当前随大气中二氧化碳含量逐渐升高,全球温室作用亦逐渐增强,这可能会使地球重新进入地质历史中曾经出现的温室气候条件。晚白垩世是典型的温室气候时期,研究这一地质历史时期古环境和古气候可以为预测未来环境和气候变化提供科学依据。白垩纪海相沉积记录较丰富,但陆相沉积记录相对匮乏。松辽盆地大陆科学钻探工程的松科1井和松科2井钻取了完整连续的白垩纪陆相沉积记录,为研究晚白垩纪陆地沉积环境和古气候变化提供了宝贵资料。细粒沉积物的沉积和保存环境利于记录和保存更详细的古气候信息。嫩江组一段沉积期处于温暖潮湿的古气候条件,当时湖泊正处于湖侵最大期,湖泊内沉积了大套的黑色和灰黑色泥岩等细粒沉积物。以砂岩、粉砂岩和粘土为三个单元,把粒径2mm以下的碎屑沉积物划分成砂岩、砂质泥岩、粉砂岩、粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩和粘土岩六种岩性。嫩江组一段发育粉砂岩、粘土质粉砂岩(粗泥岩)、粉砂质粘土岩(中泥岩)、粘土岩(细泥岩)等四种细粒碎屑沉积岩,以及灰岩和白云岩两种化学沉积岩;依据岩心的成分和沉积构造,嫩一段沉积环境可划分为深湖、半深湖、泥质等深流、粉砂质等深流和粉砂质浊流五种沉积环境;依据沉积界面划分出的6个沉积旋回与S元素的计数率曲线对应较好。每个旋回反应了沉积水体由深变浅和湖泊底层水氧含量由低至高的沉积过程。嫩一段内细粒沉积物形成的厚层的纹层状沉积物详细记录了古气候信息。纹层年代学的研究可以建立高分辨率的年际时间标尺,为年际古气候研究提供精细的年代格架。纹层厚度受年度降雨量影响较大,降雨量越大,形成的纹层厚度相应增加。年纹层厚度的变化可以反演出年降雨量的变化。纹层厚度的时间序列的谱结果显示了较强的2-7年的周期,与现代气候中厄尔尼诺现象谱结构相似。气候的数值模拟实验可以为现今气候和气象预测提供依据,亦可与古气候研究的成果相互检验。本次研究使用CESM数值模拟模型,以90Ma古地形和白垩纪的古气候参数为边界条件进行数值模拟,模拟结果显示赤道东太平洋海温和降雨量均显示出明显的2-7年的周期,与现代厄尔尼诺现象一致。也与纹层沉积物中发现的古厄尔尼诺现象一致。沉积记录中的厄尔尼诺信号与数值模拟中的厄尔尼诺信号的一致性也证实白垩纪古气候中有强烈的厄尔尼诺现象。