晚白垩世松辽盆地湖相页岩沉积的轨道力驱动机制：有机质来源、古环境与海水入侵事件的协同响应

研究人员针对陆相沉积对轨道力气候响应的科学问题，以松辽盆地晚白垩世青山口组(K2qn)湖相页岩为对象，通过天文调谐(ATS)和地球化学分析，揭示了405 kyr长偏心率周期对有机质(OM)来源、古环境及海水入侵事件(SWIEs)的驱动机制，建立了轨道力控制下的页岩发育模式，为陆相盆地沉积动力学和非常规油气勘探提供新见解。

　　

晚白垩世是地球历史上温室气候与重大地质事件频发的关键时期，湖相沉积记录如同"地质录音带"，保存着轨道力驱动气候变化的精细信号。松辽盆地作为全球最大的陆相沉积盆地之一，其青山口组(K₂qn)富有机质页岩不仅是页岩油勘探的"黄金层位"，更是研究陆地系统对米兰科维奇周期响应的天然实验室。然而，轨道力如何通过多级控制系统影响有机质富集、古环境演变及海水入侵事件？这一科学难题长期制约着陆相沉积动力学理论的发展。

吉林大学的研究团队创新性地将天文年代学与多尺度地球化学分析相结合，对松辽盆地中央凹陷T2井的青山口组展开"地质解码"。通过高分辨率伽马测井(GR)数据的天文调谐，首次建立了精度达5.37 Myr(86.54-91.91 Ma)的绝对天文时间标尺(ATS)，其关键锚点来自91.84±0.8 Ma的锆石U-Pb年龄。研究人员如同"地质计时员"，识别出10个清晰的405 kyr长偏心率周期，为后续研究提供了精确的时间框架。

关键技术方法包括：① 基于GR数据的旋回地层学分析；② 锆石U-Pb同位素定年；③ 全岩X射线衍射(XRD)矿物组成分析；④ 有机地球化学(TOC、生物标志物)测试；⑤ 元素地球化学指标(paleoredox、paleosalinity等)系统测定。研究团队创新性地整合这些技术，构建了多参数耦合分析体系。

【天文年代学框架】
通过调谐28.7 m沉积旋回至405 kyr周期，建立了青山口组浮动天文年代标尺。研究发现K₂qn¹⁺²段沉积速率存在显著变化(3.1-7.2 cm/kyr)，反映轨道力驱动的古气候波动对沉积过程的控制。

【海水入侵事件识别】
地球化学指纹成功捕捉到4次周期性海水入侵事件(SWIEs)：M_I(91.86-91.60 Ma)、M_II(91.39-91.21 Ma)、M_III(90.99-90.84 Ma)和M_IV(90.50-90.36 Ma)。其中M_I事件期间海源硫输入占比高达37%，证实特提斯海通过古松辽海峡与盆地存在水力联系。

【有机质来源响应】
长偏心率极大值期对应藻类有机质(OM)优势(Pr/Ph>1.2)，而极小值期陆源输入增加(C₂₉甾烷占比>45%)。这种"藻-陆跷跷板"模式直接响应轨道力驱动的降水-蒸发平衡变化。

【页岩发育模式】
提出两种轨道力控制下的页岩发育模型：① 长偏心率极大值期的"藻席型"页岩(TOC>4%)，形成于强化学风化(CIA>75)与缺氧环境(Mo_EF>25)；② 极小值期的"混合型"页岩，以陆源碎屑与藻类混杂为特征。

这项发表于《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》的研究，首次系统揭示了405 kyr周期通过"气候-事件-环境"三级控制系统影响页岩沉积的完整机制。其创新性在于将传统沉积学与天文年代学深度融合，不仅为陆相盆地旋回地层学研究树立了新范式，更对页岩油"甜点段"预测具有重要指导价值。正如Tang等学者强调的，该成果为理解地球多圈层耦合作用提供了典型的陆相沉积案例。