天文地层学与旋回地层学的关系、研究进展及其意义

旋回地层学很大程度上解释了许多地质学领域的问题,尤其是为百万年级别及以下级别的地层划分提供了新的途径;但由于旋回地层学的概念没有突出地球轨道参数对地层旋回性的影响,不能与其他驱动力导致的地层旋回相区别而产生了一些混淆,故有学者提出了"天文地层学"。通过调研大量文献,总结了天文地层学的内涵、发展过程及与旋回地层学的关系,指出利用测井时频分析、谱分析、数字滤波等方法研究天文地层学具有明显的优势,能够提取与地球轨道参数相关的地层响应信息,进而能够对百万年级别及以下级别的地层年代加以确定。随着非常规油气勘探与开发的深入,天文地层学研究将进一步向具有更高精度的亚米兰科维奇旋回尺度发展,以适应当前厚层泥页岩油气勘探与开发在地质分层上的需要。

天文地层学研究程序及其在渤海湾盆地东营凹陷的应用实例分析

天文地层学是基于米兰科维奇旋回理论,研究受地球轨道周期性变化控制形成的沉积地层序列的一门新兴的地层学分支学科。其应用广泛,自问世以来得到了迅速发展,但沉积地层序列替代参数的优选及数据处理方法的运用一直是旋回地层学研究的重点和难点。基于对渤海湾盆地东营凹陷沙河街组三段和四段天文地层旋回划分的研究及对国内外研究成果的调研可知,目前天文地层学研究的沉积地层序列替代参数包括古生物参数、地球物理参数及地球化学参数等;天文旋回识别方法主要有岩性直观识别法和时间序列分析法;轨道周期比值法、天文调谐法和假设检验法是旋回结果检验和调谐的方法。现阶段天文旋回地层研究需要关注的问题主要包括:沉积地层序列替代参数的优选及综合运用、多种时频分析方法的优选、旋回划分结果的校准及天文年代标尺的建立。提出了一套较为系统的从沉积地层序列替代参数选取到时间序列分析方法优选再到旋回结果检验的天文旋回研究流程,为将地层划分精细到千年-万年级别的亚米兰科维奇旋回提供一种可以推广的研究手段和方法,也为其他从事天文旋回的研究者们提供参考和借鉴,共同促进天文地层学的向前发展。

天文地层学的兴起

“天文地层学”是由旋回地层学等演变而成的一个新名词,可明确地与层序地层学等其他研究旋回的学科相区别。天文地层学的主要优点是把地质时间与天文因素相联系,它的研究成果可以有助于进行比阶一级年代地层单位更精细的划分;它是应用连续沉积物的自组织特性,求出其中由于响应天文轨道周期的影响而形成的旋回特性,可用以进行地层高分率的划分和对比。

北京顺义断裂带北段第四纪活动的天文旋回地层学研究

采用多种物探、钻探技术对北京市顺义断裂带进行了试验探测研究,并通过天文旋回地层学、古地磁磁化率及年代测定等方法研究了断裂带第四纪以来间歇性活动特征,得出～2.5、～2.3、～2.0、1.6～1.8、1.2～1.3、～0.5和～0.3 Ma等7个相对活动强烈期和～0.9 Ma次活动强烈期,其余时段为相对平静期。整个第四纪较长时间内,早更新世早、中期（早于～1.1 Ma）活动强烈,活动方式以粘滑活动为主。而早更新世晚期以来（～1.1 Ma以来）,活动速率明显减缓,活动方式转变为以蠕滑活动方式为主。