古土壤一般形成于很长的地貌稳定期,其中记录了地层间断或不整合,蕴含了丰富的关于古气候、古植被、古地貌以及沉积环境状况的信息。明水组二段是松辽坳陷盆地萎缩阶段的产物,该时期发育的古土壤中记录了松辽盆地坳陷晚期的气候特征。松辽盆地白垩纪大陆科学钻探松科1井共获取明水组岩心596.55m,取心收获率93.69%,其中明水组二段取心井段为210.57-632.33m,厚度达421.76m。本文以松辽盆地松科1井明水组二段连续取心的岩心资料为基础,通过岩心观察、地球化学分析、X射线衍射等方法对明水组二段古土壤岩石学、地球化学特征及粘土矿物特征进行研究,进而探讨该时期的古气候演变。通过对研究区的岩石学特征进行归纳总结可以得出,粉砂岩和泥岩是明二段出现频次最高的岩性,其次是泥质粉砂岩与粉砂质泥岩,主要识别出曲流河沉积,浅水湖泊沉积,临滨沙坝沉积,河漫滩沉积,河漫湖沉积微相,是以曲流河和浅湖沉积为主的一套岩石组合。根据岩性特征并结合V/Cr比值及δCe值,可将其沉积相由下至上划分为:底部曲流河沉积,中部浅水湖泊沉积,上部曲流河沉积,顶部浅水湖泊沉积,即明水组二段沉积时期由下到上总体经历了两个曲流河到浅水湖沉积旋回。明二段发育的古土壤类型为埋藏型古土壤,识别标志主要为钙质结核、滑擦面及植物根迹。由地球化学测试得出明二段古土壤主量、微量和稀土元素的变化特征。通过对主量元素计算得出CIA,CIA-K,MAP值,通过其垂向变化趋势大致可确定松科1井明水组二段底部、中下部为初等化学风化,寒冷、干燥气候;中上部、上部到顶部为中等化学风化,温暖、湿润气候,顶部往上很可能为强烈化学风化,炎热、潮湿气候。微量元素中Rb/Sr比值也印证了以上变化;V/Cr比值介于0.54~1.43之间,平均值为0.95,说明该时期沉积环境为氧化环境。稀土元素∑LREE/∑HREE比值的垂向变化趋势表明明水组二段沉积时期纵向上总体自下而上经历了两个由弱至强的风化旋回;δCe值均小于1,为Ce负异常,Ce亏损,与V/Cr比值所得出的结果相同,说明该时期沉积环境为氧化环境。通过粘土矿物X衍射测试,得出伊利石于松科1井明水组二段K/Pg界线附近330.4m处消失,绿泥石于311m处消失,而在330.4m处重新发育;石英粘土比值在K/Pg界线处发生突变,由下至上先递增,跨过界线后骤减;伊利石粘土比值位于K/Pg界线之上,自下而上总体呈现降低趋势。以上变化表明了K/Pg界线附近存在气候变化,具体表现为自下而上化学风化经历了由弱到强的变化过程,气候逐渐变湿润。综合分析,松科1井明水组二段沉积时期为氧化环境,纵向上表现为由初等风化半干旱的寒冷干燥环境向中等风化的温暖湿润环境过渡,最终经历强烈风化的炎热潮湿环境,期间局部气候略有波动。