天文旋回約束下東營凹陷中始新統含碳酸鹽細粒沉積巖成因分析

摘 要 【目的】通過對中國東部渤海灣盆地東營凹陷發育的大套具有韻律特征的富含碳酸鹽物質和有機質的湖相細粒沉積巖進行深入研究，以期探究其成因機制以及古氣候、古環境的變化特征?！痉椒ā炕趲r心和薄片觀察，依據沉積構造特征和礦物組分含量進行巖相劃分。結合沉積環境和沉積速率的差異，將目標層段劃分為四個單元，采取Multi-Taper Method（MTM）方法對樊頁1井（FY1）沙四上（Esu4）到沙三下（Esl3）亞段的自然伽馬（GR）測井曲線進行分段頻譜分析。【結果】通過宏觀和微觀沉積觀察，將東營凹陷地區發育的細粒巖劃分為紋層狀泥質灰巖、紋層狀灰質泥巖、弱紋層狀灰質泥巖、透鏡狀泥質灰巖和塊狀泥巖五種巖相。頻譜分析結果顯示，四個單元均記錄了米蘭科維奇旋回信號，包括125 kyr、38.7 kyr和18.7 kyr的周期?；诨鹕交覝y年數據，我們建立了精度為38.7 kyr的“浮動”天文年代標尺，并確定東營凹陷沙四上到沙三下細粒巖沉積的總持續時間為5.3 Myr。進一步分析發現，18.7 kyr歲差旋回與碳酸鹽巖含量變化之間存在良好的對應關系，表明地球軌道參數對含碳酸鹽細粒沉積巖的沉積作用具有顯著影響?！窘Y論】本研究利用旋回地層學理論，從天文周期控制沉積作用的角度，揭示了湖泊沉積的古氣候、古環境變化特征。通過分析，我們發現地球軌道參數（特別是18.7 kyr歲差旋回和125 kyr偏心率旋回）共同驅動了氣候的變化，進而控制了含碳酸鹽細粒沉積巖的沉積作用。具體表現為，在歲差極大值點或偏心率極小值處，日照量增多，湖盆水體溫度升高，有利于方解石結晶和灰巖沉積；而在歲差極小值或偏心率極大值處，日照量減少，湖盆水體溫度降低，細粒物質主要來自陸源輸入，以泥巖沉積為主。這一研究成果對于非常規油氣勘探開發具有重要的科學和指導意義。

關鍵詞 旋回地層學；東營凹陷；“浮動”天文年代標尺；含碳酸鹽細粒沉積巖

第一作者簡介 欒旭偉，男，1998年出生，碩士研究生，石油地質學，E-mail： duoduoluan@163.com

通信作者 孔祥鑫，男，講師，細粒沉積學與非常規油氣地質學，E-mail： kongxx@cugb.edu.cn

中圖分類號 P618.13 文獻標志碼 A

0 引言

細粒沉積巖是指粒徑小于62.5 μm的顆粒組成的巖石，其主要成分包括黏土礦物、粉砂、碳酸鹽、有機質等。其中，含碳酸鹽細粒沉積巖是指碳酸鹽物質的含量占總成分的20%～25% 以上的細粒沉積巖[1?3]，是古氣候信息的記錄者[4]。隨著頁巖油氣勘探的興起，對細粒沉積巖的物質來源和成因研究成為了熱點[5]。我國陸相盆地細粒沉積巖多以發育碳酸鹽礦物為特征，近年來先后在濟陽坳陷、泌陽凹陷、束鹿凹陷、滄東凹陷和潛江凹陷等區域開展陸相頁巖油研究，這些盆地均以含碳酸鹽細粒沉積巖作為頁巖油賦存載體[6?7]。湖相碳酸鹽的形成與水介質環境、氣候和物源變化關系密切[8]，因而細粒巖中碳酸鹽物質的聚集特征變化較多[3]，需要對其成因和演化規律開展研究。

1941年，塞爾維亞學者米蘭科維奇提出，在其他天體影響下，地球在自轉和公轉過程中，軌道參數會發生（準）周期性變化，從而驅動太陽輻射在不同緯度和季節的變化，稱為米蘭科維奇理論[9?11]。Hays etal.[12]研究了45萬年以來南半球深海沉積物，采用沉積物中的氧同位素（δ18O）作為替代指標，對其進行頻譜分析，從中獲得了23 kyr歲差周期、42 kyr傾角周期和100 kyr偏心率周期這三個與氣候變化緊密相關的信號，揭示了地球軌道周期性變化是導致冰期—間冰期交替出現的原因，驗證了沉積地層可以響應地球軌道周期的變化。近年來，米蘭科維奇理論在對地質歷史時期沉積記錄的研究中得到了普遍的認可和廣泛的應用，人們從石筍[13]、細粒沉積巖[14]、冰芯[15]等地球物質中都提取出了米蘭科維奇旋回信號，其中細粒沉積巖是較為理想的一類研究對象。研究表明地球軌道參數（偏心率、傾角和歲差）可以表達地球氣候在局部和全球尺度上萬年到百萬年的變化。

地球軌道周期變化對沉積記錄影響是因為調控了太陽的輻射變化，從而影響了地球的氣候周期性變化[16]。地球軌道參數偏心率的變化導致地球公轉軌道面在近圓形和橢圓形之間變化，偏心率越小，氣候變化越不明顯，反之，偏心率越大則氣候變化越明顯。地球從近日點公轉到遠日點的過程中，歲差周期性的變化控制地表氣候的變化[11，17?18]。Eldrett etal.[19]在美國西部內陸海道白堊紀沉積的研究中發現，歲差周期內日照量最小時沉積泥巖，日照量最大時沉積灰巖。Locklair et al.[20]、Ma et al.[21]對美國西部內陸盆地白堊系Niobrara組泥灰巖地層的研究發現，整個Niobrara組表現出從上Turonian到下Campanian的沉積韻律，并記錄了與偏心率、傾角和歲差相關的軌道驅動力，且電阻率被認為與天文軌道驅動作用下的碳酸鹽礦物含量相關，較高的電阻率值對應富碳酸鹽層段。Noorbergen et al.[22]研究發現美國蒙大拿州東北部下古新統河流系統中主要煤層的泥炭形成是由100 kyr偏心率相關的氣候旋回所驅動的，當季節變化增強時，主要泥炭形成階段結束，并在此研究基礎上建立了100 kyr偏心率和20 kyr歲差旋回共同驅動泥炭層沉積的兩種概念模型。

東營凹陷發育大套連續的湖相細粒沉積巖，受地質構造作用影響小，對氣候變化更為敏感，適合開展天文旋回信號的提取和識別工作。前人在該區的天文旋回信號的識別研究工作中取得了有益進展。姚益民等[23?24]的研究表明，渤海灣盆地油氣區沙河街組三段和四段的火山巖同位素絕對年齡是42.4 Ma。金忠慧等[14]以東營凹陷FY1 井自然伽馬（GR）測井曲線作為天文旋回地層學分析的替代指標，揭示了沙四上純上亞段巖性及巖性組合的變化與38 kyr的天文旋回有較好的對應。Jin et al.[25]采用Average Spectral Misfit（ASM）和相關系數（COCO）等統計方法，通過將觀測到的沉積旋回擬合到天文周期，以確定最佳沉積速率，并以100 kyr的軌道調諧為基礎的沉積噪音模型DYNOT和ρ1曲線重建了東營凹陷沙四上純上亞段到沙三下亞段沉積時期相對湖平面變化曲線。孫善勇等[26]識別出東營凹陷牛頁1井沙四上亞段地層中記錄的米蘭科維奇旋回，發現巖相旋回變化主要受控于偏心率和歲差參數，405kyr長偏心率旋回分為干冷和暖濕兩個半旋回。同時，歲差對地球氣候產生的影響受到偏心率的調控。然而，前人對該區域富集含碳酸鹽細粒沉積巖的原因及其分布規律尚不明確，對細粒碳酸鹽的形成與天文旋回之間的關系研究不足，還需進一步探討。

本文以東營凹陷FY1井沙四上亞段到沙三下亞段的地層為研究對象，利用旋回分析的方法，識別出穩定可靠的米蘭科維奇旋回信號，明確米蘭柯維奇旋回信號與細粒沉積巖中碳酸鹽物質的響應特征，探究該研究區碳酸鹽質細粒沉積巖的形成原因。

1 地質概況

渤海灣盆地包括北京、天津兩市和河北、山東、河南、遼寧四省的一部分及渤海海域。濟陽坳陷為渤海灣盆地的一級構造單元，位于盆地東南部（圖1a），是一個充滿湖相序列的次盆地，坳陷面積29 000 km2，東臨墾東—青坨子凸起，東南臨魯西隆起，西北臨城寧隆起。東營凹陷位于濟陽坳陷南部，凹陷東西向寬90 km，南北向寬65 km，面積約5 700 km2[27?29]。梁家樓現河構造帶、石村斷裂帶、陳官莊王家溝斷裂帶、勝北、永北斷裂帶將東營凹陷劃分為利津洼陷、民豐洼陷、牛莊洼陷、博興洼陷四個亞凹陷（圖1b）。

渤海灣盆地是我國東部最大的新生代斷陷湖盆，古近系地層剖面完整，分布連續，厚度可觀。沙河街組是一套深湖至半深湖相深灰色泥巖夾層砂巖。沙河街組厚度在2 000 m以上，可劃分為四段，其中沙四段和沙三段是目前主要的油氣源巖。FY1井位于東營凹陷博興洼陷（圖1b），該井具有相對完整的沙四上亞段和沙三下亞段地層。前人通過火山灰定年[23?24]，地磁測年[30]等方法校正了濟陽坳陷地區地層年代（圖1c）。

2 材料與方法

2.1 自然伽馬測井數據處理

自然伽馬測井曲線（GR）與黏土和有機質的含量有很好的對應，而黏土和有機質的含量又與氣候變化引起的?；蚝坏牟▌雍完懺此樾嫉妮斎胗嘘P[31]。GR高值指示高含量的黏土和有機質，對應溫暖的氣候[32]。因此，自然伽馬測井曲線可以作為古氣候指示物，建立天文時間尺度。自然伽馬測井數據由勝利油田測井公司采集，所有巖石樣品的分析測試由勝利油田勘探開發研究院完成。

2.2 時間序列方法

陸相地層具有非均質性強，沉積速率不穩定等特點，排除地質構造活動或不穩定事件造成的干擾信號，對于識別出真正的米蘭科維奇旋回信號尤為重要。常通過去極值，去趨勢等數據預處理方式，將地質記錄中的噪音信號去除。通過分段頻譜分析的方式，進行沉積速率匹配，提高米蘭科維奇旋回信號識別的準確性。具體處理方式如下。

（1） 去極值，剔除一組數據的奇異點。

（2） 插值。剔除奇異點后，對GR測井序列進行線性插值，均勻采樣率為0.125 m。

（3） 去除趨勢。為了減少趨勢的干擾，對GR測井數據進行了35%加權平均操作[33]。

采用MTM方法對GR測井系列進行頻譜分析[34]。此外，對GR測井序列進行快速傅里葉變換（FFT）譜圖[35]，跟蹤不同沉積堆積速率下的旋回頻率變化，采用旋回長度比法確定了沉積旋回與地球軌道參數的關系。利用高斯帶通濾波器提取38.7 kyr傾角周期，然后作為節拍器建立天文時間標尺。以上數據處理和計算方法基于AcycleV2.4軟件完成[36]。

3 研究結果

3.1 沉積作用的劃分

細粒沉積巖的沉積作用的實質是反映細顆粒物的來源與沉積形式，包括物理作用、生物作用和生物化學作用等[7]。物理作用是細粒巖沉積構造的重要形成原因，紋層狀構造、弱紋層狀構造、塊狀構造、透鏡狀構造，對應物理作用由弱變強，水動力由小增大，沉積時期水體由穩定到不穩定[6，37]。生物作用指生物體本身以骨骼堆積的方式形成細粒沉積巖。而生物化學作用是指生物通過新陳代謝的方式影響水體中的化學物質的變化，在盆地內形成自生礦物并堆積[38]。在溫暖濕潤的氣候背景下，光合作用增強，浮游藻類和光合細菌生長繁茂，在短期內可勃發，這些浮游藻類和細菌不斷從水中萃取CO2來進行新陳代謝，化學平衡從HCO-3 向CO23 -的方向移動，形成利于方解石結晶的微環境[6，39]。

3.2 巖相類型及特征

近年來，許多學者將無機物質含量、TOC含量、沉積構造特征等用作細粒巖巖相劃分的依據[3，40]。綜合含碳酸鹽細粒沉積巖發育的沉積構造和礦物組分，將東營凹陷含碳酸鹽細粒沉積巖分為紋層狀泥質灰巖、透鏡狀泥質灰巖、紋層狀灰質泥巖、弱紋層狀灰質泥巖和塊狀泥巖。

紋層狀泥質灰巖巖心以灰色為主色調，其紋層特征明顯，具有明顯亮暗相間的特征（圖2a）。鏡下可以觀察到方解石紋層（圖2e），包括微亮晶方解石和泥晶方解石（31%～88%，平均為53.5%）。透鏡狀泥質灰巖在巖心上同樣呈現紋層狀，需要在顯微鏡下才能加以區分。鏡下，灰白色碳酸鹽透鏡體與黑色泥質層垂向疊置，水平延伸。這些孤立的碳酸鹽透鏡體的主要組成物質是泥晶和微亮晶方解石（29%～52%，平均為40.5%），泥質層中的主要物質組分是黏土、石英、白云石（圖2f，g）。紋層狀灰質泥巖巖心以深灰色為主色調，其紋層特征明顯，具有明顯亮暗相間的特征（圖2b）。鏡下可以觀察到方解石紋層，主要為微晶方解石和泥晶方解石。淺色的方解石紋層和深色的富有機質黏土紋層相間，在垂向上高頻互層，紋層較為平直（圖2h）。弱紋層狀灰質泥巖巖心呈深灰色，紋層特征不明顯（圖2c）。鏡下，主要發育均質紋層和水平紋層，其主要成分為黏土（21.0%～62.0%，平均為37.6%）、方解石（5%～44%，平均為31.5%）和長石（1%～13%，平均為3.7%），由于紋層間的物質組分較為接近，因此，其紋層特征不明顯（圖2i）。塊狀泥巖在巖心上呈灰色，無紋層（圖2d）。鏡下碳酸鹽礦物、黏土礦物、陸源碎屑礦物均勻混合，其中黏土含量較高，雜亂堆積無定向，層理不發育（圖2j）。

研究區沙四上純上亞段以富碳酸鹽礦物灰巖相和富陸源碎屑礦物泥巖相交替發育，經歷了塊狀—透鏡狀—弱紋層狀—紋層狀的沉積構造縱向演化過程，有機質豐度由低變高又降低，反映了水體由淺變深又變淺的過程。沙三下亞段同樣以富碳酸鹽礦物灰巖相和富陸源碎屑礦物泥巖相交替發育，經歷塊狀—弱紋層狀—紋層狀的沉積構造縱向演化過程，有機質豐度由低變高又降低，反映了水體由淺變深又變淺的過程。但相較于沙四上純上亞段，富碳酸鹽礦物的泥質灰巖含量減少，富黏土礦物的灰質泥巖含量有所增加。反映整體水深增大，物源供給速度加快。

3.3 頻譜分析

根據Laskar的解決方案，計算出45～40 Ma北緯37°，東經119°（東營凹陷沙河街組形成時期經緯度）夏季平均日照量曲線，采樣間隔1 kyr，并對所得曲線進行頻譜分析，得到頻譜圖（圖3a）：東營凹陷45～40 Ma期間的主要天文周期為405 kyr、125 kyr、96.9 kyr、51.7 kyr、40.1 kyr、38.7 kyr、23.2 kyr、22.0 kyr、18.7 kyr。其中405 kyr（E1）、125 kyr（E2）和96.9 kyr（E3）屬于偏心率周期，51.7 kyr（O1）、40.1 kyr（O2）和38.7 kyr（O3）屬于傾角周期，23.2 kyr（P1）、22.0 kyr（P2）和18.7 kyr（P3）屬于歲差周期。分別對研究區整段地層的GR測井數據進行頻譜分析和快速傅里葉轉換，得到頻譜圖（圖3b）和FFT譜圖（圖3c）。

由于研究區不同層位的沉積環境不同，為減少不同沉積環境中因沉積速率不同所帶來的影響而引起分析結果的不準確，故結合GR測井曲線的變化和巖性變化將FY1井沙三下亞段到沙四上亞段地層分為四段（3 050～3 160 m、3 160～3 300 m、3 300～3 440 m、3 440～3 595 m）。對以上四個地層進行頻譜分析（圖3d）。在第一段地層中（3 050～3 160 m），11.5 m、8.8 m、4.7 m、3.6 m、2.1～2.0 m、1.7 m的波長約為：125∶94.5∶51.6∶39.6∶23.1～22.0∶18.7，分別為E2、E3、O1、O3、P1-P2 和P3 的天文周期。在第二段地層中（3 160～3 300 m），10.3 m、7.9 m、4.2 m、3.2 m、1.9～1.8 m、1.5 m的波長約為126.4∶96.9∶51.5∶39.3∶23.3～22.1∶18.4，分別為E2、E3、O1、O3、P1-P2和P3的天文周期。在第三段地層中（3 300～3 440 m），12.5 m、9.5 m、5.1 m、3.8 m、2.3 m、1.8 m 的波長約為127.2∶96.6∶51.9∶38.7∶23.4∶18.3，分別為E2、E3、O1、O3、P1和P3的天文周期。在第四段地層中（3 440～3 595 m），20 m、15 m、8.1 m、6.3～6.1 m、3.7～3.5 m、2.9 m的波長約為126.9∶95.2∶51.4∶40～38.7∶23.5～22.2∶18.4，分別為E2、E3、O1、O2-O3、P1-P2和P3的天文周期。據此計算出第一段地層的沉積速率為9.1 cm/kyr（11.5 m/125 kyr），第二到第四段地層的沉積速率分別為8.15 cm/kyr，9.83 cm/kyr，15.76 cm/kyr。不同地層沉積速率的變化與FFT譜圖（圖3c）的結果一致。對比四段地層的頻譜分析圖所識別出的米蘭科維奇旋回信號（圖3d），分別提取出每段地層中周期為38.7 kyr的天文旋回曲線（圖4）。

3.4 時深轉化

時深轉換是旋回地層學中建立天文年代標尺的關鍵。通過時深轉換建立高精度的和連續的天文地質年代，是地質定年的新途徑。地球的軌道受金星和木星的軌道的近日點影響，產生了占主導地位的高振幅405 kyr偏心率長周期。由于木星質量非常大，保證了405 kyr偏心率長周期在過去幾億年的穩定性[41]。以沙三下和沙四上亞段火山測定年齡42.4 Ma為基準[23?24]，通過計數的方式確定38.7 kyr的GR濾波曲線的頂底年齡是40.1 Ma和45.4 Ma，最終將38.7 kyr的GR濾波曲線調諧到405 kyr理論曲線上，實現濾波曲線由深度域向時間域的轉化，并建立東營凹陷沙四上亞段到沙三下亞段的“浮動”天文年代標尺（圖4）。通過上述識別出的天文旋回，發現東營凹陷沙四上亞段到沙三下亞段共存在137個38.7 kyr的傾角天文旋回，共持續5.3 Myr，其中沙三下亞段存在59.25個38.7 kyr的傾角天文旋回，持續2.29 Myr；沙四上亞段存在77.75個38.7 kyr的傾角天文旋回，持續3.01 Myr（圖4）。與Shi et al.[30]利用磁化率曲線作為天文旋回分析的替代指標所測出的沙三下亞段沉積持續時間為1.97±0.2 Myr，與金忠慧等[14]利用GR測井曲線作為天文旋回分析的替代指標所測得的沙四上亞段沉積持續時間為3 Myr是相吻合的。

4 討論

4.1 天文旋回對沉積的控制作用

地球化學元素分析是深時古氣候，古環境恢復的重要判別標準。其中，Sr/Ba值可以反映古鹽度，值越大，水體鹽度越大，水越淺[42]。碳酸鹽中的Sr/Ba之所以能反應氣候變化，是因為湖泊中Sr的碳酸鹽溶解度比Ba2+的碳酸鹽溶解度大，在湖水蒸發濃縮的過程中，Ba2+往往先沉淀，Sr后析出，故Sr/Ba上升指示湖泊鹽度增加，氣候干旱；下降指示湖泊鹽度降低，氣候濕潤[43]。

以FY1井3 229～3 278.5 m為例，該段地層TOC含量介于2%～4%，富有機質，碳酸鹽含量增多（圖5）。天文旋回通過影響氣候變化控制了湖相泥頁巖的沉積，探究東營凹陷古近系始新統沙河街組泥頁巖中所記錄的天文旋回與沉積之間的關系。結合18.7 kyr歲差、125 kyr短偏心率天文周期曲線與細粒巖中碳酸鹽礦物進行對比，可以發現18.7 kyr歲差旋回與細粒巖中碳酸鹽礦物變化擺動趨勢一致，推測地球軌道參數歲差旋回驅動氣候的變化控制了泥頁巖的沉積作用。

地球軌道參數通過影響氣候進而改變沉積環境[16，44]，偏心率的變化指示了地球繞太陽公轉軌道面的變化，進而影響日照量的變化。偏心率變大，地球繞太陽公轉軌道由近圓形向橢圓形變換，偏心率變小，地球繞太陽公轉軌道由橢圓形向近圓形變換，但偏心率周期對日照量的直接影響較小，通常小于1%[11，17]。偏心率的變化也會影響季風周期的調節，偏心率通過調控氣候歲差的變幅造成季風的周期性變化[45?46]。石巨業[47]在對東營凹陷地區古氣候的研究中，通過古氣候指數C、Fe/Mn和礦物含量等指標與偏心率軌道參數進行比對，發現偏心率到達極大值點處時，氣候整體較為暖濕；偏心率到達極小值點處時，氣候整體較為干冷。研究的結果中可以發現GR極大值與短偏心率的極大值相對應，同時對應低Sr/Ba（圖5），GR高值對應高含量的黏土和有機質，Sr/Ba低值對應低鹽度，指示了水體深的沉積環境。再次驗證了該研究區目標層段短偏心率極大值點處于氣候溫暖濕潤時期。相反，短偏心率極小值點處，GR低值對應低含量的有機質，同時對應高Sr/Ba，指示水體淺的沉積環境（圖5）。歲差周期引起的日照量變化在南北半球剛好相反[10，19，22]，根據歲差與碳酸鹽礦物含量的變化（圖5），得到東營凹陷中始新統時期歲差與日照量的對應關系，即在北半球，當氣候歲差的極小值對應冬至點處于遠日點時期，此時日照量較??；當氣候歲差的極大值對應夏至點處于遠日點時期，此時日照量較大。

4.2 天文旋回約束下含碳酸鹽細粒沉積巖沉積模式

綜上認為125 kyr短偏心率周期對日照量有影響但不顯著，但對季風有明顯的調控作用，進而影響降水。降水減少時，湖盆水體下降，物理沉積作用加強，對應塊狀、透鏡狀、弱紋層狀沉積構造；降水增多時，湖盆水體上升，物理沉積作用減弱，對應紋層狀沉積構造。18.7 kyr歲差周期對日照量影響顯著，進而影響浮游藻類和光合細菌的生命活動。日照量增多時，浮游藻類和光合細菌的數量增多；日照量減少時，浮游藻類和光合細菌的數量減少。結合研究區含碳酸鹽細粒沉積巖巖石學特征，根據上述125 kyr偏心率、18.7 kyr歲差周期地質響應特征，建立如下天文周期約束下含碳酸鹽細粒沉積巖沉積演化模式（圖6）。

第一階段，短偏心率和歲差都處在極小值點處時，地球繞太陽公轉軌道面為近似圓形（圖6a），地球到達遠日點處時距離太陽最近，此時太陽直射地球南半球，地球北半球接收到的日照量少于南半球，受季風氣候的影響小，降水減少，地球北半球氣候表現為寒冷干燥。降水量遠遠小于蒸發量，湖盆水體下降，沿岸的陸源碎屑物質沿著坡面滑落到水體中，為沉積提供物質保障。此階段中湖盆內水體較淺，水體環境動蕩。因此，該階段主要沉積塊狀泥巖相（表1）。

第二階段，短偏心率略微增加，但仍處在極小值點處附近，地球繞太陽公轉軌道面為近圓形，相較第一階段更扁（圖6b），由于歲差增大，太陽此時直射地球北半球，北半球接收到的日照量增大，因此，第二階段與第一階段相比，地球北半球溫度升高，第二階段的降水仍然較少，氣候表現為炎熱干燥。湖盆水體溫度升高，浮游藻類和光合細菌逐漸復蘇，形成利于方解石結晶的微環境[6，39]，在這一階段，湖盆內水體較淺，水體環境依舊較為動蕩，沉積構造以透鏡狀為主，該階段主要沉積透鏡狀泥質灰巖相（表1）。

第三階段，短偏心率繼續增大，地球繞太陽公轉軌道面進一步向橢圓形變換（圖6c），地球到達遠日點處時離太陽的距離進一步增大。歲差減小，太陽直射點由北半球移動到南半球。在這一階段中，地球北半球接收到的日照量相較于第二階段減少，湖盆水體溫度降低，浮游藻類和光合細菌的生長受到抑制，生物化學作用減弱，季風氣候的影響進一步增加，降水也隨之增多，湖盆水體開始上升，該階段以弱紋層狀灰質泥巖（靠近短偏心率極小值）與紋層狀灰質泥巖（靠近短偏心率極大值）組合為主（表1）。

第四階段，短偏心率繼續增大，地球繞太陽公轉軌道面變為近橢圓形（圖6d），地球到達遠日點處時距離太陽越來越遠。歲差增大，太陽直射點由南半球移動到北半球，因此，地球北半球的日照量增加，湖盆水體溫度也升高，季風氣候作用進一步增強，受季風氣候所帶來的降水增多，氣候表現為溫暖濕潤。此階段處于淺湖向深湖環境的過渡中，水動力環境減弱導致沉積構造以紋層狀為主。由于水體溫度的升高，生物化學作用增強，浮游藻類和細菌逐漸復蘇，其新陳代謝作用再次形成有利于方解石結晶的微環境。該階段的主要沉積巖相為透鏡狀泥質灰巖（靠近短偏心率極小值）與紋層狀泥質灰巖兩種巖相（靠近短偏心率極大值）（表1）。

第五階段，短偏心率增大到極大值點處附近，地球繞太陽公轉軌道面由近圓形逐漸變為橢圓形（圖6e），地球到達遠日點處時距離太陽更遠。歲差位于極大值點處，太陽直射地球北半球，地球北半球溫度升高，受季風氣候影響大，降水增多，氣候表現為溫暖濕潤。降水量遠大于蒸發量，湖盆水體快速上升。湖水溫度升高，浮游藻類和光合細菌快速生長繁殖，光合作用增強，生物化學作用增強，該階段處于深水環境，水動力弱，巖相類型表現為紋層狀泥質灰巖（表1）。

第六階段，短偏心率增大到極大值點處，地球繞太陽公轉軌道面為橢圓形（圖6f），但由于歲差減小，太陽直射點由北半球移動到南半球，導致北半球日照量減少。此階段氣候特點為冷濕，湖盆水體溫度降低，浮游藻類和光合細菌的生長受到抑制，生物化學作用減弱，該階段仍處于深水環境，水動力弱，主要沉積巖相為紋層狀灰質泥巖（表1）。

5 結論

（1） 基于礦物組成、沉積構造等特征將東營凹陷湖相細粒沉積巖劃分為五種巖相，分別為紋層狀泥質灰巖、透鏡狀泥質灰巖、紋層狀灰質泥巖、弱紋層狀灰質泥巖以及塊狀泥巖。

（2） 東營凹陷沙四上亞段到沙三下亞段共存在137個38.7 kyr的傾角天文旋回，共持續5.3 Myr，其中沙三下亞段存在59.25個38.7 kyr的傾角天文旋回，持續2.29 Myr；沙四上亞段存在77.75個38.7 kyr的傾角天文旋回，持續3.01 Myr。

（3） 從天文因素的角度出發，發現18.7 kyr歲差旋回與細粒巖中碳酸鹽礦物變化擺動趨勢一致，歲差控制日照量的變化，同時又受偏心率的調控。地球軌道參數歲差旋回和偏心率旋回共同驅動氣候的變化控制了含碳酸鹽細粒沉積巖的沉積作用，在歲差極大值點處或偏心率極小值處，以灰巖沉積為主；反之，則以泥巖沉積為主。

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