白垩纪超静磁期结束的高精度年龄约束——松辽盆地高精度锆石U-Pb CA-ID-TIMS地质年代学研究

The Cretaceous Normal Superchron (CNS) is one of the major geologic events in deep time. The termination of the CNS, which could be globally recognized, is considered as the best definition for the Santonian-Campanian boundary. However, the age of the end of the CNS is still under debate. The Continental Scientific Drilling Project (SKI and SKII) in Songliao Basin recovered near continuous successions from the Upper Jurassic to Cretaceous. Previous integrated geochronologic study suggested the geomagnetic polarity reverse in Member 2 of Nenjiang Formation represented the end of the CNS, and thus making the Songliao Basin as the excellent candidate to precisely constrain the age of the termination of the CNS. In this study, we plan to apply high-precision zircon U-Pb CA-ID-TIMS geochronology on the interbedded bentonites from the Nenjiang Formation of SKII to establish a high-precision absolute age framework, which could serve as high-precision anchor points for cyclostratigraphy and establish a high-precision and high-resolution geochronologic timescale. With this timecale, we could precisely calibrate the age of the termination of the CNS and improve the late Cretaceous age model of the Songliao Basin.

白垩纪超静磁期是“深时”时期全球重大地质事件之一，该超静磁期的结束被认为是白垩纪Santonian-Campanian界线的全球可识别的主要标志，但目前对该超静磁期的结束年龄还存在争议。"松辽盆地大陆科学钻探"获取了近乎连续的上侏罗统-白垩系岩心，前期的综合年代学研究结果表明嫩江组二段记录了白垩纪超静磁期的结束，为高精度约束白垩纪超静磁期的结束年龄提供了绝佳的研究素材。本研究拟利用“松辽盆地大陆科学钻探”获取的连续的岩心材料，对松科2井嫩江组一、二段的火山灰夹层开展单颗粒锆石U-Pb CA-ID-TIMS高精度地质年代学研究，为旋回地层学提供高精度绝对年龄锚点，建立松辽盆地上白垩统嫩江组高精度、高分辨率年代标尺。在此基础上，为白垩纪超静磁期的结束提供高精度年龄约束，同时完善松辽盆地晚白垩世年代格架。

白垩纪是典型的温室气候时期，是我们探索正在升温的地球未来气候变化的窗口。位于中国东北的松辽盆地保存了近乎完整的白垩纪湖相记录，为我们更好的理解陆相系统是如何响应温室气候及其与全球记录的关系提供了绝佳的条件。松辽盆地的嫩江组下段沉积在Santonian到早Campanian时期，记录了一系列古环境地质事件，例如白垩纪超静磁期的结束，湖泊缺氧事件，可能的海侵事件等。白垩纪超静磁期是白垩纪重大地质事件之一，对其开始和结束年龄进行精确约束对构造、气候和古海洋事件的全球对比，以及理解地球动力学具有重要的意义。同时，白垩纪超静磁期结束被认为是白垩纪Santonian-Campanian界线全球可识别的主要标志，这使得白垩纪超静磁期的结束年龄更加重要。本项目利用高精度锆石U-Pb CA-ID-TIMS地质年代学分析方法，对松科二井获取的嫩江组地层中的火山灰夹层进行精确的定年，建立高精度的绝对年代格架。在此基础上，利用Bayesian Bchaon模型建立了Bayesian年龄-地层模型，结果对嫩江组下段地层的关键地层界线进行了约束。通过将地层界线的年龄应用在松科1井南孔，并利用Bayesian Bchron模型为松科1井建立了建立了Bayesian年代-地层模型。根据结果，松科一井嫩江组的沉积速率修订为约7cm/kyr，白垩纪超静磁期结束年龄约束在82.63±0.62 Ma。本项目所取得的成果修正并完善了松辽盆地晚白垩世高精度的绝对年代格架，为旋回地层学、磁性地层学提供了高精度的年龄锚点，为白垩纪超静磁期结束和关键地层界线提供了高精度的年龄约束。