古气候变化的研究方法归纳起来可以分为天文学、地质学、地球化学、地球物理学等。近年来地球物理学的一些参数(如岩石的磁化率、自然伽马放射性)作为一种新型替代指标,被广泛应用于古气候的研究。测井参数是对地层岩石类型、岩石物性及地球化学特征的综合反映,是开展各种固体矿产资源、石油天然气、煤等化石能源探测的重要手段。地层岩性的变化以及沉积旋回性都直接或者间接地反映到测井曲线的形态和幅度中,因此也是研究沉积岩形成的古地理、古环境、古气候的重要资料。测井资料具有连续性强、垂向分辨率高以及信息丰富的优势,可以为科学钻探研究目标的实现提供宝贵的研究资料。作为专门研究松辽盆地晚白垩世重大地质事件及古气候变化而部署的科学探索井,松辽盆地松科1井开展了系统的钻井取心。松科1井地球物理测井工程的实施,为建立岩心和测井曲线之间的对应关系、开展岩心深度归位、寻求建立反映古气候变化的地球物理替代性指标、建立完整的有机地球化学剖面等科学研究目标的实现提供了重要的地球物理依据。松科1井岩性以泥岩占绝对优势,同时还具有高质量的自然伽马能谱测井资料和高密度的地质与地球化学分析数据,为利用自然伽马能谱资料开展古气候变化的研究提供了得天独厚的条件,对于充分发挥测井资料在古气候研究方面的潜力具有重要学术价值。本文在前人利用古植物孢粉资料、元素地球化学分析数据等方法建立的古气候变化框架的基础上,通过对松科1井测井资料的岩心深度归位和沉积微相划分,自然伽马能谱(SGR)测井响应特征的分析、统计,以及与古气候变化框架的分析、对比,开展了有效的古气候地球物理测井替代指标研究,证明了泥岩自然伽马能谱中的钍/钾比值(Th/K)是反映古气候干湿度变化的良好替代指标。研究认为,对河流和湖泊沉积环境条件,应采用不同的古气候干湿度解释模式。在河流环境形成的泥岩,其Th/K的高值代表是偏潮湿的气候条件,低值代表偏干旱的气候条件;而对于湖相沉积的泥岩,则刚好相反。据此利用松科1井南孔、北孔自然伽马能谱曲线对松辽盆地泉头组至明水组沉积时期的古气候干湿度变化进行了反演。结果表明:从泉三段到明水组沉积时期,松辽盆地经历了七个气候变化旋回。这一研究结果与前人利用元素地球化学方法的分析结果具有极好的吻合性,从而也证明,利用泥岩自然伽马能谱测井资料来替代昂贵的元素地球化学分析数据,结合沉积环境的分析来开展古气候变化的推断,是一种经济、快速,而且十分有效的方法。结合前人研究的古气候框架,建立了利用湖相泥岩沉积SGR进行古气候干湿度解释的定量标准:当Th/K<4时,气候潮湿;当Th/K在4~5之间时,为半潮湿气候,Th/K在5~6之间时,为半潮湿-半干旱气候;当Th/K>6时,则属半干旱气候。