河北平原三河S9孔岩心特征及第四纪地层划分研究

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.062

摘要/Abstract

摘要：

第四纪地层年代学格架的建立对区域地层对比及古地理环境演化研究具有重要意义。通过分析河北大厂凹陷北部第四系标准孔S9钻孔岩心沉积物颜色、结构构造、岩性组合特征,应用测井曲线、古地磁、AMS ¹⁴C和OSL测年方法,对S9钻孔剖面进行详细地层划分、沉积相分析和地层年代学格架建立。将S9孔揭示的松散沉积物分为4套岩性组合:第1套岩性组合代表洪积扇沉积;第2套岩性组合代表辫状河沉积;第3套岩性组合代表洪积扇沉积;第4套岩性组合代表泛滥平原沉积和河床沉积。通过对古地磁实验结果的分析得出, 0~145.3 m为古地磁极性带的布容正极性时,145.3~212.6 m为古地磁极性带的松山反极性时,212.6~251.8 m为古地磁极性带的高斯正极性时。以磁性地层为主导,以岩性地层特征、¹⁴C和OSL测年数据为辅,对S9孔第四纪岩性地层进行初步划分,其第四纪地层的下更新统、中更新统和上更新统的底界对应深度分别为210.9 m、145.4 m和24.05 m。

关键词: 磁性地层, 第四纪, 大厂凹陷北部, AMS ¹⁴C测年, OSL测年

Abstract:

Establishing Quaternary stratigraphic chronological framework is of great significance to regional stratigraphic correlation and paleogeographic environment reconstruction. According to the sediment colors, structures, and lithological characteristics of borehole S9 in the northern Dachang Depression, together with well-logging, paleomagnetism, ¹⁴C and OSL dating, detailed stratigraphic division, sedimentary facies, and stratigraphic chronological framework are established. This work focused on dividing the loose sediments of S9 into four assemblages: (1) diluvial fan deposit; (2) braided river deposit; (3) diluvial fan deposit; (4) flood plain and riverbed deposit. Paleomagnetic data show that the 0-145.3 m interval is Brunhes normal polarity chron, 145.3~212.6 m interval is Matuyama reversed polarity chron, and 212.6-251.8 m interval is Gauss normal polarity chron. Integrating the magnetostratigraphy, lithostratigraphic properties and ¹⁴C ages, we divided the Quaternary strata into the Lower Pleistocene, Middle Pleistocene, and Upper Pleistocene series, with depths of 210.9 m, 145.3 m and 24.05 m, respectively.

Key words: magnetostratigraphy, Quaternary, northern Dachang depression, AMS ¹⁴C dating, OSL dating

中图分类号:

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图/表 8

图1 研究区构造略图及S9钻孔位置图(①徐水凹陷;②霸县凹陷;③牛驼镇凹陷)

Fig.1 Tectonic sketch map of the study area and the location of borehole S9

图2 三河地区S9钻孔岩心照片

Fig.2 Photographs of cores from borehole S9 in Sanhe area

图3 S9钻孔岩性柱、自然伽马、电阻率测井曲线及沉积环境解释

Fig.3 Lithological column, natural gama and resistivity logging curves as well as sedimentary environment interpretation in borehole S9

表1 S9钻孔14C样品信息及测年数据统计

Table 1 Summary of information and 14C dating data for borehole S9

样品编号	样品岩性	¹⁴C年龄 /a BP	树轮校正后年龄/a BP
样品编号	样品岩性	¹⁴C年龄 /a BP	1σ(68.2%)	2σ(95.4%)
S9¹⁴C-1	有机质黏土	32 460± 180	36 549(68.2%) 36 140	36 844(95.4%) 35 916

表2 S9钻孔光释光样品信息及测年数据统计

Table 2 Summary of information and OSL dating data for borehole S9

样品编号	样品深度/m	U/(μg/g)	Th/(μg/g)	K/%	含水量/%	等效剂量/Gy	年龄/ka	年龄误差/ka
S9OSL-1	18.2	1.37	7.07	2.05	14.79	294.8	86.7	±8.7
S9OSL-2	33.4	1.28	7.25	2.59	11.64	>375.0	>94.4

图4 三河地区S9钻孔代表样品混合退磁和交变退磁正交矢量投影图 (圆形和正方形分别代表垂直和水平投影;图中数字表示退磁温度和交变磁场强度;NRM为天然剩磁)

Fig.4 Orthogonal vector plots showing the results of mixed and thermal demagnetization for samples from borehole S9 at Sanhe

图5 S9钻孔钻磁性地层与标准极性柱对比

Fig.5 Comparison diagram of magnetostratigraphy for borehole S9 with polarity zones

图6 S9孔与北京新5孔、固安G01孔地磁极性时间对比

Fig.6 Geomagnetic polarity timescale comparison for boreholes S9, Beijing Xin 5, and Gu’an G01

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