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旋回地层学是对地层记录的(准)周期性旋回变化进行识别、描述、对比和成因解释,并将其应用于地质年代学以提高地层年代框架的精度和分辨率,实现地层高精度划分与对比的一门地层学分支学科。目前,通过旋回地层学的手段已经实现了新生代以来的地质年龄与天文曲线的完全调谐,在中生代初步实现了地质年代与天文年代的校准,但是在古生代还仅有少数研究案例。 笔者所在的团队于2014年底在湖北宜昌地区完成了一口浅钻——宜黄1井,钻穿了奥陶系的宝塔组、临湘组、五峰组、观音桥层和志留系的龙马溪组下部。围绕这一钻井的新鲜样品,测试获得了磁化率、自然伽马、无机碳同位素、氧同位素四种不同的气候替代指标的数据,在此基础上,对宜黄1井宝塔组至临湘组的灰岩地层和龙马溪组黑色页岩段的上部分别进行了分析,并将处理后的数据导入Matlab软件进行频谱分析和小波分析。根据分析结果寻找存在于曲线中的频谱周期,并将其滤波调谐,获得天文旋回结果。灰岩段磁化率分析结果显示,灰岩段的中、下部与顶部之间存在沉积速率差异。整体上宝塔组和临湘组沉积中记录的长偏心率约为2m,短偏心率约为0.5 m,斜率约为0.2 m,岁差约为0.1m。自然伽马分析结果显示,在灰岩段下部可识别出与磁化率结果一致的频率和周期,龙马溪组黑色页岩段的上部(相当于埃隆阶中、下部)可识别出约2.5 m的长偏心率周期和约0.8m的短偏心率周期。氧同位素分析结果显示,在灰岩段下部识别出与磁化率结果一致的频率和周期,且约0.5 rm的短偏心率频率周期表现较明显。而无机碳同位素分析结果则未能显示出对应的频谱分析峰值,原因可能为受区域地质作用影响较深,因此掩盖了天文旋回的信号。综合上述四种指标的分析结果,宜昌地区宝塔组至临湘组共沉积了约6.5 Ma,与GTS2012中的标注的正式年龄值存在显著差异(8.25 Ma,~20%的差异),而与GTS2012中的多项式计算年龄值(6.77 Ma)非常相似,表明GTS2012中标注的相关年龄值,或许需要厘定;龙马溪组黑色页岩上部的Demirastrites triangulatus带和Litugraptusconvolutus带(35.78-18.75 m),其沉积时长约2.3-2.5 Ma,略大于GTS2012的参考年龄值(约2 Ma),因此推测有两种可能,或者GTS2012中这两个笔石带对应的地质年龄总体上至少短了15-25%,或者宜黄1井的Lituigraptus convolutus带上部包含了更高的Stimulograptus sedgwickii带的部分地层。从沉积速率来看,宜黄1井从宝塔组至龙马溪组经历了一个快-慢-快的变化过程,从宝塔组约0.5cm/ka的沉积速率降至临湘组上段的约0.2 cm/ka,根据沉积厚度和生物带年龄可估算,沉积速率在赫南特冰期前后达到最低。之后,沉积速率逐渐上升,在龙马溪组黑色页岩上部的Demirastrites triangulatus带和Lituigraptus convolutus带,其沉积速率达到0.7 cm/ka,并保持稳定。