松辽盆地晚白垩世嫩江组一段细粒沉积物沉积环境及年际古气候特征

论文摘要

当前随大气中二氧化碳含量逐渐升高,全球温室作用亦逐渐增强,这可能会使地球重新进入地质历史中曾经出现的温室气候条件。晚白垩世是典型的温室气候时期,研究这一地质历史时期古环境和古气候可以为预测未来环境和气候变化提供科学依据。白垩纪海相沉积记录较丰富,但陆相沉积记录相对匮乏。松辽盆地大陆科学钻探工程的松科1井和松科2井钻取了完整连续的白垩纪陆相沉积记录,为研究晚白垩纪陆地沉积环境和古气候变化提供了宝贵资料。细粒沉积物的沉积和保存环境利于记录和保存更详细的古气候信息。嫩江组一段沉积期处于温暖潮湿的古气候条件,当时湖泊正处于湖侵最大期,湖泊内沉积了大套的黑色和灰黑色泥岩等细粒沉积物。以砂岩、粉砂岩和粘土为三个单元,把粒径2mm以下的碎屑沉积物划分成砂岩、砂质泥岩、粉砂岩、粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩和粘土岩六种岩性。嫩江组一段发育粉砂岩、粘土质粉砂岩（粗泥岩）、粉砂质粘土岩（中泥岩）、粘土岩（细泥岩）等四种细粒碎屑沉积岩,以及灰岩和白云岩两种化学沉积岩;依据岩心的成分和沉积构造,嫩一段沉积环境可划分为深湖、半深湖、泥质等深流、粉砂质等深流和粉砂质浊流五种沉积环境;依据沉积界面划分出的6个沉积旋回与S元素的计数率曲线对应较好。每个旋回反应了沉积水体由深变浅和湖泊底层水氧含量由低至高的沉积过程。嫩一段内细粒沉积物形成的厚层的纹层状沉积物详细记录了古气候信息。纹层年代学的研究可以建立高分辨率的年际时间标尺,为年际古气候研究提供精细的年代格架。纹层厚度受年度降雨量影响较大,降雨量越大,形成的纹层厚度相应增加。年纹层厚度的变化可以反演出年降雨量的变化。纹层厚度的时间序列的谱结果显示了较强的2-7年的周期,与现代气候中厄尔尼诺现象谱结构相似。气候的数值模拟实验可以为现今气候和气象预测提供依据,亦可与古气候研究的成果相互检验。本次研究使用CESM数值模拟模型,以90Ma古地形和白垩纪的古气候参数为边界条件进行数值模拟,模拟结果显示赤道东太平洋海温和降雨量均显示出明显的2-7年的周期,与现代厄尔尼诺现象一致。也与纹层沉积物中发现的古厄尔尼诺现象一致。沉积记录中的厄尔尼诺信号与数值模拟中的厄尔尼诺信号的一致性也证实白垩纪古气候中有强烈的厄尔尼诺现象。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究内容与工作方法
•     1.2.1 沉积环境研究
•     1.2.2 年纹层结构及厚度序列的建立
•     1.2.3 年际气候研究
• 2 区域地质背景
•   2.1 松辽盆地构造演化
•   2.2 松辽盆地地层特征
•   2.3 松科1 井和松科2井
•     2.3.1 松科1 井岩心与沉积相
•     2.3.2 松科2 井岩心与沉积相
• 3 嫩一段岩心处理及沉积环境
•   3.1 嫩一段岩心预处理
•     3.1.1 岩心整理
•     3.1.2 岩心1:2 切割
•     3.1.3 1/3 份岩心切面抛光
•     3.1.4 深度标尺的制作
•     3.1.5 岩心浇注
•     3.1.6 高分辨率照片的获取
•   3.2 松科2井嫩一段细粒沉积的特征、类型及沉积机制
•     3.2.1 细粒沉积研究进展
•     3.2.2 细粒沉积岩的概念与分类
•     3.2.3 嫩一段沉积环境
•       3.2.3.1 沉积环境划分
•       3.2.3.2 沉积旋回划分与界面识别
•       3.2.3.3 旋回沉积特征
•       3.2.3.4 沉积机制
•     3.2.4 结论
• 4 松辽盆地嫩一段年纹层结构及其对年际降雨量变化的记录
•   4.1 纹层年代学研究进展
•     4.1.1 简介
•     4.1.2 研究历史
•     4.1.3 年纹层的类型、构造及影响因素
•     4.1.4 纹层样品的处理
•     4.1.5 纹层沉积物的研究方法
•     4.1.6 研究意义
•     4.1.7 与气候数值模拟实验相互印证
•   4.2 年纹层的识别
•     4.2.1 样品和方法
•     4.2.2 样品观察
•   4.3 记录在中国东北松辽盆地湖相细粒沉积物内的晚白垩纪的厄尔尼诺现象
•     4.3.1 样品和方法
•     4.3.2 年纹层的解释
•     4.3.3 年纹层厚度时间序列里的厄尔尼诺信号
•     4.3.4 结论
• 5 基于90MA古地形的古气候模拟
•   5.1 CESM模型介绍及边界条件
•   5.2 CESM模拟效果验证
•   5.3 实验设计
•   5.4 白垩纪的厄尔尼诺现象
• 6 白垩纪陆相ENSO记录
•   6.1 ENSO的特征
•   6.2 模拟ENSO的特征
•   6.3 陆相盆地纹层中ENSO的特征
• 7 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 余恩晓

导师: 王成善

关键词: 白垩纪,松辽盆地,细粒沉积,年纹层,厄尔尼诺

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P618.13

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000062

总页数: 127

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