺（图 6）。短偏心率调谐信号上每两条蓝色调节线之间为一个短偏心率125 ka周期，其中共保存了25个这样的旋回周期，持续时间大约为3.13 Ma左右；斜率调谐信号上每两条粉色调节线之间为一个斜率48 ka周期，其中共保存了68个这样的旋回周期。根据前人研究已确定的青一段地层底界年龄为94 Ma，推断青山口组一段顶界地层年龄为90.87 Ma，由此得到具有较高分辨率的等时地层界面，从而提高高分辨率层序地层格架的准确度。
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| 图 6 青山口组一段高频旋回划分对比 Fig.6 Comparison of high-frequency cycles in K2qn1 Formation |
分析结果显示，频谱分析划分出的青一段Ⅳ级旋回周期和Ⅴ级旋回周期结果与小波变换结果相吻合，地层旋回接线的误差在5%以内浮动，相似度达到95%以上，进一步说明了青一段沉积物具有周期性变化特征，并且这种变化的旋回性受米兰科维奇旋回的控制。
2 沉积环境松辽盆地在青一段时期沉积时期主要形成黑色、灰黑色油页岩，观察可见地层水平层理、块状层理及韵律状层理发育，岩芯观察中还可见沉积岩中零散分布的介形虫层等生物碎屑化石。黏土层与亮晶方解石层交替沉积形成韵律层理，而当水体碱化，盐度增加时，方解石等碳酸盐矿物大量沉积，此时陆源碎屑供给较少，形成内源岩沉积。基于有机地球化学参数及矿物元素分析可以进行层序地层格架内部旋回地层学研究，分析研究区沉积旋回响应。
2.1 古气候根据元素在干热或湿冷气候下迁移富集变化特征，定量引入古气候指数的概念[27]，气候指数计算公式如下所示：
根据相关学者提出的气候指数的定量计算与气候变化的干湿冷暖对应关系，将此次研究中的干湿分界线定为0.2，以0.1~0.4为区间，C越小代表环境适合钙、镁等元素富集，环境为干燥型、半干燥型气候，否则为半潮湿、潮湿气候，量化表示为C < 0.1为干燥型气候，0.1≤C≤0.2为半干燥型气候，0.2≤C≤0.4为半潮湿型气候，C > 0.4为潮湿型气候。
古气候指数C计算显示，松辽盆地青一段地层沉积时期气候为半温暖半湿润气候（图 7）。青山口一段初期水体较浅，气候炎热干燥，气候指数接近于0.1，为半干旱型气候。而后在海侵发生之前，气候的反复变化，引起了地层中富集的元素及有机质变化，气候指数此时在0.1到0.3之间出现较大幅度的波动。而后由于突然发生大规模海侵，造成全球海平面骤升，古温度整体较高，环境炎热，Sr/Ga呈升高趋势；Ba/Sr比值整体较小，但存在很大波动，海侵造成了大面积水体动荡，元素很难富集，因此根据气候指数将其判定为干旱环境；第一次海侵过后，气候指数C在0.1~0.3之间波动，因此青一段中部为半温暖—半湿润气候交替，整体上为呈炎热潮湿气候，也可以认为此时期为水进时期，全球海平面持续上升，气温回升，环境呈温暖湿润气候，Sr/Ga值减小，Ba/Sr逐渐增大，气候指数恢复稳定。在青一段上部，由于气候干旱炎热，发生第二次大规模海侵，Sr/Ga、Ba/Sr、伊利石/黏土以及气候指数均出现相对应的改变。青一段顶部，为持续高水位时期，此时气候为半温暖半湿润。以海侵时间为界限，青一段整体上存在两次大的气候旋回，每个旋回内经历了从半干旱—干旱—半湿润的过程。
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| 图 7 研究区青山口组一段古气候地化参数在垂向上的演化特征 Fig.7 Evolution characteristics of the paleoclimate geochemical parameters of the K2qn1 Formation in the vertical direction |
古龙凹陷是松辽盆地中央坳陷区中部青一段烃源岩埋深相对较大的一个凹陷，烃源岩有机质丰度较高，泥页岩等细粒沉积地层中干酪根类型偏向为Ⅰ型（全岩镜检以层状藻为主）。同时稳定的深水环境具有较好的保存条件，有利于泥页岩中有机质的保存。根据有机质数据分析，还原环境中形成的泥岩会具有氢指数（HI）大于450 mg/g特点，认为研究区地层在古沉积环境整体为还原性深水相沉积。除此之外，还可利用化学元素分析法中的V/（V+Ni）、Ⅹ衍射矿物中，自生矿物黄铁矿含量及相对生烃潜力（S1+S2）/TOC计算数值来研究水体深度及氧化还原性。V、Ni均为指示氧化还原条件的敏感元素，尤其在还原条件下易于富集，缺氧环境中Ⅴ富集更加明显。相反在富氧条件下，Ni比Ⅴ优先发生络合反映，富集于沉积岩中[28-29]，因此，利用V/（V+Ni）来揭示水底氧化还原环境，比值大于0.5时判定为厌氧环境，比值介于0.4~0.5时为贫氧环境，小于0.4时则为富氧环境。自生矿物黄铁矿含量与水深呈正比，水深越大，黄铁矿含量越高，同时，黄铁矿含量还可指示水体氧化还原性，水体若呈还原性，可造成黄铁矿的大量聚集。而（S1+S2）/TOC计算值越大，水深越大，还原性越强；反之，若（S1+S2）/TOC值越小，则表明水深浅，还原性弱。
根据氧化还原条件显示，松辽盆地青一段地层沉积时期为弱还原环境（图 8），并且初步分析认为这是由于上一个旋回顶部半深水环境导致的。而后，青山口组一段初期突然发生大规模海侵，海侵发生之前松辽盆地内湖泊水体较浅，但仍然属于厌氧还原环境，根据V/（V+Ni）比值判定为弱氧化—弱还原环境，其中的氧化可能是由于海水中氧离子浓度高，含氧量大于湖水，海侵时海水倒灌入湖，引起湖水含氧量上升；另一种解释为海侵时海水冲断原有的水流注入通道，海湖贯通导致水体大面积暴露在空气中，引起水体溶氧量增加，导致水体氧化性增强。发生海侵后湖泊水体不断加深，水体还原性也不断增强。而后第二次还原由于规模小于第一次，显示为弱还原环境。海侵过后水体又呈深水还原环境。在两次海侵过程中，由于海湖连通，海水倒灌入湖，高含氧量海水进入湖水中，导致水体氧离子浓度增大，因此，在整体的还原增强的环境中，出现两次V/（V+Ni）的极小值。
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| 图 8 研究区青山口组一段氧化还原条件地化参数在垂向上的演化特征 Fig.8 Evolution characteristics of geochemical parameters of K2qn1 Formation in the vertical direction |
青一段的地层有机质沉积全部来源于湖泊生物，因此可以利用Sr/Ba比值进行水体盐度判断[29-30]，Ba2+半径大，易于与黏土物质、有机质等结合发生快速沉降，Sr元素性质较为活跃，易于溶解水中进行较长距离的搬运。在淡水环境中，SO42-含量较少，Sr、Ba元素均以重盐形式赋存在水中，当水体碱化浓缩时，Ba优先沉淀，随着水体进一步浓缩、矿化度增加，Sr继而也发生沉淀，因此，Sr/Ba值可以指示水体盐度，Sr/Ba > 1一般为咸水环境，比值< 1为半咸水—淡水环境。
青山口组一段含油页岩沉积时期，气候温暖湿润，湖盆为欠补偿—补偿沉积环境，湖泊高生产力形成了大量有机质。而这些有机质形成后沉积在咸水中，咸水导致湖水按盐度分层，形成了缺氧环境。在2 084.6~2 119.5 m地层中（图 9），受青山口组一段下部第一个阶段干旱气候和海侵的影响，该阶段水体盐度较大，Sr/Ba均值1.12，最大值为1.95，此阶段持续为咸水环境。其中，干旱气候中盐度高是由于蒸发量大于注入量导致的，而后期是由于少量高盐度海水注入湖泊引起盐度动荡。而在第二个阶段发生海侵，高盐度海水注入湖泊，引起湖水盐度明显的异常高值点（2 079.3 m），而后由于碳酸盐岩饱和，盐分结晶析出，水体盐度减小，而后第三阶段由咸水环境变为半咸水—淡水环境，此阶段Sr/Ba均值1.19，最大值为4.39。第四阶段（2 025.6~2 039.3 m）由于水体再次加深，同时发生本段第二次海侵，盐度再次增大，在此阶段出现峰值（2 036.9 m），Sr/Ba值分别为1.49、3.19、1.64，水体在咸水—半咸水之间波动。青山口组上部为最后一个阶段，湖盆处于高水位时期，碳酸盐岩沉淀析出，水体盐度减小，Sr/Ba均值0.57，最大值为0.61，始终为淡水环境。
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| 图 9 研究区青山口组一段古盐度地化参数在垂向上的演化特征 Fig.9 Evolution characteristics of the K2qn1 Formation paleo-satellite geochemical parameters in the vertical direction |
对青一段地层进行综合米兰科维奇旋回研究时，选取根据偏心率、斜率划分得到的地层旋回和元素分析、矿物分析的旋回显示特征进行对比（图 10）。由于地层形成过程中受多种沉积作用控制，选取表征化学作用的各种元素组成的古气候定量计算公式C表征古气候，将古气候曲线与GR小波曲线（小波因子a = 128）进行对比分析，发现二者具有一致的高频信号特征。同时以TOC表征古水深，TOC越大反应古水深越大。岩性方面，青山口组一段地层沉积时期，盆地中半深湖沉积区域主要形成薄层的劣质油页岩，随后水体加深，在深水沉积时期，油页岩沉积大量沉积，形成厚度大、分布广泛的油页岩地层，其特点相比于泥质浅湖区沉积的油页岩来说，厚度较大，品质较好。从青一段古环境来看，气候变化是沉积环境变化的主要原因，随着气候由干旱—半干旱—半潮湿、水体由半深水到深水、盐度从半咸水到咸水，青一段地层沉积时期水深逐渐增加、还原性逐渐增强。
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| 图 10 研究区青山口组一段米兰科维奇旋回综合分析 Fig.10 Comprehensive analysis of Milankovitch cycle in the K2qn1 Formation in the study area |
利用沉积环境的古气候、古水体的盐度、深度和水体还原性四个指标，可以将沉积层划分为6种沉积环境组合（表 4）。气候变化主要影响构造和岩性：半干燥、干燥气候时发育纹层状构造，岩性主要为泥质灰岩沉积，气候半潮湿、深水环境发育层状构造，岩性主要为灰质泥岩；而盐度则控制着地层有机质含量，盐度过高或过低都不利于生物群落繁衍，并破坏有机质的保存，这种情况会形成含有机质的地层，而咸水、半咸水环境利于有机质的保存，会形成富有机质泥岩层，是我们开发油页岩的重点勘探区域。
| 环境组合 | 古气候 | 古水深 | 古氧化还原度 | 古盐度 | 岩相类型 |
| 6 | 半潮湿 | 深水 | 强还原 | 淡水 | 富有机质层状灰质泥岩 |
| 5 | 干燥型 | 半深水 | 弱还原 | 咸水 | 含有机质纹层状泥质灰岩 |
| 4 | 半潮湿型 | 深水 | 强还原 | 半咸水 | 富有机质层状灰质泥岩 |
| 3 | 半潮湿型 | 半深水 | 弱还原 | 淡水 | 富有机质纹层状灰质泥岩 |
| 2 | 干旱型 | 半深水 | 弱还原 | 咸水 | 含有机质纹层状泥质灰岩 |
| 1 | 半干旱型 | 深水 | 弱还原 | 半咸水 | 富有机质纹层状泥质灰岩 |
利用偏心率、斜率划分得到的米级旋回与石英、黏土矿物以及碳酸盐矿物所确定的古气候、古盐度及环境氧化还原等古环境分阶也基本一致，说明青一段地层沉积中记录了良好的米兰科维奇旋回，同时也表明米兰科维奇旋回在地层中具有很好地响应。同时根据建立的岩相与沉积环境的逐级对应关系，可以推测岩相类型，寻找优势岩相发育区。经过系统研究，建立青一段地球化学沉积相如下：青一段为半深湖—深湖沉积相，主要有机质类型为Ⅰ型干酪根，沉积物来源主要为湖泊生物；TOC值介于0.102~6.84；Sr/Ba为0.56~4.4，为半咸水—咸水环境，HI指数为111~848 mg/g，指示沉积环境为还原环境，地球化学相为半咸水—咸水还原环境，此时为最大深水湖泊演化阶段。
4 结论（1）天文轨道周期性旋回对松辽盆地青一段沉积地层的形成具有明显影响，其地层旋回主要受125 ka的短偏心率周期控制，地层中共识别出25个短偏心率旋回和68个米级旋回，推断青一段地层沉积持续时间大约为3.13 Ma左右。根据已知的青一段地层底界年龄为94 Ma，推断青山口组一段顶界地层年龄为90.87 Ma。
（2）青一段地层中的化学元素记录了古气候、古水深、古盐度及氧化还原等信息，识别出六种不同沉积环境组合及对应岩相特征，显示出明显的沉积旋回性，对比发现其周期性变化特征受米兰科维奇旋回的控制。
（3）利用轨道参数确定的米级旋回与矿物含量确定的古气候、古盐度及环境氧化还原等古环境分阶基本一致，根据建立的岩相与沉积环境的逐级对应关系，推测沉积区岩相类型，寻找优势油页岩发育区。
| [1] |
Schwarzacher W. Milankovitch cycles and the measurement of time[J]. Terra Nova, 1989, 1(5): 405-408. doi: 10.1111/j.1365-3121.1989.tb00400.x |
| [2] |
程日辉, 王国栋, 王璞珺. 松辽盆地白垩系泉三段-嫩二段沉积旋回与米兰科维奇周期[J]. 地质学报, 2008, 82(1): 55-64. [Cheng Rihui, Wang Guodong, Wang Pujun. Sedimentary cycles of the cretaceous Quantou-Nenjiang Formations and milankovitch cycles of the South Hole of the SLCORE-Ι in the Songliao Basin[J]. Acta Geologica Sinica, 2008, 82(1): 55-64. doi: 10.3321/j.issn:0001-5717.2008.01.007] |
| [3] |
Wright V P, Faulkner T J, Anderson E J, et al. Discussion of the significance of metre-scale allocycles in the quest for a fundamental stratigraphic unit[J]. Journal of the Geological Society, 1991, 148(3): 597-599. doi: 10.1144/gsjgs.148.3.0597 |
| [4] |
梅冥相, 徐德斌, 周洪瑞. 米级旋回层序的成因类型及其相序组构特征[J]. 沉积学报, 2000, 18(1): 43-49, 62. [Mei Mingxiang, Xu Debin, Zhou Hongrui. Genetic types of meter-scale cyclic sequences and their fabric features of facies-succession[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2000, 18(1): 43-49, 62. doi: 10.3969/j.issn.1000-0550.2000.01.008] |
| [5] |
石广玉, 刘玉芝. 地球气候变化的米兰科维奇理论研究进展[J]. 地球科学进展, 2006, 21(3): 278-285. [Shi Guangyu, Liu Yuzhi. Progresses in the Milankovitch theory of earth's climate change[J]. Advances in Earth Science, 2006, 21(3): 278-285. doi: 10.3321/j.issn:1001-8166.2006.03.009] |
| [6] |
孙平昌.松辽盆地东南部上白垩统含油页岩系有机质富集环境动力学[D].长春: 吉林大学, 2013. [Sun Pingchang. Environmental Dynamics of organic accumulation in the oil shale bearing layers in the Upper Cretaceous, Southeast Songliaa Basin (NE Chinas)[D]. Changchun: Jilin University, 2013.] http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10183-1013192723.htm
|
| [7] |
Xu J J, Liu Z J, Bechtel A, et al. Basin evolution and oil shale deposition during Upper Cretaceous in the Songliao Basin (NE China):Implications from sequence stratigraphy and geochemistry[J]. International Journal of Coal Geology, 2015, 149: 9-23. doi: 10.1016/j.coal.2015.07.005 |
| [8] |
冯子辉, 霍秋立, 王雪, 等. 松辽盆地松科1井晚白垩世沉积地层有机地球化学研究[J]. 地学前缘, 2009, 16(5): 181-191. [Feng Zihui, Huo Qiuli, Wang Xue, et al. Geochemical research on the Late Cretaceous strata of Well SKI in Songliao Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2009, 16(5): 181-191. doi: 10.3321/j.issn:1005-2321.2009.05.018] |
| [9] |
吴怀春, 张世红, 冯庆来, 等. 旋回地层学理论基础、研究进展和展望[J]. 地球科学——中国地质大学学报, 2011, 36(3): 409-428. [Wu Huaichun, Zhang Shihong, Feng Qinglai, et al. Theoretical basis, research advancement and prospects of cyclostratigraphy[J]. Earth Science-Journal of China University of Geosciences, 2011, 36(3): 409-428.] |
| [10] |
杜学斌, 刘辉, 刘惠民, 等. 细粒沉积物层序地层划分方法初探:以东营凹陷樊页1井沙三下-沙四上亚段泥页岩为例[J]. 地质科技情报, 2016, 35(4): 1-11. [Du Xuebin, Liu Hui, Liu Huimin, et al. Methods of sequence stratigraphy in the fine-grained sediments:A case from the upper fourth sub-member and the lower third sub-member of the Shahejie Formation in Well Fanye 1 of Dongying Depression[J]. Geological Science and Technology Information, 2016, 35(4): 1-11.] |
| [11] |
柳波, 陆军, 吕延防, 等. 方正断陷不同成因天然气地球化学特征及成藏模式[J]. 石油与天然气地质, 2015, 36(3): 370-377. [Liu Bo, Lu Jun, Lü Yanfang, et al. Geochemical characteristics and accumulation models of different genetic types of natural gas in the Fangzheng Fault Depression[J]. Oil & Gas Geology, 2015, 36(3): 370-377.] |
| [12] |
Wan X Q, Zhao J, Scott R W, et al. Late Cretaceous stratigra phy, Songliao Basin, NE China:SK1 cores[J]. Palaeogeogra phy, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2013, 385: 31-43. doi: 10.1016/j.palaeo.2012.10.024 |
| [13] |
王璞珺, Schneider W, Mattern F, 等. 陆相盆地中的海侵层序特征:中欧盆地三叠系与松辽盆地白垩系对比研究[J]. 矿物岩石, 2002, 22(2): 47-53. [Wang Pujun, Schneider W, Mattern F, et al. The characters of transgressive sequence of terrigenous Basin:Correlation between the Triassic in Centraleuropen Basin and the cretaceous in Songliao Basin of China[J]. Jmineral Petrol, 2002, 22(2): 47-53. doi: 10.3969/j.issn.1001-6872.2002.02.011] |
| [14] |
迟小燕. 松辽盆地上白垩统油页岩特征及沉积环境分析[J]. 石油天然气学报(江汉石油学院学报), 2010, 32(4): 161-165. [Chi Xiaoyan. Characteristics and sedimentary environment of oil shale in the Upper Cretaceous of Songliao Basin[J]. Journal of Oil and Gas Technology (Journal of Oil and Gas), 2010, 32(4): 161-165.] |
| [15] |
孙善勇, 刘惠民, 操应长, 等. 湖相深水细粒沉积岩米兰科维奇旋回及其页岩油勘探意义:以东营凹陷牛页1井沙四上亚段为例[J]. 中国矿业大学学报, 2017, 46(4): 846-858. [Sun Shanyong, Liu Huimin, Cao Yingchang, et al. Milankovitch cycle of lacustrine deepwater fine-grained sedimentary rocks and its significance to shale oil:A case study of the upper Es4 member of Well NY1 in Dongying Sag[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2017, 46(4): 846-858.] |
| [16] |
吴怀春, 张世红, 黄清华. 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[J]. 地学前缘, 2008, 15(4): 159-169. [Wu Huaichun, Zhang Shihong, Huang Qinghua. Establishment of floating astronomical time scale for the terrestrial Late Cretaceoes Qingshankou Formation in the Songliao Basin of Northeast China[J]. Earth Science Frontiers, 2008, 15(4): 159-169. doi: 10.3321/j.issn:1005-2321.2008.04.018] |
| [17] |
黄春菊. 旋回地层学和天文年代学及其在中生代的研究现状[J]. 地学前缘, 2014, 21(2): 48-66. [Huang Chunju. The current status of cyclostratigraphy and astrochronology in the Mesozoic[J]. Earth Science Frontiers, 2014, 21(2): 48-66.] |
| [18] |
Laskar J, Robutel P, Joutel F, et al. A long-term numerical solution for the insolation quantities of the Earth[J]. Astronomy and astrophysics, 2004, 428(1): 261-285. doi: 10.1051/0004-6361:20041335 |
| [19] |
Wu H C, Zhang S H, Jiang G Q, et al. The floating astronomical time scale for the terrestrial Late Cretaceous Qingshankou Formation from the Songliao Basin of Northeast China and its stratigraphic and paleoclimate implications[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2009, 278(3/4): 308-323. |
| [20] |
Wu H C, Zhang S H, Jiang G Q, et al. Astrochronology of the Early Turonian-Early Campanian terrestrial succession in the Songliao Basin, northeastern China and its implication for long-period behavior of the Solar System[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2013, 385(3): 55-70. |
| [21] |
Wu H C, Zhang S H, Hinnov L A, et al. Cyclostratigraphy and orbital tuning of the terrestrial upper Santonian-Lower Danian in Songliao Basin, northeastern China[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2014, 407: 82-95. doi: 10.1016/j.epsl.2014.09.038 |
| [22] |
Weedon G P. Time series analysis and cyclostratigraphy:examining stratigraphic records of environmental cycles[M]. New York: Cambridge University Press, 2003.
|
| [23] |
袁学旭, 郭英海, 沈玉林, 等. 以米兰科维奇周期为约束的层序地层划分研究[J]. 煤炭科学技术, 2013, 41(12): 105-109, 59. [Yuan Xuexu, Guo Yinghai, Shen Yulin, et al. Study on sequence stratigraphic division by using Milankovitch cycles as constraints[J]. Coal Science and Technology, 2013, 41(12): 105-109, 59.] |
| [24] |
王志坤, 王多云, 宋广寿, 等. 测井信号小波分析在高分辨率层序地层划分中的应用[J]. 大庆石油学院学报, 2005, 29(6): 17-20. [Wang Zhikun, Wang Duoyun, Song Guangshou, et al. Application of wavelet analysis to sequence stratigraphic division of high resolution sequence stratigraphy[J]. Journal of Daqing Petroleum Institute, 2005, 29(6): 17-20.] |
| [25] |
Laskar J, Fienga A, Gastineau M, et al. La2010:A new orbital solution for the long term motion of the Earth[J]. Astronomy & Astrophysics, 2011, 532: 89. |
| [26] |
房强.晚古生代冰期末期米兰科维奇旋回在华南的记录及环境响应[D].北京: 中国地质大学(北京), 2015. [Fang Qiang. Milankovitch cycles from South China and the environmental responds at the end of the Late Paleozoic Ice Age[D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2015.] http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-11415-1015385636.htm
|
| [27] |
杨万芹, 蒋有录, 王勇. 东营凹陷沙三下-沙四上亚段泥页岩岩相沉积环境分析[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2015, 39(4): 19-26. [Yang Wanqin, Jiang Youlu, Wang Yong. Study on shale facies sedimentary environment of lower Es3-upper Es4 in Dongying Sag[J]. Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science), 2015, 39(4): 19-26. doi: 10.3969/j.issn.1673-5005.2015.04.003] |
| [28] |
Ikan R. The biomarker guide:by KENNETH E. PETERS and J. MICHAEL MOLDOWAN, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 363 pp, 1993. ISBN 0-13-086753-7[J]. Organic Geochemistry, 1993, 20(5): 617. doi: 10.1016/0146-6380(93)90028-A |
| [29] |
Jia J L, Liu Z J, Bechtel A, et al. Tectonic and climate control of oil shale deposition in the Upper Cretaceous Qingshankou Formation (Songliao Basin, NE China)[J]. International Journal of Earth Sciences, 2013, 102(6): 1717-1734. doi: 10.1007/s00531-013-0903-7 |
| [30] |
Chamberlain C P, Wan X Q, Graham S A, et al. Stable isotopic evidence for climate and basin evolution of the Late Cretaceous Songliao Basin, China[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2013, 385: 106-124. doi: 10.1016/j.palaeo.2012.03.020 |